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邁向數位化科學實驗的紀元
認識數位化科學實驗
隨著科技的不斷進步，科學實驗也進入了「數位化」的新時代。數位化科學實驗是指利用數位化的量測設備，配合適當的數據收集平台，記錄實驗過程中的各項數據。相較於傳統的實驗方法，數位化科學實驗能夠記錄更多的數據點，並且可以根據實驗需求靈活調整取樣頻率，因此顯著提升了實驗的便利性和可行性。目前，許多國高中的自然科學實驗室也開始採用數位化設備進行實驗。以溫度量測為例，我們可以比較傳統實驗和數位化實驗的差異
傳統實驗
數位實驗
常用溫度量測設備
酒精溫度計、水銀溫度計
數位溫度感應器
(例如PASCO無線溫度感應器)
優缺點
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使需目測當下溫度數值，並自行記錄
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相較無法處裡大量的數據，大約30s~60s紀錄1次溫度
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頻繁量測，可能產生人為誤差
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較無法即時獲得溫度數據
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系統可即時記錄當下溫度數值
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可自行調整取樣率，相較可處理較大量的溫度數據
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結合軟體，呈現溫度隨時間變化
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結合軟體，包含多樣化的數據比較方式
數位化科學實驗與國高中課綱的結合
運用數位化的實驗方式，究竟如何幫助學生學習國高中自然課綱裡的基礎知識呢？
以下為國高中自然課程裡常見的實驗主題，點擊連結，可以更進一步了解如何運用數位化的工具，探索這些科學現象
運用 PASCO 無線智慧滑車，探索諸多物理力學實驗
牛頓運動定律
結合智慧滑車的力量與加速度數位量測，驗證經典的牛頓第二運動定律: F=ma
摩擦力
將智慧滑車拖動不同正向力的摩擦塊，結合力量量測，探索摩擦力與正向力的關係
力學能守恆
運用斜面軌道，結合智慧滑車的位置與速度量測，驗證力學能守恆定律
碰撞
將兩台智慧滑車相互碰撞，觀察碰撞前後的動量變化與動能變化
虎克定律
將智慧滑車拉動不同彈性係數的彈簧，結合力量與位移量測，驗證虎克定律
運用 PASCO 無線感應器，探索諸多經典科學實驗
運用 PASCO 光譜儀，探索諸多溶液與光學相關實驗
植物色素的分析
結合溶液的光譜分析，探索植物葉綠素的吸收光譜，尋找其主要吸光波長
反應速率的探索
結合溶液的光譜分析，探索結晶紫褪色過程隨時間的吸光值變化，以進行反應速率的探索
氫原子光譜
結合光源的光譜分析，觀察各種光源的光譜，以認識其光波長組成
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