“數(shù)字化PK傳統(tǒng)式”
——中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具數(shù)字化替代方案

武振濤

甘肅省平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)教育局 744000

按照現(xiàn)行課程標(biāo)準(zhǔn)，中學(xué)物理教學(xué)中，用到的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具有刻度尺、停表、托盤天平、量筒、溫度計(jì)、彈簧測(cè)力計(jì)、電流表、電壓表、、檢流計(jì)、歐姆表等十種，這些測(cè)量工具目前課本中要求的、實(shí)驗(yàn)室所配備的還是以往的機(jī)械式、磁電系儀表為主。隨著時(shí)代的進(jìn)步，新型測(cè)量工具不斷涌現(xiàn)，許多數(shù)字化的測(cè)量工具已經(jīng)走進(jìn)了人們的生活，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中所用到的十種測(cè)量工具，除量筒之外，都有了新型的數(shù)字式測(cè)量工具。本方案意在中學(xué)理科教學(xué)中用數(shù)字化測(cè)量工具全面替代沿襲了三四十年的、傳統(tǒng)測(cè)量工具，使我們的物理化學(xué)等理科教學(xué)更加貼近學(xué)生的生活實(shí)際和未來的生產(chǎn)實(shí)際。

一、方案簡(jiǎn)介

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，數(shù)字化是一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。本方案的基本思路是逐步用數(shù)字化的測(cè)量工具替代傳統(tǒng)測(cè)量工具，如用數(shù)字電壓表、電流表，替代指針式電壓表、電流表，用電子秤代替托盤天平，用數(shù)字萬用表替代電流表，電壓表，歐姆表，檢流計(jì)等多種磁電系儀表。

1.數(shù)字化測(cè)量工具的優(yōu)點(diǎn)：一是測(cè)量范圍廣泛，如數(shù)字溫度計(jì)的測(cè)量范圍為零下50℃到200℃，數(shù)字萬用表可以用來測(cè)量家庭電路電壓；二是精確程度高，如數(shù)字萬用表的微安擋位可以測(cè)量0.001微安的電流，數(shù)字溫度計(jì)的測(cè)量可以精確到0.01℃；三是讀數(shù)方便，數(shù)字式的測(cè)量?jī)x表，測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式顯示，既有數(shù)值，也有單位，可以避免指針式儀表在讀數(shù)過程中所產(chǎn)生的一些錯(cuò)誤；四是維修簡(jiǎn)單、耗材便宜，傳統(tǒng)機(jī)械式測(cè)量?jī)x器的部分損壞后不可修復(fù)，這些測(cè)量?jī)x器大多數(shù)屬于學(xué)校專用產(chǎn)品，沒有配件銷售，數(shù)字式測(cè)量?jī)x表大多數(shù)保護(hù)電路比較精密，損壞率比較低，耗材主要是電池，維修相對(duì)簡(jiǎn)單；五是價(jià)格親民，隨著科技的進(jìn)步，數(shù)字式測(cè)量工具的價(jià)格一路走低，價(jià)格逐漸親民，部分已經(jīng)低于傳統(tǒng)測(cè)量工具的價(jià)格，如電子秤的價(jià)格，遠(yuǎn)低于托盤天平的價(jià)格，數(shù)字電壓表，數(shù)碼電流表的價(jià)格也低于指針式電流表電壓表的價(jià)格，相信隨著時(shí)間的推移，數(shù)字式測(cè)量工具的價(jià)格還將繼續(xù)降低；六是便于攜帶，伴隨著大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，數(shù)字式測(cè)量工具大多數(shù)特別精巧，方便攜帶；七是一物多用，吊環(huán)式的電子秤，既可以測(cè)量質(zhì)量，還可以測(cè)量壓力、拉力、推力等，數(shù)字式萬用表就可以代替電流表、電壓表、檢流計(jì)、歐姆表等多種電子測(cè)量?jī)x表。

2.該方案應(yīng)用科學(xué)方法是拓展遷移法，將人們?cè)谌粘Ｉ詈蜕a(chǎn)過程中所用到的數(shù)字化測(cè)量工具，拓展應(yīng)用到教學(xué)過程中，也是一種等效替代，是教育現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)。

3.該方案的創(chuàng)新點(diǎn)：一是數(shù)字化，用數(shù)字化測(cè)量工具測(cè)量結(jié)果直接以數(shù)字形式體現(xiàn)，既有數(shù)字，又有單位，方便實(shí)用；二是生活化，數(shù)字化測(cè)量工具已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們的生活實(shí)際，使用方法可謂眾人皆知，應(yīng)用前景廣闊；三是大眾化，數(shù)字化測(cè)量工具家家都有，教學(xué)時(shí)，學(xué)生把家用工具帶到學(xué)校，既挖掘了家長(zhǎng)中的教學(xué)資源，也使家庭教育和學(xué)校教育聯(lián)系更為緊密，還可以解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材和教學(xué)資源不足的問題，四是拓展性強(qiáng)，數(shù)字化測(cè)量工具，既可以作為學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)之用，還可以用于課外的科學(xué)創(chuàng)新，好多數(shù)字化測(cè)量工具，拓展性特別強(qiáng)，學(xué)生在將來的生產(chǎn)生活中還要大量使用，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)具有重要作用。

4.進(jìn)一步完善的設(shè)想：積極和教材編寫開發(fā)部門聯(lián)系，逐步刪除傳統(tǒng)教材中的陳舊內(nèi)容，增加數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具的使用，緊跟時(shí)代步伐；在教輔、練習(xí)題、考試題中，逐步增加數(shù)字化測(cè)量工具使用的情景創(chuàng)設(shè)，促進(jìn)測(cè)量工具的數(shù)字化替代盡早完成。

二、實(shí)施本方案應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.數(shù)字化和機(jī)械式將長(zhǎng)期并存。用數(shù)字化測(cè)量工具代替機(jī)械式的測(cè)量工具，并不是對(duì)機(jī)械式測(cè)量工具的全盤否定，機(jī)械式測(cè)量工具和數(shù)字化測(cè)量工具將長(zhǎng)期并存，我們?cè)诮虒W(xué)中還應(yīng)該高度重視一些機(jī)械式測(cè)量工具的原理講述，部分機(jī)械測(cè)量工具的工作原理也是重要的教學(xué)內(nèi)容，不應(yīng)該為了數(shù)字化而有所忽視。

2.先試點(diǎn)后推廣，逐步展開。在教學(xué)中，我們應(yīng)該根據(jù)學(xué)校、學(xué)生、老師、實(shí)驗(yàn)室配備等多種情況，選擇最適合的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具做好物理實(shí)驗(yàn)，可以先就學(xué)生社會(huì)擁有量大比較常見的數(shù)字式測(cè)量工具如數(shù)字萬用表、電子秤等數(shù)字式工具的使用先行推開，再逐步推廣到其他的測(cè)量工具替代，也可以先從一些班級(jí)開始試點(diǎn)，總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)后逐步推廣。

3.正確處理考試成績(jī)和實(shí)驗(yàn)技能的關(guān)系。用數(shù)字化測(cè)量工具代替機(jī)械式測(cè)量工具后，給學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高，肯定有很大的幫助，但在短時(shí)期內(nèi)，不一定能提高學(xué)生的物理考試成績(jī)，所以我們?cè)诮虒W(xué)中不應(yīng)該忽視傳統(tǒng)工具的使用方法的講授，既要提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，也要提高教育教學(xué)質(zhì)量，知識(shí)和技能相得益彰。