蔡武林

（湖北省武漢市江夏區(qū)金口中學）

信息技術高速發(fā)展的今天，也使物理教育模式發(fā)生巨大的變化。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)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(nèi)容、教學手段和方法現(xiàn)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(shù)據(jù)并進行處理和分析等。于是各學校也迅速裝備數(shù)字化實驗系統(tǒng)（簡稱DIS），DIS生產(chǎn)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(shù)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(fā)揮實驗教學功能。

一、iDisLab數(shù)字實驗軟件系統(tǒng)介紹

本文研究的數(shù)字化實驗系統(tǒng)是由深圳市申議實業(yè)有限公司生產(chǎn)的iDisLab，具有收集、記錄、保存、數(shù)據(jù)分析、從傳感器獲取的各種數(shù)據(jù)的功能。硬件主要部件是傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機，以一系列傳感器替代了傳統(tǒng)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(shù)據(jù)的采集和分析，同時在此部分當中，教師也可以根據(jù)課堂實際需要，進行相應的軟件模板設計，如數(shù)據(jù)處理的內(nèi)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(shù)據(jù)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(zhì)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(zhì)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(nèi)容：點線圖和統(tǒng)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(zhì)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(shù)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(huán)境影響沒有做勻加速直線運動，如果在誤差允許范圍內(nèi)，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(shù)，雖然軟件可以用反比例函數(shù)進行擬合，但是我們?nèi)钥梢酝ㄟ^添加變量的方法得到1/M，畫出a-1/M函數(shù)，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(shù)。

數(shù)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(shù)字化實驗教學水平和培養(yǎng)學生數(shù)字化實驗能力的手段和方法，已越來越能體現(xiàn)新課改物理教學中素質(zhì)教育的重要內(nèi)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(jù)實際情況，合理利用好新技術，定能使我們的課堂根據(jù)實際情況，靈活伸縮，保證課堂正常、高質(zhì)量的進行。這也為培養(yǎng)學生的實踐精神和創(chuàng)新意識孕育著種子，我們期待有更好更人性的科技產(chǎn)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(shù)理化學習：高三版，2013（12）.