《中小学创新教育丛书:中学数字化实验入门指南》共分四部分:数字化实验概述、中学物理实验指南、中学化学实验指南、中学生物实验指南。“数字化实验概述”详细介绍了数字化实验系统如何对实验数据进行采集、接收、显示和分析,系列传感器的种类、构成、使用方法和用途,软件、硬件的安装方法、使用环境条件、保养和维护,通用和专用软件的基本功能和使用方法等。“中学物理数字化实验”“中学化学数字化实验”“中学生物数字化实验”三部分分别列举了中学物理、中学化学、中学生物各学科学习过程中常见的实验实例,给出实验器材及试剂、实验原理、实验装置图以及实验操作和数据分析过程,其中重点对实验操作和数据分析过程进行了详细介绍。读完《中小学创新教育丛书:中学数字化实验入门指南》,读者基本可以了解数字化实验操作系统的原理,熟练掌握数字化实验操作系统使用方法,甚或可以此为基础,继续自主开发和拓展数字化实验的内容。
“创新是民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭源泉,也是中华民族最深沉的民族禀赋。”随着全球新一轮科技革命和产业变革的加速演进,创新从未像今天这样深入人心,影响世界。创新已成为当今世界使用频率最高的词语之一,成为我们国家可持续发展的关键。开展中小学创新教育,是教育系统落实党和国家创新驱动战略,培养国家发展后备人才的重要举措。
创新教育是以培养学生的创新精神和实践能力为基本价值取向的教育。其核心是在全面实施素质教育的过程中,为迎接知识经济时代的挑战,着重研究和解决在基础教育领域如何培养中小学生的创新意识、创新思维、创新精神和创新能力的问题。创新教育不仅是方法的改革或教育内容的增减,也是教育功能的重新定位,是带有全局性、结构性的教育革新和教育发展的价值追求,是新的时代背景下教育发展的方向,尽管我们研究的定位是培养中小学生的创新精神和实践能力,但实际上将带来教育全方位的创新。
创新教育并不神秘,不是阳春白雪,不是少数人的专利,应该走普及化的道路。创新教育的落地,需要有课程的支撑,有师资的保证,有评价管理的机制。如果没有这些,那么,任何理念都只是一句空话,只是墙上的一句标语,只是一个空洞的口号。具体到如何在教育教学中实施创新教育,大家还在探索中。为此,我们选取了部分经过实践的课程和做法,编写了《中小学创新教育丛书》,目的就是为实施创新教育提供可借鉴的经验。最重要的是,希望这套丛书反映的创新教育理念、观点和具体做法,能起到抛砖引玉的作用,引起大家的思考讨论和争鸣,更希望有更多的学校、教师以及有志于从事创新教育的机构和各界人士能够以自己的行动创造出鲜活经验,引领和推动创新教育不断深入开展。
本丛书在编写过程中,得到了潍坊市各级教育主管部门的大力支持。成稿过程中,参考、整合和应用了一些同行的相关研究成果,特别是北京北斗育才科技有限公司、上海市中小学数字化实验系统研发中心、广州中望龙腾软件股份有限公司等企事业单位为本丛书提供了诸多案例和技术支持,大大提升了本丛书的质量和水平,在此一并致谢。
限于我们的认识和水平,书中会有疏漏和不尽人意之处,诚恳地希望广大读者提出宝贵意见,帮助我们共同把丛书越做越好。
第一章 数字化实验概述
一、DISLab的构成
二、DISLab的安装使用
三、DISLab专用软件
四、DISLab通用软件
五、DISLab校准软件
六、DISLab配套实验器材
七、DISLab保养与维护
第二章 中学物理实验指南
初中篇
实验一 摩擦力
实验二 二力平衡
实验三 重力大小与质量的关系
实验四 测量物体运动的平均速度
实验五 探究杠杆的平衡条件
实验六 斜面的机械效率
实验七 研究定滑轮与动滑轮
实验八 探究浮力大小与哪些因素有关
实验九 液体内部压强
实验十 流体压强与流速的关系
实验十一 水在加热过程中的温度曲线
实验十二 液体蒸发使温度变化
实验十三 热辐射的吸收
实验十四 比热容
实验十五 晶体的熔解和凝固
实验十六 热辐射研究
实验十七 摩擦做功改变物体内能
实验十八 压缩气体做功改变物体内能
实验十九 热传导
实验二十 声振动图像
实验二十一 频率与音调的关系
实验二十二 振幅与响度的关系
实验二十三 用天籁声学软件研究声现象
实验二十四 电动势和电源外电压、内电压的关系
实验二十五 半导体温差发电片的特性研究
实验二十六 电阻定律
实验二十七 欧姆定律
实验二十八 伏安法测电阻
实验二十九 测量小灯泡的电功率
实验三十 描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验三十一 串联电路中电流的规律
实验三十二 并联电路中电流的规律
实验三十三 串联电路中电压的规律
实验三十四 焦耳定律
实验三十五 通电螺线管的磁场是什么样的
实验三十六 电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关
实验三十七 磁生电
实验三十八 电磁波的产生及传播
高中篇
实验三十九 牛顿第二定律
实验四十 从v-t图求加速度
实验四十一 研究匀速直线运动
实验四十二 研究匀加速直线运动的规律
实验四十三 用位移传感器研究自由落体运动
实验四十四 弹簧振子的振动图像
实验四十五 单摆的振动图像
实验四十六 受迫振动
实验四十七 简谐振动过程中振子位移与弹簧受力关系研究
实验四十八 瞬时速度的测定
实验四十九 平均速度的测量
实验五十 平均速度与瞬时速度的关系
实验五十一 加速度的测量
实验五十二 加速度与拉力的关系
实验五十三 加速度与质量的关系
实验五十四 功和能
实验五十五 用光电门传感器测自由落体的加速度
实验五十六 物体动能的大小
实验五十七 研究机械能守恒定律
实验五十八 动量守恒定律
实验五十九 单摆周期的测量
实验六十 单摆法测重力加速度
实验六十一 单摆周期与摆长的关系
实验六十二 平抛运动
实验六十三 摩擦力研究
实验六十四 力的合成与分解
实验六十五 用智能力盘研究力的分解
实验六十六 动量定理(变力)
实验六十七 力的相互作用
实验六十八 斜面力的分解
实验六十九 超重失重
实验七十 胡克定律
实验七十一 向心力研究
实验七十二 二维平抛运动
实验七十三 二维单摆
实验七十四 二维机械能守恒定律
实验七十五 二维离心轨道
实验七十六 二维运动的合成
实验七十七 用电压传感器演示单摆的振动图像
实验七十八 简谐振动的相位
实验七十九 太阳能的利用
实验八十 查理定律
实验八十一 气体压强与体积的关系
实验八十二 沸点与压强的关系
实验八十三 红外线的热效应
实验八十四 水的冷却规律
实验八十五 热胀冷缩
实验八十六 声波传感器测量声速
实验八十七 声振动图像
实验八十八 声波的合成
实验八十九 双缝干涉单缝衍射
实验九十 光照度与距离的关系
实验九十一 测电池的电动势和内阻
实验九十二 电容充放电与串并联
实验九十三 自感现象
实验九十四 伏安法测金属丝的电阻率
实验九十五 电流的热效应与电阻的关系
实验九十六 研究电源的输出功率与电源效率
实验九十七 小电机的伏安特性曲线
实验九十八 恒压源、恒流源
实验九十九 发电机原理
实验一〇〇 交流电波形
实验一〇一 地磁发电
实验一〇二 整流与滤波
实验一〇三 LC振荡
实验一〇四 RC、RL移相
实验一〇五 二极管特性曲线
实验一〇六 三极管特性曲线
实验一〇七 三极管放大电路
实验一〇八 李萨如图形
实验一〇九 简单门电路
实验一一〇 双稳态电路
实验一一一 多谐振荡
实验一一二 玻璃导电
实验一一三 温差电流
实验一一四 静电测量
实验一一五 安培力测量
实验一一六 微弱磁通量变化时的感生电流
实验一一七 电磁感应现象与楞次定律
实验一一八 动生电动势与运动速度的关系
实验一一九 感生电动势与磁通量的变化率关系
实验一二〇 电磁阻尼
实验一二一 用磁感应强度传感器研究地球磁场
实验一二二 用磁感应强度传感器测量转速
实验一二三 通电螺线管的磁感应强度测量
实验一二四 通电螺线管的磁感应强度与电流的关系
实验一二五 检验物质的放射性
第三章 中学化学实验指南
实验一 pH测量
实验二 电离平衡常数的测定
实验三 酸碱中和滴定
实验四 电导率测量
实验五 强电解质溶液浓度测定
实验六 离子反应的实质研究
实验七 电导率滴定
实验八 冰醋酸稀释过程中离子浓度的变化
实验九 中和热
实验十 酒精灯火焰温度比较
实验十一 原电池
实验十二 电解池
实验十三 熔融硝酸钾导电研究
实验十四 化学反应速率
实验十五 有色溶液浓度测定
实验十六 浓度对化学反应速率的影响
实验十七 模拟酸雨的形成
附录 化学常用传感器使用注意事项
第四章 中学生物实验指南
实验一 心电图
实验二 心率测量
实验三 温室效应
实验四 半透膜的性质
实验五 验证渗透作用
实验六 呼吸运动的频率
实验七 饮用水酸碱度的测量
实验八 饮用水电导率的测量
实验九 植物的蒸腾作用
实验十 人体出汗散热调节体温
实验十一 验证神经细胞的功能
实验十二 种子萌发
实验十三 植物的呼吸作用
实验十四 动物的呼吸作用
实验十五 温度对动物呼吸作用的影响
实验十六 鱼类的呼吸作用
实验十七 酵母菌的呼吸作用
实验十八 呼出气体与外界气体的差别
实验十九 憋气时间长短与呼出气体含氧量的关系
实验二十 酶的特性
实验二十一 生物体体液的缓冲能力
实验二十二 陆生植物的光合作用
实验二十三 水生植物的光合作用
实验二十四 蛋白质含量的测定
实验二十五 酵母菌生长过程中氧化还原电位的变化
实验二十六 不同植被对周围环境的影响