應用數據采集器進行物理實驗的探究性學習

摘要介紹應用PASCO數據采集器進行物理探究性實驗。通過對手機周圍磁場的測量，闡明利用數據采集器在物理探究性學習中的明顯優勢：科技含量高，實時采集數據，實驗耗時短，能夠加強學生的感性認識和直觀了解，并可以利用軟件對數據進行多種分析，拓寬探究的空間。

關鍵詞 PASCO數據采集器；探究性學習；磁場

中圖分類號：G424.31 文獻標識碼：A文章編號：1671-489X（2007）12－0048-02

Application Data-logger Carries on Physical Experiment Zetetic Study//Yu Jianmin，Zhang Yuanfu，Zhong Jiansong

Abstract This article introduced carries on the physical zetetic experiment using the PASCO data-logger. Through to mobile phone around magnetic field survey， exposition use data-logger in physical zetetic study obvious superiority：The technology content is high， the real-time gathering data， the experiment consumes when short， can strengthen student's perceptual knowledge and the direct-viewing understanding， and may carry on many kinds of analyses using the software to the data， the space which the development inquired into.

Key words PASCO data-logger；zetetic study；magnetic field

Author’s address College of Science， Jiujiang University，Jiujiang， Jiangxi 332005

物理學是一門實驗科學，它教導學生主動參與交流、合作、探究等多種學習活動，而探究學習與探究實驗是教育技術、教育觀念和教學方法相結合的創新，實驗則是物理探究性學習的有效方式。傳統的物理實驗存在一些不足，如實驗過程繁瑣，實驗數據處理復雜，特別是一些微小變化和暫態過程很難被顯示或測量。應用PASCO數據采集器實驗系統則可以大大彌補上述不足，它可以使物理實驗更直觀簡單。本文試圖通過對手機周圍磁場的測量實驗來說明上述問題。

1 PASCO數據采集器系統

PASCO產品提供物理、化學、生物、科學、環境、工程實驗等課程使用的傳感器、數據采集器接口和支撐軟件配套，構成基于計算機和網絡應用的新一代數字化實驗系統的整體解決方案。PASCO探究實驗系統主要包含傳感器、數據采集器接口、配套軟件。探究實驗系統是使用計算機實時采集、存儲、顯示數據，并進行分析的硬件、軟件和課程的組合。傳感器接到數據采集器接口中，通過USB和計算機相聯。PASC0的圖形數據采集器，既可以作為接口和計算機相聯，又是一個功能很強的計算機，可單獨使用。

與傳統實驗手段相比，應用數據采集器進行物理實驗測量有著明顯的優越性。應用數據采集器與計算機結合能提高實驗的測量精度，實現測量數據和實驗結果的自動輸出，消除傳統實驗儀器多次采樣造成的誤差；在表現微小變化和顯示暫態過程一類的物理實驗方面，由于數據采集器的采樣頻率和靈敏度高，可以在電腦屏上實現實驗數據的同步顯示數據，并能自動進行數據處理及繪出圖像。同時，由于PASCO的測量設備可移動性強，可以被方便地帶到戶外開展探究性學習活動，探索物理規律。

用該系統做實驗，能使實驗操作簡單，既可做定量實驗，也可做定性演示。數據采集器真實記錄實驗數據，學生能立即看到實驗結果，花較少的時間記錄和處理數據，且有更多的時間探究實驗過程并檢測物理概念，拓寬探究的空間。

2 實驗：手機電磁周圍磁場的測量

通過應用PASCO數據采集器與計算機結合，筆者進行手機周圍磁場測量的物理探究性學習。

（1）主要實驗儀器：PASCO500數據采集器、磁場傳感器、計算機、手機。

（2）實驗目的：在手機附近的不同位置探測其通話過程的電磁周圍磁場強度，了解在手機不同狀態下，手機天線附近磁場的變化狀況。

（3）實驗測量數據見圖1、圖2。

3 結論分析

圖2中測量的是一類手機天線附近的磁場在不同狀態下的實際情況。以空間磁場為0（作為較準磁場），分別測量出手機在待機狀態、來電未接狀態、撥打對方未接狀態及通話狀態等情況下手機天線附近的磁場強弱變化情況。從測量的結果可以很好地了解手機天線附近的磁場在由待機狀態到通話狀態的變化過程。這個過程如果利用傳統的測量手段是很難觀測到的，因為變化時間非常短。而利用PASCO數據采集系統，使得整個測量過程簡便直觀，省時而效果良好。

從以上測量可以看到，讓學生利用PASCO數據采集系統進行自主設計的探究性物理實驗，只要設計出合理的測量方法，對計算機進行相應設置，計算機將自動進行數據記錄和處理，避免傳統測量中的數據記錄、過程繁鎖等不利因素，而且探測量靈敏度高，結果輸出實時而直觀，更能增強學生的探究學習興趣。