陳銀

摘 要：信息化時(shí)代背景下，教育改革深入，實(shí)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(shí)驗(yàn)也在不斷地完善創(chuàng)新，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段已經(jīng)不能滿(mǎn)足學(xué)生的實(shí)際需求和教學(xué)改革要求。而DIS實(shí)驗(yàn)，提高了高中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化了物理教學(xué)，對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著積極的作用，本文主要探索DIS實(shí)驗(yàn)如何提高高中生物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：DIS實(shí)驗(yàn);高中;物理素養(yǎng);優(yōu)化;提高

一、 DIS實(shí)驗(yàn)

DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是由各種傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、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(shí)驗(yàn)，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(qiáng)、電壓等等物理傳感器。數(shù)據(jù)的采集與計(jì)算機(jī)以串行的方式通信，采用四路并行輸入，同時(shí)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(lèi)型的傳感器以及多通道的數(shù)據(jù)采集器，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的各類(lèi)物理量信息進(jìn)行采集，再通過(guò)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)，把其采集到的各類(lèi)物理信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行多元化的分析處理。相比較傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)，DIS實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，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(shí)驗(yàn)成果，為物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供更多的新手段、新方法。

二、 DIS實(shí)驗(yàn)在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

物理實(shí)驗(yàn)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(duì)高中物理中知識(shí)點(diǎn)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?yàn)閷?shí)驗(yàn)的直觀生動(dòng)，演示實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生有很大的吸引力，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。物理實(shí)驗(yàn)還可以訓(xùn)練學(xué)生解決問(wèn)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(shí)，提高物理學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

（一） DIS實(shí)驗(yàn)在高中物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用

把DIS實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到高中物理實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)儲(chǔ)存處理數(shù)據(jù)，并快速地實(shí)現(xiàn)計(jì)算，更好地解釋物理規(guī)律。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有助于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)知識(shí)，建立學(xué)科的知識(shí)體系。人本主義學(xué)習(xí)理論，以人為本，從學(xué)生的實(shí)際需求出發(fā)，滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)要求。信息加工理論，DIS實(shí)驗(yàn)不僅會(huì)考慮對(duì)學(xué)生形成有效的刺激，還會(huì)關(guān)注學(xué)生的新舊知識(shí)的結(jié)合，減少了學(xué)生的機(jī)械記憶，引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考。

例如在進(jìn)行摩擦力實(shí)驗(yàn)：教師設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃，通過(guò)教學(xué)情景引入教學(xué)內(nèi)容，在進(jìn)行摩擦力試驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是觀察木塊從不動(dòng)到運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中彈簧秤的示數(shù)變化，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)變化不易觀察精準(zhǔn)。而采用DIS實(shí)驗(yàn)，利用力的傳感器，讓其得到的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，更能直觀地顯示出摩擦力。如下圖。

DIS實(shí)驗(yàn)?zāi)Σ亮D

超重與失重實(shí)驗(yàn)：傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程不清晰，實(shí)踐時(shí)間短，不能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中捕捉到所要描述的信息。而且學(xué)習(xí)超重和失重，因?yàn)閷W(xué)生實(shí)際生活的感性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致對(duì)其有一定錯(cuò)誤的觀念，比如會(huì)把超重理解為重力變大。而采用DIS實(shí)驗(yàn)，首先要讓學(xué)生了解超重與失重的概念，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)超重失重現(xiàn)象，探究其產(chǎn)生的原因。實(shí)驗(yàn)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(zhuān)用軟件和連接線。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程：（1）完成接線，對(duì)DIS拉力傳感器進(jìn)行調(diào)零，避免實(shí)驗(yàn)后續(xù)出現(xiàn)誤差。（2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的猜想，對(duì)“F-t”圖線的形狀進(jìn)行探討猜測(cè)。（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(jìn)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(shí)驗(yàn)圖線來(lái)分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并反思實(shí)驗(yàn)前的假設(shè)。（6）對(duì)不同質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，分析其不同，得出結(jié)論。

玻意耳定律實(shí)驗(yàn)：探究氣體體積與氣體壓強(qiáng)的關(guān)系，就需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。當(dāng)溫度、質(zhì)量一定的情況下，氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，涉及p-V圖線，p-1/V圖線，需要的實(shí)驗(yàn)器材有：壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)以及注射器。通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)，可以直觀的顯示出其函數(shù)關(guān)系。

（二） 利用DIS實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)

利用DIS實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)素養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。觀察是實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主要過(guò)程，通過(guò)觀察才能了解實(shí)驗(yàn)的主要操作和目的。比如在進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要觀察刻度尺的最小刻度、測(cè)量方法以及使用方法等多項(xiàng)。DIS實(shí)驗(yàn)，用運(yùn)動(dòng)傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，通過(guò)計(jì)算機(jī)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(wèn)題，把問(wèn)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(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力，形成物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，提高了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握和理解，提高了學(xué)生的解題的能力，通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生對(duì)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(yǔ)

本文主要探討的是利用DIS實(shí)驗(yàn)來(lái)提高高中生物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，首先分析了DIS實(shí)驗(yàn)，然后通過(guò)實(shí)際的案例來(lái)研究其相比較傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)。利用DIS實(shí)驗(yàn)，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(shí)踐的操作中，還需要進(jìn)一步地進(jìn)行優(yōu)化，不斷地探索，充分發(fā)揮DIS實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，提高高中生的物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

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