在整个研究电磁感应产生条件的教学实验中,实验仪器比较简单,过程明了。实验结果与使用检流计的传统实验得出的结果一致,并且与之相比,使用基于声卡的数据采集系统,具有以下的优势:
1)让瞬间即逝的实验结果停留再现。通过采集过程的暂停观察或波形回放,重现一闪而过的实验结果波形图,更有利于学生的观察和作更进一步的详细分析,充分体现数据采集器在显示瞬间变化的物理实验时具有巨大的优势。[5]
2)把抽象过程图形化。把真实采集得到的数据,以图线的形式呈现在学生面前,能使抽象的物理过程直观化和图形化,有利于学生的理解并培养学生观察图线分析物理问题的能力。
3)增强演示效果。使用某些传统的仪器设备进行实验,有时会存在演示效果不明显的缺陷。如检流计或示波器的显示面板尺寸较小,很难使全班每一个角落的学生都能清楚地看到演示结果,特别是一些一闪而过的演示现象。而利用此装置将实验结果实时投影显示在大屏幕上,十分有效的增强了演示效果。
4)数据分析简单高效。此系统不仅适用于定性研究,也适用于定量的研究。通过读数光标,能方便准确地读出数据,而且图形还能局部放大,便于观测。利用此系统做实验,可以节省记录数据、处理数据所用时间,而投入更多的时间去思考理解数据和图线蕴含的物理意义。
5)激发兴趣,开阔视野。使用基于声卡的数据采集系统进行实验,作为一种新事物,有利于吸引学生的注意力。同时在实验中使用现代化技术工具进行探索研究,不仅使学生感受到物理课程的时代气息,感受信息技术给人们的生活学习带来的快捷和便利,开阔视野,也激发了学生走进科学,学习科学的兴趣。
实验结果
运用数据采集器进行物理实验教学,给传统实验注入了新的活力。基于声卡的数据采集系统作为实验教学的扩展和有益补充,将它与传统实验方法结合使用,能够发挥出很好的定量演示效果和高精度的定性探究功能。
利用LabVIEW的虚拟仪器技术,还可在系统中加入虚拟电表与数据采集图线同步显示,进一步发挥本系统的优势。只要测量对象的频率处于音频范围(20Hz-20kHz)内,使用基于声卡的数据采集系统与专用的数据采集器相比,成本低廉,精度更高,也更充分利用了现有的教学资源,有较大的推广使用价值。北京迪阳科技有限公司有基于生卡的教学系统。