基于DISLab的高中物理實驗教學實踐思考

王先府

數字化信息系統（DIS）應用傳感器和數據采集器自動獲取和輸入實驗數據，并使用計算機對實驗數據進行處理，從而得到準確的實驗數據處理數據結果，大大提高了物理實驗課堂的效率。如果我們能將DIS與高中物理實驗結合起來，想必高中物理實驗課堂的效率會提高很多，而且會在一定程度上給師生帶來更多分析，討論實驗數據結果的時間。

一、DISLab應用于高中物理實驗的數據準確

數字化實驗室是傳統實驗室與現代計算機技術等相關信息加工處理技術的有機結合，將其應用到高中物理實驗會帶來意想不到的好處。物理實驗易變而且內容復雜，準確地完成實驗需要很長時間，甚至因為某些數據要求過于精密，有些實驗單憑人為控制是很難完成的，那么這時候采用DIS便可以很容易地控制數據，從而得出準確的結果。而且大部分的物理實驗需要我們采用圖像來解決，數據兩組數據差值過小時，人工作圖時兩點容易擠在一起，難以區分，而采用信息化系統進行作圖對于差值很小的數據也能準確地在圖像描點，從而使得實驗數據更加準確。例如運動傳感器，可用來測量物體直線運動的速度與加速度，但如果物體采用曲線運動便很難測出，若此時采用數字化信息系統就能測出最終數據。再例如電螺線管中的磁場特性實驗中，為研究連接在電路中不同長度對磁場的影響，我們需要磁傳感器向線罔外方向每次移動0.5cm，而如果我們人為操作很難控制移動長度的精確度，但是在DIS很容易控制。再例如研究簡諧運動和阻尼振動時，傳統實驗中由于小球運動較快，實驗數據難以采集，致使學生很難準確地完成實驗，而傳感器能準確，快速，精確地采集實驗信息，而且還可以采用數字化對實驗數據進行圖像處理，為師生研究實驗現象，分析實現結論提供數據基礎。

二、DISLab應用于高中物理實驗的時間控制

高中面臨的是事關重大的高考，師生都不敢有一絲馬虎，所以此時時間格外珍貴，不能被浪費一分一秒。但是物理實驗是必須要進行的，而且傳統的物理實驗課堂總是占用大量的時間，實驗結果也差強人意，此時提高物理實驗課堂的效率，節省其占用時間似乎成了首要任務。當然，完成這個任務也很容易，數字化信息系統（DIS）便可以幫助我們解決。DIS遵循科學性的原則，通過計算機的快速處理得到實驗的結果，提高了教學效率，能幫助學生快速，準確地完成物理實驗，使學生可以有更多的時間用于自主探究活動，改變傳統的效率低下的教學模式。例如，當復習完《穩恒電流》一章時，教師通常會將所有的常見電學元件的電學特性綜合到一起進行分析，傳統的實驗中，教師采用器材進行課堂演示，想要把所有的元件分析完需要占用幾節課時間，然而采用數字化信息系統（DIS）來進行電路元件的分析，可以節省很多時間。我們可以在一節課時間內完成電阻的伏安特性、電感的特性、電容對直流和交流電的影響、電容器的允放電實驗，在采用數字化信息系統進行的實驗中，我們可以用計算機將電路很快連接好，并能準確地收集數據，分析數據，從而得出實驗結論，完成實驗。如果教師能更好地指導學生，想必這一節課可以做更多的實驗。再例如進行牛頓第二定律實驗加速度的實驗中，我們可以將實驗器材整理好，實驗開始后我們可以采用數據處理軟件來進行數據的記錄與處理，可以節省大量復雜數據處理的時間，并且能提高實驗結果的準確度。

三、DISLab應用于高中物理實驗的優化改進

隨著新課程的改革及數字化信息系統（DIS）的推廣，想必中國高中實驗教學已經在DIS的幫助下進行了華麗的蛻變。然而結果并非如此，在中國大部分地區，數字化信息系統（DIS）還未得到普及。究其原因，是DIS設備價格過高，學校沒有足夠的經費來安裝，再者，學校擔心學生在使用過程中會破壞實驗儀器，所以就算某些學校擁有這些器材，也不敢放心讓學生使用。以上原因致使DIS未得到普及。DISLab價格昂貴，為了能讓更多的學生了解傳感器在物理實驗中的運用，我們可以嘗試設計簡化的基于傳感器的實驗儀器。這些低價格實驗儀器的創作還需要每一位創造工作者的努力。

就算將數字化信息系統（DIS）普及完成，也很難完成物理實驗教學目標。只因教師還沒有足夠的實力將物理課本實驗與DIS很好地結合，雖然有高科技的裝備，但是教師的教授方法還是幾乎沒有改變，教師只是簡單的將物理實驗與高科技的實驗處理設備進行關聯，并沒有達到我們所期待的效果?？梢哉f教師只是生搬硬套地將課本實驗遷移到采用DIS進行的實驗中，并沒有根據學生學習的實際情況進行改善。那么針對此類問題，我們需要每一位高中物理教師的努力。

數字化信息系統（DIS）所帶來的益處是我們以往所不敢想象的，雖然在應用過程中會存在一系列問題，但傳統實驗模式與數字化信息系統（DIS）物理實驗教學是遠遠不能相比的。只要教師能好好設計物理實驗，采用適合的方法，并認真指導學生正確使用儀器，高中物理實驗就能在師生共同協作下出色地完成。教師應該在以后的實驗教學過程中多多積累采用DIS教學的經驗，為以后的實驗教學奠定基礎。