陳銀

摘 要：信息化時代背景下，教育改革深入，實現(xiàn)信息技術(shù)與課程的整合是新課程改革綱要中提出的要求，在這一指示下，高中物理實驗也在不斷地完善創(chuàng)新，傳統(tǒng)的實驗手段已經(jīng)不能滿足學(xué)生的實際需求和教學(xué)改革要求。而DIS實驗，提高了高中物理實驗的教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化了物理教學(xué)，對高中物理實驗教學(xué)有著積極的作用，本文主要探索DIS實驗如何提高高中生物理實驗素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：DIS實驗;高中;物理素養(yǎng);優(yōu)化;提高

一、 DIS實驗

DIS實驗系統(tǒng)是由各種傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算機、系統(tǒng)軟件構(gòu)成，DIS（Digital Information System），也就是數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗，一種現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)。其中傳感器包括了常用的有力、位移、溫度、光、壓強、電壓等等物理傳感器。數(shù)據(jù)的采集與計算機以串行的方式通信，采用四路并行輸入，同時可以接插四種傳感器。其主要的功能，可以利用系統(tǒng)提供的多種類型的傳感器以及多通道的數(shù)據(jù)采集器，來實現(xiàn)對實驗過程的各類物理量信息進行采集，再通過計算機接口技術(shù)，把其采集到的各類物理信息傳輸?shù)接嬎銠C進行多元化的分析處理。相比較傳統(tǒng)的物理實驗，DIS實驗測量的數(shù)據(jù)更加精準，數(shù)據(jù)處理的速度更加快速，可以有效地提高教學(xué)效率，提升物理實驗成果，為物理的實驗教學(xué)提供更多的新手段、新方法。

二、 DIS實驗在高中物理實驗中的應(yīng)用

物理實驗教學(xué)是高中物理學(xué)科中非常重要的一部分，關(guān)系著學(xué)生對高中物理中知識點的掌握和理解，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及學(xué)生的求知欲。因為實驗的直觀生動，演示實驗對學(xué)生有很大的吸引力，提高學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手能力。物理實驗還可以訓(xùn)練學(xué)生解決問題的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、科學(xué)素養(yǎng)，幫助學(xué)生掌握物理知識，提高物理學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

（一） DIS實驗在高中物理實驗中應(yīng)用

把DIS實驗應(yīng)用到高中物理實驗教學(xué)中，其中的理論基礎(chǔ)包括了：行為主義學(xué)習(xí)理論，采集獲取數(shù)據(jù)，利用計算機儲存處理數(shù)據(jù)，并快速地實現(xiàn)計算，更好地解釋物理規(guī)律。認知主義學(xué)習(xí)理論，在實驗過程中，有助于引導(dǎo)學(xué)生主動思考，主動去發(fā)現(xiàn)知識，建立學(xué)科的知識體系。人本主義學(xué)習(xí)理論，以人為本，從學(xué)生的實際需求出發(fā)，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)要求。信息加工理論，DIS實驗不僅會考慮對學(xué)生形成有效的刺激，還會關(guān)注學(xué)生的新舊知識的結(jié)合，減少了學(xué)生的機械記憶，引發(fā)學(xué)生主動思考。

例如在進行摩擦力實驗：教師設(shè)計教學(xué)計劃，通過教學(xué)情景引入教學(xué)內(nèi)容，在進行摩擦力試驗時，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是觀察木塊從不動到運動的過程中彈簧秤的示數(shù)變化，在傳統(tǒng)的實驗中，數(shù)據(jù)變化不易觀察精準。而采用DIS實驗，利用力的傳感器，讓其得到的數(shù)據(jù)更加精準，更能直觀地顯示出摩擦力。如下圖。

DIS實驗?zāi)Σ亮D

超重與失重實驗：傳統(tǒng)的實驗會導(dǎo)致實驗過程不清晰，實踐時間短，不能在實驗過程中捕捉到所要描述的信息。而且學(xué)習(xí)超重和失重，因為學(xué)生實際生活的感性認識，導(dǎo)致對其有一定錯誤的觀念，比如會把超重理解為重力變大。而采用DIS實驗，首先要讓學(xué)生了解超重與失重的概念，然后進行實驗設(shè)計。實驗?zāi)康模和ㄟ^超重失重現(xiàn)象，探究其產(chǎn)生的原因。實驗所需器材就有DIS拉力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、不同質(zhì)量的鉤碼以及專用軟件和連接線。實驗的過程：（1）完成接線，對DIS拉力傳感器進行調(diào)零，避免實驗后續(xù)出現(xiàn)誤差。（2）進行實驗的猜想，對“F-t”圖線的形狀進行探討猜測。（3）鉤碼懸掛在拉力的側(cè)鉤上，手握傳感器沿垂直于地面的方向進行：加速下降、加速上升、暫停幾秒再加速上升、加速下降。（4）觀察波形情況和“F-t”圖線。（5）根據(jù)具體的實驗圖線來分析運動狀態(tài)，并反思實驗前的假設(shè)。（6）對不同質(zhì)量重復(fù)實驗，分析其不同，得出結(jié)論。

玻意耳定律實驗：探究氣體體積與氣體壓強的關(guān)系，就需要通過實驗來驗證。當溫度、質(zhì)量一定的情況下，氣體的壓強與體積的關(guān)系，涉及p-V圖線，p-1/V圖線，需要的實驗器材有：壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機以及注射器。通過DIS實驗，可以直觀的顯示出其函數(shù)關(guān)系。

（二） 利用DIS實驗培養(yǎng)學(xué)生物理實驗素養(yǎng)

利用DIS實驗，提高物理教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，幫助學(xué)生更好的形成物理實驗素養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。觀察是實驗學(xué)習(xí)的主要過程，通過觀察才能了解實驗的主要操作和目的。比如在進行勻速直線運動實驗時，要觀察刻度尺的最小刻度、測量方法以及使用方法等多項。DIS實驗，用運動傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，通過計算機得到圖像，觀察s-t和v-t圖像，找出規(guī)律，讓學(xué)生在觀察中思考問題，把問題帶入思考，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自主探究能力。

DIS實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力，形成物理實驗素養(yǎng)，提高了學(xué)生對物理知識的掌握和理解，提高了學(xué)生的解題的能力，通過DIS實驗激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)的積極性，全面提高高中物理教學(xué)的質(zhì)量，幫助形成科學(xué)素養(yǎng)。

三、 結(jié)束語

本文主要探討的是利用DIS實驗來提高高中生物理實驗素養(yǎng)，首先分析了DIS實驗，然后通過實際的案例來研究其相比較傳統(tǒng)實驗的優(yōu)勢。利用DIS實驗，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和參與的積極性，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效率，幫助學(xué)生形成科學(xué)素養(yǎng)。在實踐的操作中，還需要進一步地進行優(yōu)化，不斷地探索，充分發(fā)揮DIS實驗的教學(xué)效果，提高高中生的物理實驗素養(yǎng)。

參考文獻：

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