利用DIS優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

林萍

摘要：高中物理不僅要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)的理論知識(shí)，還要學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)探究能力，這樣才能保障學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，DIS實(shí)驗(yàn)走進(jìn)了高中物理課堂，極大的提升物理課堂趣味性。但是其與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式有著一定區(qū)別，教師想要利用DIS優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷調(diào)整教學(xué)方法，促使學(xué)生更主動(dòng)的展開物理知識(shí)探究。

關(guān)鍵詞：DIS;高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

分類號(hào)：G633.7

DIS實(shí)驗(yàn)是指利用傳感器獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集器采集相關(guān)數(shù)據(jù)，隨后利用電腦處理相關(guān)數(shù)據(jù)，最終得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。DIS實(shí)驗(yàn)可以極大的提升物理實(shí)驗(yàn)精度，從而促使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加高效。隨著新課標(biāo)的推進(jìn)，高中物理教學(xué)要求課程內(nèi)容與現(xiàn)代生活更好的結(jié)合起來，從而引導(dǎo)學(xué)生積極參與、善于實(shí)驗(yàn)、樂于探究。DIS實(shí)驗(yàn)正符合新課標(biāo)要求，因此教師要善于利用這一技術(shù)去提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和問題解決能力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

1.DIS在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

1.1激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣

在高中物理教學(xué)過程中，與書本內(nèi)容相比，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生更主動(dòng)的投入到知識(shí)探究中。但是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器相對(duì)簡單，只能完成一些簡單易行的實(shí)驗(yàn)，很難滿足學(xué)生的求知欲。學(xué)生在完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)后并不會(huì)獲得成就感，所以在培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣方面效果也不理想。DIS融合了現(xiàn)代信息技術(shù)特點(diǎn)，更貼近時(shí)代，也更符合學(xué)生的認(rèn)知，所以可以有效激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過程中，教師要合理利用這一教學(xué)方式，將學(xué)生的好奇心和對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的興趣轉(zhuǎn)化為求知?jiǎng)恿Γ寣W(xué)生在興趣驅(qū)動(dòng)下更深入的進(jìn)行知識(shí)探究。

1.2更好培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)

高中學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中需要面對(duì)大量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)，還有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容產(chǎn)生新的認(rèn)知，強(qiáng)化教學(xué)效果。此外，物理實(shí)驗(yàn)還能強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力。由此可見，物理實(shí)驗(yàn)在學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成過程中發(fā)揮了無可取代的作用。因此高中物理教師應(yīng)當(dāng)不斷更新教學(xué)理念，學(xué)習(xí)新時(shí)代的知識(shí)內(nèi)容，在科學(xué)的引導(dǎo)下，促使學(xué)生物理核心素養(yǎng)更好的發(fā)展。DIS實(shí)驗(yàn)不僅僅是手腦并用的實(shí)踐活動(dòng)，其依托于現(xiàn)代科技可以更好的激發(fā)學(xué)生的探究熱情，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有著極大的幫助。并且實(shí)驗(yàn)過程中通過收集相關(guān)資料、收集數(shù)據(jù)并分析等活動(dòng)，可以促使學(xué)生科學(xué)思維能力以及分析論證能力得到極大發(fā)展。

2.如何應(yīng)用DIS實(shí)驗(yàn)優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2.1在較難觀測的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用DIS

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)遇到一些難以觀測的實(shí)驗(yàn)，這部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很難清楚的呈現(xiàn)到學(xué)生眼前。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于技術(shù)限制，很難解決這一問題，教師通常會(huì)結(jié)合口頭講述促使學(xué)生更好的理解相關(guān)內(nèi)容，但是這種方式并不能促使所有學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。所以教師可以將DIS實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于這部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，讓學(xué)生更直觀的看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而更好的理解相關(guān)內(nèi)容。比如在“觀測電容器的充放電”實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的電流表只能通過指針偏轉(zhuǎn)和電流方向來顯示現(xiàn)象，并不能具體觀察到電流的大小變化。而利用電流傳感器通過電腦就可以清楚的把電流隨時(shí)間變化的規(guī)律呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生更清楚的看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，強(qiáng)化教學(xué)效果。

2.2在難以控制的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用DIS

在高中物理教學(xué)中還會(huì)經(jīng)常遇到難以控制的實(shí)驗(yàn)，如果只憑人力控制，很難產(chǎn)生誤差，影響到實(shí)驗(yàn)效果。比如在“測量最大靜摩擦力”教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)多是將裝有細(xì)沙的小桶通過滑輪與小滑塊連接，在拉動(dòng)小滑塊的瞬間用小桶與細(xì)沙的重力反應(yīng)小滑塊的最大摩擦力。在實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)的瞬間很難控制，并且細(xì)繩與滑輪的摩擦也會(huì)造成測量結(jié)果的誤差。而DIS實(shí)驗(yàn)可以利用力傳感器與電腦簡化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更高效的得到更精準(zhǔn)的結(jié)果。

2.3在數(shù)據(jù)處理要求較高的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用DIS

課堂教學(xué)時(shí)間有限，高中物理教師為了更好的把控課堂時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)測量時(shí)往往會(huì)粗略計(jì)算，影響到數(shù)據(jù)精度。甚至部分內(nèi)容只進(jìn)行定性分析，很難精確的向?qū)W生展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程注重樂趣和科學(xué)性，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果是對(duì)科學(xué)性的求證，所以準(zhǔn)確的結(jié)果在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也有著非常重要的意義。比如在探究向心力大小與相關(guān)變量之間的關(guān)系時(shí)，傳統(tǒng)的向心力演示器不能定量得到向心力與質(zhì)量、角速度和半徑的關(guān)系，只能進(jìn)行定性的分析。而DIS向心力實(shí)驗(yàn)演示器可以定量得到向心力與質(zhì)量、角速度和半徑的關(guān)系，優(yōu)化教學(xué)效果。

2.4在精度要求較高的試驗(yàn)中應(yīng)用DIS

由于摩擦力的存在，任何實(shí)驗(yàn)都會(huì)存在誤差。實(shí)驗(yàn)誤差可以分為系統(tǒng)誤差與偶然誤差，后者屬于可避免因素。在傳統(tǒng)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由人工讀取和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，很容易出現(xiàn)偶然誤差。而DIS實(shí)驗(yàn)可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，并且可以憑借軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，可以最小化偶然誤差，提升實(shí)驗(yàn)精度。比如在“平拋實(shí)驗(yàn)”中，二維空間掃描儀的傳感器可以將平拋物體軌跡傳輸?shù)诫娔X中并進(jìn)行掃描，電腦通過對(duì)掃描點(diǎn)的處理可以最大程度減少實(shí)驗(yàn)誤差。

3.結(jié)語

在高中物理教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提升課堂趣味性，同時(shí)還能幫助學(xué)生更好的理解知識(shí)內(nèi)容，有利于物理教學(xué)質(zhì)量的提升。但是傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在較多限制，很難最大化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。隨著DIS走進(jìn)高中物理課堂，其可以更好的激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情，并且在現(xiàn)代信息技術(shù)的配合下可以實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化。因此高中物理教師應(yīng)當(dāng)合理利用這一教學(xué)方式來構(gòu)建高效課堂，促使學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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本文系福建省中小學(xué)名師名校長培養(yǎng)工程專項(xiàng)課題“利用DIS優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)”（課題編號(hào)WLDTR201910）的階段性研究成果。