高中物理力學實驗中應用DISLab的研究分析

莫呈武

關鍵詞：高中物理;力學實驗;DISLaB

力學實驗是高中物理學習中十分重要的內容，高中學生通過對力學實驗的學習，可以使自身的動手能力得到增強，因此，研究DISLab在物理力學實驗中的應用方法是十分有意義的。

一、將DISLab應用到高中物理力學實驗教學中的意義

在高中物理的基礎課程中，關于學生實驗時的基本能力有如下三個方面的規定：（1）學生必須能夠掌握物體或實驗設備的基本功能，對各種設備都要能嫻熟的運用;（2）對物理試驗的特殊方法有相當了解，同時要注意物理實驗中的各種注意要點。所以，為了適應學校提出的培養學生物理研究教育實踐技能的需要，高中物理老師們需要了解數字化物理試驗系統中各種部件的基本構造、功能和應用技術，掌握使用DISLab系統開展物理試驗的基本操作步驟、要領和注意事項，掌握使用DISLab軟件系統網絡平臺下的教學實驗信息記錄與管理，掌握使用DISLab軟件系統網絡平臺下開展有關實驗的教學方法。

二、DISLab軟件平臺的實踐性優勢

它主要有如下幾方面的優點：DISLab試驗是數字化教學，試驗控制系統則是由傳感器+數據采集器+計算機系統（安裝實驗軟件包）組成的一個專業運用于教學活動的試驗控制系統。在高中物理力學實驗課堂上運用這項技術手段開展演示實驗，就能讓信息技術同力學實驗教學活動得到很好的融合，與傳統的展示教學實驗比較有很多優越：（1）通過隨時隨地的對力學實驗的數據信息加以收集，所以在對物理實驗動態情況加以研究具有不言而喻的優點。（2）由于經過DISLab試驗所檢測得出的實驗數據都是十分準確的，而且基本上沒有任何差錯，這將使得物理學定律的發現或證明更具有嚴密度和可信度。（3）有助于讓概念化的物質流程系統化，更利于對課堂教學結構的調整，突破重點難點。（4）有助于將微觀的現狀系統化，也有助于使微觀的現狀比較生動活潑地展現在高中學生眼前，讓高中學生的理解進一步深化，也更容易產生新定義。

三、利用DISLab進行物理力學教學的主要策略

（一）在應用DISLab進行物理力學實驗教學的注意事項

高中物理教師應當使學生們全方位地掌握DISLab的實驗基本原理，因為這種通過數字化的實驗原理所涉及到的知識范圍非常廣闊。例如，關于非力學物理量的轉換、信息的放大、信息的收集、模數轉換、試驗軟件的過程設計等，很多內容對于高中學生來說都比較生疏，對基本原理也比較難以了解。所以，在實際使用DISLab時，老師就應該首先向高中生介紹此實驗系統的基本原理，不然就會大大降低高中生對數據的信任程度，而教師若單純地強調信息收集、管理實驗數據，會使整個實驗過程變為數字的"游戲"。舉一個實例，當開展關于《超重與失重》的教學時，物理教師使用DISLab平臺，提出思考題：a：物體的加速度和運動方向之間有什么聯系？b：當物體在做加速或減速運動時，加速度方式與運動方向之間有哪些聯系？然后讓高中學生展開實驗探究，思索答案。在DISLab的實際應用中，教師把課本上的例題用投影儀演示：如果提升機以0.5m/s的加速度勻速地加速前進，站在提升機里的人的總重量大約為五十千克，那么人對提升機地面上的總體壓力為多大？如果人站在提升機里的測力計上，測力計的示數為多大？在學生動腦思維的過程中， 老師就可以DISLab平臺幫助學生認識題意：1）因為人和提升機都以相同的加速度前進，所以人的總體加速度也是可知的，所以要能夠用牛頓第二定律，就必須把人作為重點探究對象。2）對人進行受力分析：由于人在提升機中，同時受到壓力G與在地面上對人的支撐力F兩種作用力，而在提升機地面上對人的支撐力和人相對在提升機地面上的壓強是相等的，所以按照牛頓第三定律，只要求出了前者就能夠知道后者。師生們在用平臺比較了上述情形下，人對地面的壓強大小之后，確定了人對地面上的壓強程度與物體的運動狀態成正相關，并于最后得到了結果：當提升機加速度增大的時候，因為人對提升機地面上的壓力比人所實際接受的重量大，所以人們就把這個情況叫做超重。

（二）提高學生的信息應用水平

學生們如果對現代計算機運用的能力水平很差，則會花費很大的時間在軟件使用上（如Excel處理數據），從而使得對物理規律部分的深入研究無法順利進行。所以，DISLab的廣泛應用也要求學生們要提高對現代計算機的使用能力，同時需要注意對應用軟件的適時更新，使其變得更加便于使用，可緩解部分學生對現代計算機操作技術水平低下的問題。教師一定要使高中學生對實驗的基本原理有一個好的認識，之后才可以展開DISLab的操作。雖然有些力學實驗的基本原理是十分抽象的，但是教師一定要首先引導學生先理解實驗的基本原理，之后再幫助學生展開實踐，只有如此才可以達到最好的實踐效果。

（三）要認識到數字化的實驗的局限性

數字化的實驗設備一直以來都不可以很徹底的代替傳統的實驗設備，盡管數字化實驗設備在許多方面與傳統實驗設備相比有很大的優越性，不過有的時候有優勢也可能會變成一種劣勢。如使用數字化的實驗系統，就無法訓練學生完成手工數值計算、大數據分析、作圖等數據處理工作，這對高中學生的能力提高來說是很不利的。

結束語：

綜上所述，高中物理老師將DISLab應用到物理力學實驗中，可以促進力學實驗教學效率的提高，但同時也要注意高中學生對DISLab的實驗基本原理的掌握情況，及時給予相應的實驗操作指導。同時，老師要提高高中學生的信息應用水平，以此提高力學實驗課的教學效率，此外，物理老師還要認識到數字化的實驗教學的局限性，對DISLaB進行合理應用，進而提升高中學生的實驗動手操作能力。

參考文獻

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