高中物理dis实验和传统实验整合初探

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1、高中物理DIS实验和传统实验整合初探摘要：随着信息技术的迅速发展和国家新一轮课程教材改革的推进，以传感器和计算机为基础，实现信息技术与实验教学整合的dis实验应运而生。本文结合教学实例，就dis实验应用于高中物理教学的优势进行探讨，同时也指出在物理教学过程中要合理利用dis实验，扬长避短，优势互补，从而实现dis实验与传统实验的有效整合。关键词：dis实验；传统实验；物理教学；信息技术中图分类号：g633.7文献标识码：a文章编号：1003—6148(2011)9(s)-0029—4信息技术正在改变人们的生活方式、思维方式和教育方式，如何发挥信息技

2、术在课程改革中的作用，也是当前课程改革研究的一个重要问题。《基础教育改革纲要》要求：课程改革要“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合”。《物理课程标准》明确指出：“重视将信息技术应用到物理实验室,加快中学物理实验软件的开发和应用，诸如通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果等”。面对新课程标准的实施，我校在2007年配备了dis实验。近几年，我们将dis实验有机地渗透在高中物理实验教学中，取得了较好的教学效果。本文就此方面进行一些探讨和思考。1dis实验及其优势dis是digitalinformationsys

3、tem的缩写，意为"数字化信息系统”，是由“传感器+数据采集器+计算机（装有实验软件包）”构成的新型实验系统。其中，传感器用来快速、高精度地实时采集实验数据，并将其转变为标准的电信号传输给数据釆集器。数据釆集器是连接传感器和计算机的桥梁，是整个系统的核心，对传感器传输的电信号进行数据转换和数据分析，然后将结果传输给计算机。计算机通过数字化实验系统软件中的专用软件和通用软件，以数值、图表、曲线等各种方式表现实验数据，并根据要求对实验数据进行统计、计算、曲线猜想与拟合等各种分析与处理。与单纯的传统物理实验相比，dis实验系统具有多类型的信息传感器、多通

4、道的数据采集器、多样化的自主操控平台、多模式的数据显示方式、强大的函数图象处理，这些特色和优势使dis实验有着十分强大的生命力，在物理教学中越来越显示岀它的优势。1.1提高了数据的精度dis实验能超越一些传统实验中误差很大的实验器材，减少因测量精度方面而带来的实验误差，比如传统实验中用秒表测量时间、弹簧秤测量力、电压表测量电压等。目前传感器的应用已经覆盖了力、电、磁、声、光、热等方面的测量。1・2提高了实验的速度传统实验在处理数据方面总有力不从心的感觉，因为缺乏有效的手段来处理数据，所以就不要求在大量实验数据的基础上来做研究，而数据数量少乂不符合科

5、学研究的规律。由于dis实验具备实吋实验的功能，能快速、准确、动态地采集数据信息、并由计算机辅助分析处理，实验可以在非常短的时间内完成。这样可以让学生有更多的时间去研究物理图线，探究物理规律。1.3弥补了传统实验的空白由于dis实验相对完善的数据处理软件，可以设计出很多借助传统实验装置想做而做不好的实验。女m“牛顿第三定律实验”，传统实验利用两个弹簧秤互相钩住向相反方向拉，通过弹簧秤的示数来说明作用力与反作用力的关系。可是弹簧秤的精度太低了，微小力的变化根本测不出来。dis实验则利用两个力传感器，实验中力的大小随时可变，并实时显示，拉力和推力可瞬间

6、切换。即使在运动状态，如匀速、加速、瞬间碰撞状态下，作用力与反作用力也尽显图上。观察获得的图线，发现两条图线以时间轴为中心上下对称（图1）O一对相互作用力大小相等方向相反的规律得以淋漓尽致地展现，体现了物理的对称美。1.4改变了学习的方式dis实验更有利于创设学习情景，营造探究气氛。丰富的传感器可以增强学生的实践体验，信息化的实验手段可以拓展学生探究日常生活中物理现象的能力，强大的数据处理能力和开放的平台有利于学生发现问题寻找规律，有利于学生将计算机知识（如excel处理数据方法）引入物理实验，从而能激发学牛探究的欲望。1dis实验在物理教学中的应

7、用dis实验具有方便、精确、快速等优势，在物理实验中具有直观形象、化小为大、化远为近，动静变化、快慢可调、重复再现等功能,成功克服了传统实验的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合。2.1使抽象过程可视化当传统的实验难以呈现相关的物理过程时，运用dis实验的传感器技术使实验过程可视化，有利于学生对物理过程的理解。例如，在弹簧振子的振动实验中，学生很难同吋观察到回复力、加速度、速度和位移四个物理量在运动过程中的大小和方向，理解起来十分困难。若利用力传感器和位移传感器，直观显示弹簧振子的振动图像（图2）呈正弦规律变化。不仅能让学牛“看到”力

8、的变化过程，还能够“看到”位移的变化过程。2.2使暂态现象凝固化在物理实验教学过程中，一些物理现象虽非微小信号，但持续时间