摘要:随着信息技术的迅速发展和国家新一轮课程教材改革的推进，一种以传感器和计算机为基础，实现了信息技术与实验教学整合的新型实验模式——数字化实验室应运而生。本文就中学物理教学中应用传感器技术的优点以及存在的问题作一简单论述，期待这一新的知识技术能早日并广泛地应用于物理教学，为物理教学注入新的活力。

关键词：传感器；物理教学

　　80年代以来，国际上出现了“传感器热”，日本把传感器技术列为80年代十大技术之首，美国把传感器技术列为90年代的关键技术，我国把传感器技术列为“八五”、“九五”的重点发展项目。由此可见，传感器在当今科技发展中所处的重要地位。而传感器、计算机等信息技术设备本身都是物理学发展和进步的成果，将其应用到物理教学当中，本身就是开阔视野、与时俱进的举措；同时也为科学方法的培养和科学精神的塑造提供了素材。工具的发展是脑的扩展、手的延伸，是人类文明进步的阶梯。这一点已取得大部分理化生教师和实验员的认同。

　　提起传感器，很多人都会说没见过，很陌生。其实不然，在我们现实的生活中，处处可以见到传感器的影子：我们大家生活中常用的电视遥控接收器、电冰箱、楼道中的声控电灯光控电灯、电饭锅、电话机；工业生产用的红外探测仪、汽车中的ABS、ESP系统、自动报警器、恒温烘箱、光电计数器等都用到了传感器。所以传感器的学习对于学生科学素质的培养，甚至对以后的生活、工作都大有好处。

　　学生知识的形成和掌握过程是通过认识的主体（学生）与被认识的客体之间的一系列相互作用而实现的。而演示实验正是一种生动的直观的导入。物理作为一门以实验为基础的科学，一切概念、规律都是建立在实验的基础之上的，而有些实验在中学课堂教学中是无法精确演示的，给学生一种“好象是这样，大概正确”的观点，这样极不利于培养严谨的科学态度。借助数字信息系统实验提供的先进技术手段则突破了传统实验手段的限制，大幅度改进原来做不出、做不好的实验。

例如将传感器应用于牛顿第三定律的研究。

传统的实验是用两个弹簧测力计对拉，改变拉力大小，可以发现两弹簧测力计示数基本相同，可信度不高，而且很难判断两弹簧测力计示数在拉力变化过程中的关系。而用两个力传感器采用高频采样和直观描图的方法，每秒钟数据采集可以达到10次甚至1000次，而且可以直接用图形的形式描绘出来，可以清晰地观察到作用力与反作用力的关系，从而得出牛顿第三定律，这是传统实验无法做到的。具体操作如下：

(1) 将两个力传感器与数据采集器与计算机连接，进入GQY数字化实验平台软件的专用软件《探究力的相互作用》界面

(2)研究静止状态下两个传感器相互的拉力。方法是：将两个传感器对接，让两位力气大小不同的学生各持一个传感器互相拉，并且使拉力在一条直线上，两个传感器都保持静止。可看到界面上数字窗口中显示出两个相互作用力各自的数值，它们的大小相等，并且一正一负，表示方向相反。让其中一个人改变拉力的大小或者两个人同时改变，都可在图像窗口上显示出作用力和反作用力都是同时改变的，并且总是大小相等、方向相反的。

(3)研究静止状态下两个传感器相互的压力，将两个传感器的挂钩更换为圆形小盘，实验方法同上。

(4) 研究运动状态下两个物体间的作用力，将两个传感器分别做匀速，加速，减速运动，得到两作用力总是大小相同，方向相反。

　　物理实验教学成功的关键在于让学生“看到现象，看清现象”。应用传感器可以把很短的时间内清楚地记录下物理量随时间变化的图像，从而进行具体的分析。例如将传感器应用于超重失重的研究

　　在传感器实验操作中可让学生在实验中手持吊有砝码的力传感器在垂直方向运动，先突然加速上升，接着减速停止，过段时间后再先突然加速下降，接着减速停止。则界面上会显示出图所示的图线。其中水平的图线表示正常的重力，高于水平部分的图线表示超重，而低于水平部分的图线则表示失重。即可获得清晰的“力-时间”图线，从图中可以直观的分析超重、失重现象。