袁圓

【內(nèi)容摘要】高中物理作為一門以實驗為基礎的學科，其傳統(tǒng)實驗手段已不能完全滿足教育教學的需要。DIS作為一種新型的實驗手段，以其快速、準確、實時地進行數(shù)據(jù)的采集、運算和分析而受到師生的喜愛，有力地促進了學生分析物理過程、教師開展探究實驗和學生養(yǎng)成創(chuàng)新思維。

【關鍵詞】數(shù)字化信息系統(tǒng) 高中物理 作用

新課程改革倡導教師將信息技術運用于實際教學中，促進信息技術與各學科之間的整合。高中物理作為一門以實驗為基礎的學科，其傳統(tǒng)實驗手段已不能完全滿足教育教學的需要。伴隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展和實驗技術的革新，Digital Information System（數(shù)字化信息系統(tǒng)，以下簡稱為DIS）作為一種新型的實驗手段，以其在實驗過程中具有快速、準確地進行數(shù)據(jù)采集、運算和分析等優(yōu)越性而被物理教師應用于高中物理教學之中，從而提高了物理實驗的效率，優(yōu)化了物理課堂教學，提升了高中物理教學質(zhì)量，并成為人們研究的熱點之一。本文結合前人工作研究及個人工作實踐，嘗試對DIS實驗技術的原理稍作簡介，并分析其在高中物理教學中的重要作用，以期對大家的教學提供借鑒和幫助。

一、DIS原理簡介

DIS作為一種新型的物理教學設備，目前國內(nèi)生產(chǎn)的種類較多。我校采用的是DIS實驗室，它由傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機軟件等構成，其中傳感器能實時動態(tài)地測量各種物理量，如力、位移、電流、電壓、溫度、壓強、聲波、磁場、光強等，并將測量結果轉(zhuǎn)化成電信號傳送給數(shù)據(jù)采集器，然后數(shù)據(jù)采集器再將這些電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳送給計算機，最后計算機通過軟件分析和處理，將實驗數(shù)據(jù)以數(shù)值、圖表、曲線以及儀表等方式展示出來，且可以根據(jù)需要對實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)公式計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、曲線猜想與擬合等處理。因此，DIS具有較強的數(shù)據(jù)收集、分析、計算和處理能力，我們利用該系統(tǒng)能夠完成以前較難完成甚至不能完成的實驗，從而提升教學效率和效果。

二、DIS在物理教學中的作用

DIS應用范圍較廣，僅在物理學科中的應用就可涉及力學、光學、電磁學、熱學、運動學以及原子物理等方面幾乎所有的實驗，尤其是在測量聲音響度、光強和磁感應強度等方面更具有傳統(tǒng)實驗不可比擬的優(yōu)勢。具體來說，DIS在物理教學中具有以下重要作用。

1.實時測量和記錄實驗數(shù)據(jù)，有助于學生分析物理過程

眾所周知，讓學生學會分析物理過程是物理教學的重要目標之一，也是學生能否真正學好物理的前提之一。然而，筆者在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，不少學生都不能全面、完整地分析物理過程。要使學生能夠?qū)W會分析物理過程，我們就要增強學生對物理過程的了解和認識，所以，我們在教學中要多向?qū)W生展示物理過程，讓學生認識到物理過程的豐富性和多彩性，從而在此基礎上形成一定的物理過程分析能力。由于傳統(tǒng)物理實驗器材應用的局限性，一些實驗數(shù)據(jù)無法得到，而DIS則可以憑借其先進的科學技術，實現(xiàn)物理實驗數(shù)據(jù)的實時測量和記錄，并可用圖像描述出瞬間量的變化情況，從而使學生能夠?qū)⒍ㄐ苑治龊投糠治鱿嘟Y合來分析物理過程。

2.大大節(jié)約實驗所用的時間，有助于教師開展探究實驗

新課改倡導物理教學中開展探究式教學，從而發(fā)展學生觀察現(xiàn)象、分析問題的能力，讓學生通過科學探究實驗體驗探究的樂趣和曲折，提升動手實驗能力，發(fā)展思維水平。然而，我們采用傳統(tǒng)器材進行物理探究實驗教學時，在實驗準備、數(shù)據(jù)處理方面就會花去大量的時間，根本沒有足夠的時間讓學生去探索研究，更沒有充裕的時間讓學生對實驗進行質(zhì)疑、提問、交流和表達，教學效果不理想。但在將DIS引入物理教學后，實驗數(shù)據(jù)的采集、運算和分析均由計算機完成，大大節(jié)約了實驗所用的時間，這樣教師就可以在剩余的時間內(nèi)引導學生對實驗的結果進行科學探討和思維碰撞。

3.帶領學生步入現(xiàn)代化測量，有助于學生養(yǎng)成創(chuàng)新思維

當有新事物產(chǎn)生時，我們教師作為教育的實施者，一定要首先接納和研究新事物。DIS作為一種高靈敏度、高精度、實時測量和記錄的教學儀器，能夠克服傳統(tǒng)器材的弊端，幫助我們測量到生活、生產(chǎn)和自然現(xiàn)象中不易測量的數(shù)據(jù)，帶領學生步入現(xiàn)代化測量時代，并激發(fā)學生對生活、生產(chǎn)和自然現(xiàn)象的興趣，使學生能夠重新思考和認識周圍的事物，養(yǎng)成思考的習慣，為其今后的創(chuàng)新提供思想基礎。如跳繩是生活中常見的健身活動，人們很少將該活動與發(fā)電機聯(lián)系在一起，一方面是因為人們極少使用金屬導線來跳繩，另一方面是跳繩產(chǎn)生的電流小。但筆者在使用DIS進行實驗教學后，有學生提出用金屬導線作為跳繩，并將其兩端與微電流傳感器相接，觀測人們跳繩過程中切割地磁感線所產(chǎn)生的電流，且嘗試用微電流傳感器進行自動計數(shù)。由此可見，將DIS應用于物理教學中，不僅可以輕松地帶領學生進入現(xiàn)代化測量時代，還能極大地引發(fā)學生的創(chuàng)新熱情。

三、結束語

綜上所述，伴隨著現(xiàn)代科學技術的進步和發(fā)展，我們物理教師的教學手段也在不斷地革新，而DIS在高中物理教學中的應用則將物理教學推上了一個更高的層次，且有效地實現(xiàn)了信息技術與學科課程之間的整合。因此，我們教師要深挖DIS的各種功能，促使DIS更好地為物理教學服務。

【參考文獻】

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