基于DISLab的高中物理实验教学实践思考

王先府

数字化信息系统（DIS）应用传感器和数据采集器自动获取和输入实验数据，并使用计算机对实验数据进行处理，从而得到准确的实验数据处理数据结果，大大提高了物理实验课堂的效率。如果我们能将DIS与高中物理实验结合起来，想必高中物理实验课堂的效率会提高很多，而且会在一定程度上给师生带来更多分析，讨论实验数据结果的时间。

一、DISLab应用于高中物理实验的数据准确

数字化实验室是传统实验室与现代计算机技术等相关信息加工处理技术的有机结合，将其应用到高中物理实验会带来意想不到的好处。物理实验易变而且内容复杂，准确地完成实验需要很长时间，甚至因为某些数据要求过于精密，有些实验单凭人为控制是很难完成的，那么这时候采用DIS便可以很容易地控制数据，从而得出准确的结果。而且大部分的物理实验需要我们采用图像来解决，数据两组数据差值过小时，人工作图时两点容易挤在一起，难以区分，而采用信息化系统进行作图对于差值很小的数据也能准确地在图像描点，从而使得实验数据更加准确。例如运动传感器，可用来测量物体直线运动的速度与加速度，但如果物体采用曲线运动便很难测出，若此时采用数字化信息系统就能测出最终数据。再例如电螺线管中的磁场特性实验中，为研究连接在电路中不同长度对磁场的影响，我们需要磁传感器向线罔外方向每次移动0.5cm，而如果我们人为操作很难控制移动长度的精确度，但是在DIS很容易控制。再例如研究简谐运动和阻尼振动时，传统实验中由于小球运动较快，实验数据难以采集，致使学生很难准确地完成实验，而传感器能准确，快速，精确地采集实验信息，而且还可以采用数字化对实验数据进行图像处理，为师生研究实验现象，分析实现结论提供数据基础。

二、DISLab应用于高中物理实验的时间控制

高中面临的是事关重大的高考，师生都不敢有一丝马虎，所以此时时间格外珍贵，不能被浪费一分一秒。但是物理实验是必须要进行的，而且传统的物理实验课堂总是占用大量的时间，实验结果也差强人意，此时提高物理实验课堂的效率，节省其占用时间似乎成了首要任务。当然，完成这个任务也很容易，数字化信息系统（DIS）便可以帮助我们解决。DIS遵循科学性的原则，通过计算机的快速处理得到实验的结果，提高了教学效率，能帮助学生快速，准确地完成物理实验，使学生可以有更多的时间用于自主探究活动，改变传统的效率低下的教学模式。例如，当复习完《稳恒电流》一章时，教师通常会将所有的常见电学元件的电学特性综合到一起进行分析，传统的实验中，教师采用器材进行课堂演示，想要把所有的元件分析完需要占用几节课时间，然而采用数字化信息系统（DIS）来进行电路元件的分析，可以节省很多时间。我们可以在一节课时间内完成电阻的伏安特性、电感的特性、电容对直流和交流电的影响、电容器的允放电实验，在采用数字化信息系统进行的实验中，我们可以用计算机将电路很快连接好，并能准确地收集数据，分析数据，从而得出实验结论，完成实验。如果教师能更好地指导学生，想必这一节课可以做更多的实验。再例如进行牛顿第二定律实验加速度的实验中，我们可以将实验器材整理好，实验开始后我们可以采用数据处理软件来进行数据的记录与处理，可以节省大量复杂数据处理的时间，并且能提高实验结果的准确度。

三、DISLab应用于高中物理实验的优化改进

随着新课程的改革及数字化信息系统（DIS）的推广，想必中国高中实验教学已经在DIS的帮助下进行了华丽的蜕变。然而结果并非如此，在中国大部分地区，数字化信息系统（DIS）还未得到普及。究其原因，是DIS设备价格过高，学校没有足够的经费来安装，再者，学校担心学生在使用过程中会破坏实验仪器，所以就算某些学校拥有这些器材，也不敢放心让学生使用。以上原因致使DIS未得到普及。DISLab价格昂贵，为了能让更多的学生了解传感器在物理实验中的运用，我们可以尝试设计简化的基于传感器的实验仪器。这些低价格实验仪器的创作还需要每一位创造工作者的努力。

就算将数字化信息系统（DIS）普及完成，也很难完成物理实验教学目标。只因教师还没有足够的实力将物理课本实验与DIS很好地结合，虽然有高科技的装备，但是教师的教授方法还是几乎没有改变，教师只是简单的将物理实验与高科技的实验处理设备进行关联，并没有达到我们所期待的效果。可以说教师只是生搬硬套地将课本实验迁移到采用DIS进行的实验中，并没有根据学生学习的实际情况进行改善。那么针对此类问题，我们需要每一位高中物理教师的努力。

数字化信息系统（DIS）所带来的益处是我们以往所不敢想象的，虽然在应用过程中会存在一系列问题，但传统实验模式与数字化信息系统（DIS）物理实验教学是远远不能相比的。只要教師能好好设计物理实验，采用适合的方法，并认真指导学生正确使用仪器，高中物理实验就能在师生共同协作下出色地完成。教师应该在以后的实验教学过程中多多积累采用DIS教学的经验，为以后的实验教学奠定基础。