数字化实验系统（dis）在演示实验教学中应用研究

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1、数字化实验系统（DIS）在演示实验教学中的应用研究陈国平　嘉兴市第一中学【内容摘要】：本文主要针对数字化实验系统（简称DIS）在高中物理演示教学中的应用展开研究。从DIS实验的课堂教学应用出发，本文阐述了演示实验教学的内涵，对DIS演示实验的概念进行了初步的界定，然后分别从灵活处理DIS与物理演示实验、学生、教师三者的关系；软件对口，连线正确；安全可靠，确保成功；简易方便，现象清晰；正确操作，注意规范五个方面阐述了DIS物理演示实验教学的基本要求。在如何应用环节，本文通过转换变化速度——记录稍纵即逝

2、的物理现象、转变记录方式——再现物理变化的全过程、改进实验方法——提高实验的教学效果、突破思维定势——展现意料之外的精彩四个方面详尽地阐述了DIS的应用方法和应用优势。【关键词】：数字化实验系统（DIS）　演示实验教学　DIS物理演示实验（一）演示实验教学演示实验（教学）是在课堂上主要由老师操作，并通过教师启发引导，帮助学生对实验进行观察思考，以达到一定教学目的的实验教学方式。[[]陶洪．物理实验论[M]．广西教育出版社．1996年12月：134]演示实验包括教师用物理仪器和实物进行的实验演示，教师

3、在课堂上出示模型、实物，教师放映物理录像片、电影片、幻灯片等声像教学片及利用信息技术进行的演示实验。传统的演示实验定位于培养观察能力和思维能力 ，一般采用教师做、学生看、教师讲、学生听的教学方式，体现了教师的主体性。在“学生主体、教师主导”“以学生发展为本”的现代教育理念下，演示实验教学更加关注学生的参与性与探究性，关注传统演示手段与现代信息技术的整合。国家教育部在课程标准中明确提出“鼓励将电子计算机等多媒体技术应用在物理实验中，同是提倡使用身边随手可得的普通物品做实验。[[]中华人工和国教育部制定

4、．普通高中物理课程标准（实验稿）[S]．人民教育出版社．2003年：52]本文讨论的演示实验教学是利用现代信息技术支撑下的DIS传感器进行的实验教学，此类实验关注信息技术与传统物理实验的有效整合，同时也关注学生主体性和参与性，关注实验的开放性、探究性。（二）DIS演示实验含义根据实验的目的以及实验中对思维和技能要求的不同，可以将演示实验分为探索性演示实验、验证性演示实验和应用性演示实验。[[]张冬梅．高中物理演示实验的设计方法研究与实践[D]．山东师范大学．2008年4月]根据实验测量和演示手段的不

5、同，可以将演示实验分为传统演示实验和DIS演示实验。DIS演示实验是指应用DIS系统进行的物理演示实验，就是将传感器作为物理量的测量工具，利用计算机进行数据处理，利用多媒体展示实验过程和结论的演示实验。与传统实验相比，DIS演示实验有以下优势。首先，DIS演示实验在传统测量工具的基础上引入了传感测量技术，测量精度更高、更准确，并且实现了数据实时测量实时记录的功能。第二，DIS演示实验利用计算机记录并处理实验数据，处理速度快，准确性高，并且节省了课堂教学大量的数据记录和处理的时间，拓展了物理教学的时空

6、。第三，DIS演示实验采用多媒体进行实验过程和结果的展示，实验的可视性、真实性更高。可见，DIS演示实验不是简单多媒体与传统演示实验拼凑，它是信息技术与物理实验的完美整合，这种整合包括了测量工具、数据采集、模数转化、计算机数据记录与处理、多媒体展示各个层面。尽管如此，DIS演示实验依然离不开传统的物理实验，它还是需要传统演示实验的实验原理、实验装置、实验方法。但是，由于新的测量工具与数据采集处理方式，推动了物理演示实验的创新，优秀的DIS演示实验层出不穷，物理演示实验迎来一次巨大的变革。下面就利用各

7、类演示实验案例详细介绍DIS在验证物理规律和创设问题情境中的应用。（三）DIS物理演示实验教学的基本要求1、灵活处理DIS与物理演示实验、学生、教师三者的关系教师应该明确物理学是实验的科学，物理学的规律是借助实验得到的。没有演示实验就没有物理的教学，没有演示实验的物理教学更不可能是高质量的课堂教学。因此，物理演示实验是物理教学的必要内容。而DIS即数字化实验系统作为一种探索世界的新工具，其技术的作用是辅助物理课堂教学工具，是学生进行协作学习和会话交流的教学手段，是学生进行主动学习，协作式探索和意义建

8、构的认知工具。在教学过程中，学生是教学的主体，教师在教学中起主导作用。因此，在教学过程中，教师应当从学生知识的意义建构、学生情感思维教育的角度出发，通过物理演示实验借助DIS实验技术展开物理教学。教师应当避免出现以DIS为中心，课堂上过度地展示DIS的技术，喧宾夺主的现象。2、软件对口，连线正确DIS实验系统组成较复杂，其中包括计算机、数据采集器、传感器。要进行DIS演示实验，教师要保证DIS实验系统本身能够正常的运行。首先，DIS实验系统要安装与系统相应的后台处理软