孫蔚紅

摘要： 以DIS實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的新型物理教學(xué)方式具備了以下優(yōu)勢(shì)：與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下的物理教學(xué)更形象、更直觀、更有效率，也大大地豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有利于學(xué)生進(jìn)行自主探究。同時(shí)，目前的DIS也存在著忽視實(shí)驗(yàn)過(guò)程特別是實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的重現(xiàn)、局限于教材中有限的物理實(shí)驗(yàn)等欠缺。為此，我們需要揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分利用DIS的優(yōu)勢(shì)，更好地培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)字化時(shí)代的學(xué)習(xí)能力與信息素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： DIS實(shí)驗(yàn)；物理教學(xué)方式；課堂實(shí)例；實(shí)踐研究

引言：我國(guó)新一輪信息技術(shù)高中物理課程改革，特別是基于傳感器和課程整合的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室提出了明確的要求，高中物理教材和“做”等欄目的示范性實(shí)驗(yàn) 已經(jīng)出現(xiàn)在數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用的具體案例中。數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放平臺(tái)，多功能傳感器和計(jì)算機(jī)測(cè)量系統(tǒng)可以獨(dú)立或與傳統(tǒng)的儀器實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集，計(jì)算，分析，并顯示實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。說(shuō)到底，DIS物理實(shí)驗(yàn)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有什么影響？

自2002年以來(lái)，我國(guó)逐漸采用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的方法，至今已有十幾年的發(fā)展歷程，在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究時(shí)期大部分來(lái)自一線教師，研究與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，這些研究大多局限于一個(gè)單一的實(shí)驗(yàn)，不是普遍的； 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的比較研究以及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在探究式教學(xué)中的應(yīng)用也有一定的研究，目前，數(shù)字化教學(xué)研究取得了一些成果，但在實(shí)際教學(xué)中仍存在一些問(wèn)題。

一、問(wèn)題的提出

DIS傳感器的引入豐富了學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。表面上，借助傳感器，實(shí)驗(yàn)操作已經(jīng)減少，使學(xué)生更容易掌握。因此，我認(rèn)為使用傳感器應(yīng)該是非常好的，通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為學(xué)生提供了一個(gè)更廣闊的發(fā)展空間，使用數(shù)字信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生思考和探究的能力。利用信息技術(shù)學(xué)習(xí)和拓展知識(shí)的能力；分析數(shù)學(xué)圖形，分析和判斷復(fù)雜物理現(xiàn)象的能力；自主探究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以更加深刻和廣泛。

二、主要概念界定

1、DIS實(shí)驗(yàn)：DIS是英文digital information system三個(gè)詞的縮寫(xiě)，也是數(shù)字化信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。DIS實(shí)驗(yàn)是指運(yùn)用朗威數(shù)字化信息技術(shù)手段來(lái)做物理實(shí)驗(yàn)。

2、物理教學(xué)方式：指體育教學(xué)中完成教學(xué)任務(wù)和使用的方法和策略，它包括教師物理教學(xué)的方法和學(xué)生學(xué)習(xí)物理方法，是教師引導(dǎo)學(xué)生掌握的知識(shí)，技能和方法，然后是獲得身心發(fā)展和相互活動(dòng)的方法。

3、實(shí)驗(yàn)研究：是指通過(guò)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以DIS實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)開(kāi)展物理教學(xué)活動(dòng)，總結(jié)與傳統(tǒng)物理教學(xué)的差異，認(rèn)識(shí)以DIS實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的物理教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)與不足，從而更好地為物理教學(xué)服務(wù)。

三、理論依據(jù)

1、教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化理論

教學(xué)過(guò)程優(yōu)化是指在教學(xué)規(guī)律，現(xiàn)代教學(xué)形式和方法的條件下，綜合考慮教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)和內(nèi)外部條件的綜合考慮，教學(xué)過(guò)程控制的組織，確保標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程必須是最有效的角色。教學(xué)過(guò)程的優(yōu)化還可以具體理解為教師選擇合理的體現(xiàn)教養(yǎng)，教學(xué)與教學(xué)相結(jié)合的發(fā)展，并在此基礎(chǔ)上在自己的條件范圍內(nèi)采取最有效的教學(xué)方法和教學(xué)組織形式，使每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能得到最大限度地發(fā)揮，使教育教學(xué)能夠達(dá)到最佳效果。教學(xué)過(guò)程優(yōu)化理論主要基于如何提高教育教學(xué)過(guò)程的效率，努力以最小的成本達(dá)到教育教學(xué)的最佳效果?；贒IS實(shí)驗(yàn)的新型物理教學(xué)方法，試圖盡可能地研究如何優(yōu)化物理教學(xué)過(guò)程。

2、數(shù)字化學(xué)習(xí)理論

以數(shù)字化學(xué)習(xí)為核心的信息技術(shù)與課程的整合，不同于傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，具有如下鮮明的特點(diǎn)：①學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心的，學(xué)習(xí)是個(gè)性化，能滿足個(gè)體需要的；②學(xué)習(xí)是以問(wèn)題或主題為中心的；③學(xué)習(xí)過(guò)程是進(jìn)行通訊交流的，學(xué)習(xí)者之間是協(xié)商的、合作的；④學(xué)習(xí)是具有創(chuàng)造性和再生性的；⑤學(xué)習(xí)是可以隨時(shí)隨地終身的。

DIS的出現(xiàn)給教學(xué)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如何進(jìn)行變革的觀念，進(jìn)一步研究教學(xué)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，使DIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加有針對(duì)性和有效性，逐步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)方法的培養(yǎng)和科學(xué)精神的培養(yǎng)，科學(xué)探究的能力。這是一個(gè)不能被視為一線物理教師的問(wèn)題。

利用DIS實(shí)驗(yàn)，我們要逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，教師的教學(xué)方法和師生互動(dòng)的轉(zhuǎn)化，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生的學(xué)習(xí) 開(kāi)發(fā)提供豐富多彩的教育環(huán)境和強(qiáng)大的學(xué)習(xí)工具。下面我將討論DIS實(shí)驗(yàn)在改進(jìn)物理教學(xué)方法上的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）DIS實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比效率更高，提高了物理教學(xué)的效率。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很大的問(wèn)題，探索的學(xué)生大部分時(shí)間都花在記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)計(jì)算繪圖等方面，往往沒(méi)有時(shí)間鉆研，得出物理定律的結(jié)論。DIS實(shí)驗(yàn)儀使用簡(jiǎn)單，操作方便快捷，數(shù)據(jù)采集單元可以在很短的時(shí)間內(nèi)將所有記錄并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，大量的數(shù)據(jù)處理直接通過(guò)配套軟件進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算機(jī)完成錄音，計(jì)算繪圖，學(xué)生的主要任務(wù)是根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索，研究和推測(cè)。所以有更多的時(shí)間空余，方便學(xué)生更多的觀察物理現(xiàn)象，體驗(yàn)過(guò)程的體驗(yàn)，探索物理規(guī)律，生活與實(shí)際生產(chǎn)密切相關(guān)，這有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，探索解決問(wèn)題的能力，也是提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率。

（2）DIS豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有利于學(xué)生進(jìn)行自主探究。新課程改革要求教學(xué)要向自主學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)，探究學(xué)習(xí)的方向發(fā)展。興趣是學(xué)生獨(dú)立探索的內(nèi)在動(dòng)力。他們?cè)敢馓剿髂切┝钏麄兏信d趣的東西。DIS實(shí)驗(yàn)的基本組件是位移，速度，溫度，電流，電壓和其他傳感器。這些傳感器是進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的必要工具。教師可以使用DIS并配套特殊的通用實(shí)驗(yàn)軟件，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也可以利用這些進(jìn)行獨(dú)立探索。

DIS實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的催化劑，也是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，探索能力和創(chuàng)新能力的重要舉措。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，自主探究，合作交流的能力是有益的。

數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種新型的軟硬件集成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它具有多種類型的傳感器，多路數(shù)據(jù)采集單元，各種獨(dú)立操作的平臺(tái)和功能強(qiáng)大的圖像處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)量數(shù)字實(shí)時(shí)渲染，可視化規(guī)律的現(xiàn)象，測(cè)量操作的簡(jiǎn)化，在信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)超越傳統(tǒng)的延續(xù)。

結(jié)語(yǔ)：總之，在物理教學(xué)中使用DIS可以使事物和現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中改變，使科學(xué)變革瞬息萬(wàn)變，使傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法難以完成的實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單直觀，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體性和象似性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，實(shí)踐能力和創(chuàng)新探索能力，合作共享能力。DIS是當(dāng)今社會(huì)進(jìn)步的產(chǎn)物，具有明顯的時(shí)代性，作為新時(shí)代中學(xué)生，他們需要學(xué)習(xí)如何利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)更好地為我們服務(wù)，最終創(chuàng)造更多有價(jià)值的東西，如何更好地發(fā)揮作用值得我們?nèi)?shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

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[2]南京師大附中.王峰《貫徹新課程理念，提高物理DIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量——以摩擦力實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例》

[3]蔡秋《DIS實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用》物理教學(xué) 2004.8，26卷第8期

（作者單位：福建省永春第一中學(xué) 362601）