DIS在初中物理實驗教學中的應用

周陽

摘要：現代社會，隨著以計算機為核心的信息技術大大推動了社會的發展，信息技術與課堂教學全面結合，帶來了現代教學的又一次革命。當代先進的電子技術，計算機技術，多媒體技術，網絡技術等逐漸被應用到教學過程中，協助教師完成教學任務，為學生提供了新穎的學習環境。在真實實驗的基礎上實現了 “信息技術與物理學科教學的全面整合”，在培養學生使用信息技術工具進行探索研究和自主學習方面做出了突出貢獻。

關鍵詞：數字化信息實驗系統（DISLAB）；計算機輔助教學

一、DISlab實驗系統的構成

DISLab是Digital Information System三個詞的縮寫，是“數字化信息系統實驗室”的簡稱，它是一種用于實時采集數據的智能化系統，由傳感器、數據采集器、計算機系統及配套軟件構成。DISLab配備的各種傳感器可以實時采集各類被測量的數據，幾乎涵蓋了初中物理教材中所有實驗的被測量，并可以同時測量多個物理量，通過A/D轉換輸入計算機，并通過相應的軟件對被測信息進行各種數據處理，從而構建了一個現代化的數據測量和處理平臺。它一系列的傳感器代替傳統的測量儀器，能夠完成包括力、熱、光、電、磁等多種物理量數據的采集，大大提高了測量范圍、精度、反應時間。

二、DIS在部分物理實驗教學中的應用

DIS實驗系統中有各種各樣的傳感器，如溫度傳感器、速度傳感器、力傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓強傳感器等，都可以應用在初中物理教學過程中，使用非常方便，實驗裝置也比較簡單，學生很容易理解。

案例一：

做“比熱容”的實驗時，運用DIS實驗設備進行實驗，只用2-3分鐘即可完成實驗數據和處理，大大提高了課堂效率，充分發揮出傳感器在數據采集方面和數據分析方面的優勢。

做法是在兩個大試管中放入質量相等的水和煤油，將兩個溫度探頭分別深入到兩種液體中，用熱水壺中的水做為熱源并加熱（圖1和圖2）。當溫度升高后，將兩個大試管同時放入熱水中，此時學生通過計算機的大屏幕觀察水和煤油的溫度隨時間的變化曲線，圖3是實驗獲得的圖像。

以上圖像不僅有物質吸熱過程，同時展示了放熱過程。通過以上的圖像更能說明“質量相等的水和煤油吸收（放出）相同的熱量，升高（降低）的溫度不同，煤油升高（降低）的溫度比水高”。這樣的結論也更具有它的物理意義。

案例二、

在“測量小燈泡電阻”的試驗中，將電流傳感器和電壓傳感器接入電路中。可以短時間快速內獲得多組試驗數據，直接根據我們的需要，利用計算機對數據做出不同處理。如圖4，是小燈泡的U-I關系圖像，從圖像可以看出圖象不是直線，有彎曲，說明不同電壓下小燈泡的電阻不等，可以藉此來培養學生處理數據和讀圖能力。圖5則是小燈泡的電阻與電壓關系圖像，從圖中可以很直觀看出，小燈泡在不同電壓下的電阻不等，電壓高時，電阻大，電壓低時，電阻小。

于此類似的，速度傳感器可以測量運動過程中的瞬時速度，聲音傳感器和音叉可以描繪出聲音的波形圖等，傳統物理實驗不能完成的，我們都可以用DIS實驗來完成。

“DIS”實驗是與現代社會緊密結合的一種教學實驗，它直觀、方便、高效、綜合性強，在幫助學生認知、理解、掌握物理概念能力上有明顯優于傳統實驗的效果。 “DIS”實驗的推廣，給教師的教學和學生的學習帶來了很多有益的根本性的變化，能逐漸替代原有的部分實驗，若與傳統實驗結合，兩者可以取長補短，相得益彰。這樣學生才能任意馳騁，以較快的速度到達學習的目的地。

三、教學反思：

學生善于接受新事物，善于研究新事物，善于創造新事物。“DIS”實驗可用一個探頭、兩個探頭、三個探頭做實驗。學生即要獨立思考又要學會交流，科學交流能打破習慣思維，擴大思維廣度，活躍創造思維與創造想象。激發良好的創造狀態，觸發靈感，創造豐富多彩的現實作品。這也是傳統實驗所不能比的。總之，“DIS”實驗是與現代社會緊密結合的一種教學實驗，它直觀、方便、高效、綜合性強，在幫助學生認知、理解、掌握物理概念能力上有明顯優于傳統實驗的效果，因而，我相信它能逐漸替代原有的部分實驗，當然，以后會創造更優秀的實驗手段，對初中物理實驗教學進行改進。