iDisLab模板設計在高中物理實驗教學中的應用研究

蔡武林

（湖北省武漢市江夏區金口中學）

信息技術高速發展的今天，也使物理教育模式發生巨大的變化。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》明確提出，要加快教育信息基礎設施建設，促進教育內容、教學手段和方法現代化；《普通高中物理課程標準》也提出，要將新的信息技術應用到物理實驗當中，用計算機來獲取實驗數據并進行處理和分析等。于是各學校也迅速裝備數字化實驗系統（簡稱DIS），DIS生產商眾多，雖然其功能大同小異，但是實際操作使用起來卻存在各種各樣的問題，如模板的兼容性等，這些都制約著教師采用數字化實驗靈活開展課堂教學。本文將積極探索DIS模板設計與物理實驗的結合，以更好地發揮實驗教學功能。

一、iDisLab數字實驗軟件系統介紹

本文研究的數字化實驗系統是由深圳市申議實業有限公司生產的iDisLab，具有收集、記錄、保存、數據分析、從傳感器獲取的各種數據的功能。硬件主要部件是傳感器、數據采集器和計算機，以一系列傳感器替代了傳統的測量儀器。

iDisLab包括通用軟件部分和專用軟件部分。通用軟件部分，師生可以利用預先設計好的模板進行數據的采集和分析，同時在此部分當中，教師也可以根據課堂實際需要，進行相應的軟件模板設計，如數據處理的內容、新增物理量分析等。簡單容易上手的專用軟件可以進行某個方面的專題實驗探究，只需要幾個按鍵就可以完成實驗數據的記錄與分析，極大地方便了課堂教學的需求。

二、模板設計方法研究

本部分以位移傳感器為例，先來看一下軟件啟動后的界面：

啟動iDisLab通用軟件部分，在菜單欄中找到模板索引，進行相應的查找,沒有找到探究加速度與力、質量的模板，于是進行相應的模板設計。我們先來打開位移通用實驗模板，如下圖：

探究加速度與力、質量的關系模板設計完成圖及變量設計展示

從軟件界面上，可以看到大致有三個部分內容：點線圖和統計模塊、實驗指導模塊、實驗報告模塊。

上圖中橢圓框中依次是添加的手工變量、自定義公式變量，在界面的左邊顯示了每次實驗需要輸入的小車的質量和拉力的大小，在下方可以看到三個最小化的對話框，分別是速度時間點線圖和加速度時間點線圖，這些圖形的形成是在添加速度變量和加速度變量后，軟件會生成對應的函數圖形，而本次實驗我們需要的就是小車運動過程中的加速度，通過圖像可以形象直觀地看到，小車是否做勻加速直線運動，速度時間點線圖不嚴格是一條傾斜的直線，加速度時間點線圖也不嚴格是一條水平直線，說明小車在運動過程中受到環境影響沒有做勻加速直線運動，如果在誤差允許范圍內，可以認為是勻加速度直線運動，這也說明了傳感器的精確測量，這是一般實驗器材辦不到的。在這里得到a-M圖像是一條曲線，我們并不能說明這條曲線是反比例函數，雖然軟件可以用反比例函數進行擬合，但是我們仍可以通過添加變量的方法得到1/M，畫出a-1/M函數，既能兼容普通實驗，又能通過計算機方便的進行檢驗，讓學生明白課本當中為什么要畫a-1/M函數。

數字化實驗模板的設計不僅是實驗工具的靈活演繹，更是教育理念的更新，這是不斷提升中學物理數字化實驗教學水平和培養學生數字化實驗能力的手段和方法，已越來越能體現新課改物理教學中素質教育的重要內容。

總之，隨著社會進步，越來越先進的教育儀器和設備會被運用到教學過程當中，只要我根據實際情況，合理利用好新技術，定能使我們的課堂根據實際情況，靈活伸縮，保證課堂正常、高質量的進行。這也為培養學生的實踐精神和創新意識孕育著種子，我們期待有更好更人性的科技產品進入我們的課堂。

王強.論多媒體技術在高中物理實驗教學中的作用［J］.數理化學習：高三版，2013（12）.