文/祝秋瑩

DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)在中學物理實驗教學中的應用研究

文/祝秋瑩

在新課改的推行下，中學物理教學也發(fā)生了極大的改變。DIS技術的引入在很大程度上改變了物理教學的教學理念和教學方式，也在很大程度上提高了學生的物理課堂效率。本文就DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)在中學物理實驗教學中的應用進行了研究和探討。

物理是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗的過程在整個物理課程中也占據(jù)著十分重要的地位。在此前提下，對中學物理課堂的實驗環(huán)節(jié)應該進行一次有效地變革，以物理實驗來提升學生的物理學習能力。而DIS技術在很大程度上解決了傳統(tǒng)物理實驗中可能出現(xiàn)的問題，因此在中學物理實驗教學中，可以加大DIS技術的使用，一方面可以精準地完成實驗的演示作用，另一方面可以彌補學生數(shù)據(jù)處理方面的不足，同時也可以在很大程度上提高學生的實驗效率，增強學生學習物理的興趣，提升學生的物理學習能力。

1 DIS技術的特點及重要性

DIS實驗技術又被稱為數(shù)字化信息系統(tǒng)，主要組成部分是傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等。它能夠通過精準的實驗數(shù)據(jù)分析和計算，進而有效保障中學物理實驗環(huán)節(jié)的效率。DIS實驗技術的主要特點為：能夠方便快捷的采集各種物理量信息，并通過計算機接口，將各類物理量交付計算機方面進行數(shù)據(jù)的計算處理。同時，DIS實驗技術還有強大的函數(shù)圖像功能，能夠將處理好的實驗數(shù)據(jù)通過函數(shù)圖像展現(xiàn)給學生，大大節(jié)省了學生描點作圖的時間，也減少了學生個體引起的偶然誤差。因此，在目前中學物理實驗中，先進的DIS實驗技術能夠在一定程度上使學生對實驗的結果和實驗數(shù)據(jù)有一個更為準確、直觀的掌握。

中學階段對于學生來說是整個學習生涯承上啟下的關鍵時期，此時打好物理學科的基礎有利于學生將來能夠更好地將所學知識應用于社會。DIS技術由于能夠將較為抽象的實驗數(shù)據(jù)具體化，并且擁有數(shù)據(jù)分析能力和計算能力，能夠幫助學生更好地加深對物理公式和物理概念的理解，從而幫助學生打好物理基礎，同時還能在一定程度上提升學生的動手能力和自主思考能力，進而使學生的物理學習能力有效提高。

2 DIS技術相比于傳統(tǒng)物理實驗的優(yōu)勢

2.1 DIS技術能夠降低學生出錯概率

傳統(tǒng)的物理實驗環(huán)節(jié)，實驗的數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的分析整理都需要學生自行去運算，而部分運算又相對比較麻煩，因此在物理實驗的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，部分學生會算錯，既影響了實驗的精確度，也在一定程度上浪費了時間，導致課堂效率降低。而借助先進的DIS實驗技術，學生能夠通過計算機對實驗數(shù)據(jù)結果進行精準的計算，同時計算機對數(shù)據(jù)的分析能力相比于人工也更具有準確性。例如，在進行歐姆定律的實驗教學中，學生通過DIS實驗技術，將各種實驗器材接入計算機和傳感器，隨后進行實驗操作，通過改變電流和電壓得出多組數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過計算機的對比分析和對數(shù)據(jù)結果的運算，就可以很容易得出電流、電壓、電阻三者的關系為I=U/R，進而得出歐姆定律的結論：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。由此可見，在實驗中使用DIS實驗技術作為支撐，能夠有效降低學生在實驗過程中的出錯概率，同時DIS技術也能使學生對實驗的結果認識更加清晰。

2.2 DIS技術使中學物理課堂更加活躍

偉大的科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師?！睂τ谖锢斫虒W而言實驗顯然是能夠抓住學生注意的最佳途徑。在傳統(tǒng)的物理教學模式下，由于條件有限，不能保證每一堂課學生都能夠親身投入實踐。因此，在傳統(tǒng)的實驗教學中，主要還是以教師演示為主，甚至出現(xiàn)以講代做。學生由于不能進行有效的實際操作而對物理課堂感到枯燥，從而降低對物理學習的興趣。而DIS技術為物理實驗教學注入了新的生機。DIS技術由于其自身的便捷性，使得教師愿意做實驗，更愿意讓學生去動手實踐；由于其自身的實時性，能夠形象地展示物理量的動態(tài)變化過程；由于其自身的直觀性，省去了教師繁瑣的口頭闡述，使得學生有更多的時間和機會去質疑、去探究。而這無一不在激發(fā)著學生對物理的興趣，從而使物理課堂氣氛變得更加活躍。例如在《牛頓第三定律》教學中，教師需要驗證作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時變化，雖然一些傳統(tǒng)手段也能得到結論，但是利用DIS系統(tǒng)中的力傳感器對拉可以更便捷、直觀。DIS技術的實時數(shù)據(jù)分析可以將力F隨時間變化的圖像直觀地展示在學生面前，學生可以觀察到作用力與反作用力是同時產(chǎn)生、同時變化的，還能得到這兩個力大小相等、方向相反的結論，可謂一舉多得。

3 結語

現(xiàn)階段的教育要求教師將“學生為主體”的教學理念貫徹到底，因此在教學實踐中，應該注重學生的親身體驗、實踐、參與和創(chuàng)造。物理作為一門實驗科學，在實驗教學中更應該意識到學生親身參與到實驗中的重要性。因此，在現(xiàn)階段的物理實驗環(huán)節(jié)，將先進的DIS技術引入到物理實驗中，能夠有效增加學生參與實驗的機會，提升學生的動手能力和探究能力，同時也是對“學生為主體”教學理念的貫徹落實?，F(xiàn)階段DIS實驗技術還不夠成熟，還有許多細節(jié)方面有待于改進，DIS全面應用于物理實驗還需時日，DIS技術應用于物理實驗這一目標的真正實現(xiàn)需要所有中學物理教育者的共同努力。

（作者單位：常州市武進區(qū)禮嘉中學）