高中物理力学实验中应用DISLab的研究分析

莫呈武

关键词：高中物理;力学实验;DISLaB

力学实验是高中物理学习中十分重要的内容，高中学生通过对力学实验的学习，可以使自身的动手能力得到增强，因此，研究DISLab在物理力学实验中的应用方法是十分有意义的。

一、将DISLab应用到高中物理力学实验教学中的意义

在高中物理的基础课程中，关于学生实验时的基本能力有如下三个方面的规定：（1）学生必须能够掌握物体或实验设备的基本功能，对各种设备都要能娴熟的运用;（2）对物理试验的特殊方法有相当了解，同时要注意物理实验中的各种注意要点。所以，为了适应学校提出的培养学生物理研究教育实践技能的需要，高中物理老师们需要了解数字化物理试验系统中各种部件的基本构造、功能和应用技术，掌握使用DISLab系统开展物理试验的基本操作步骤、要领和注意事项，掌握使用DISLab软件系统网络平台下的教学实验信息记录与管理，掌握使用DISLab软件系统网络平台下开展有关实验的教学方法。

二、DISLab软件平台的实践性优势

它主要有如下几方面的优点：DISLab试验是数字化教学，试验控制系统则是由传感器+数据采集器+计算机系统（安装实验软件包）组成的一个专业运用于教学活动的试验控制系统。在高中物理力学实验课堂上运用这项技术手段开展演示实验，就能让信息技术同力学实验教学活动得到很好的融合，与传统的展示教学实验比较有很多优越：（1）通过随时随地的对力学实验的数据信息加以收集，所以在对物理实验动态情况加以研究具有不言而喻的优点。（2）由于经过DISLab试验所检测得出的实验数据都是十分准确的，而且基本上没有任何差错，这将使得物理学定律的发现或证明更具有严密度和可信度。（3）有助于让概念化的物質流程系统化，更利于对课堂教学结构的调整，突破重点难点。（4）有助于将微观的现状系统化，也有助于使微观的现状比较生动活泼地展现在高中学生眼前，让高中学生的理解进一步深化，也更容易产生新定义。

三、利用DISLab进行物理力学教学的主要策略

（一）在应用DISLab进行物理力学实验教学的注意事项

高中物理教师应当使学生们全方位地掌握DISLab的实验基本原理，因为这种通过数字化的实验原理所涉及到的知识范围非常广阔。例如，关于非力学物理量的转换、信息的放大、信息的收集、模数转换、试验软件的过程设计等，很多内容对于高中学生来说都比较生疏，对基本原理也比较难以了解。所以，在实际使用DISLab时，老师就应该首先向高中生介绍此实验系统的基本原理，不然就会大大降低高中生对数据的信任程度，而教师若单纯地强调信息收集、管理实验数据，会使整个实验过程变为数字的"游戏"。举一个实例，当开展关于《超重与失重》的教学时，物理教师使用DISLab平台，提出思考题：a：物体的加速度和运动方向之间有什么联系？b：当物体在做加速或减速运动时，加速度方式与运动方向之间有哪些联系？然后让高中学生展开实验探究，思索答案。在DISLab的实际应用中，教师把课本上的例题用投影仪演示：如果提升机以0.5m/s的加速度匀速地加速前进，站在提升机里的人的总重量大约为五十千克，那么人对提升机地面上的总体压力为多大？如果人站在提升机里的测力计上，测力计的示数为多大？在学生动脑思维的过程中， 老师就可以DISLab平台帮助学生认识题意：1）因为人和提升机都以相同的加速度前进，所以人的总体加速度也是可知的，所以要能够用牛顿第二定律，就必须把人作为重点探究对象。2）对人进行受力分析：由于人在提升机中，同时受到压力G与在地面上对人的支撑力F两种作用力，而在提升机地面上对人的支撑力和人相对在提升机地面上的压强是相等的，所以按照牛顿第三定律，只要求出了前者就能够知道后者。师生们在用平台比较了上述情形下，人对地面的压强大小之后，确定了人对地面上的压强程度与物体的运动状态成正相关，并于最后得到了结果：当提升机加速度增大的时候，因为人对提升机地面上的压力比人所实际接受的重量大，所以人们就把这个情况叫做超重。

（二）提高学生的信息应用水平

学生们如果对现代计算机运用的能力水平很差，则会花费很大的时间在软件使用上（如Excel处理数据），从而使得对物理规律部分的深入研究无法顺利进行。所以，DISLab的广泛应用也要求学生们要提高对现代计算机的使用能力，同时需要注意对应用软件的适时更新，使其变得更加便于使用，可缓解部分学生对现代计算机操作技术水平低下的问题。教师一定要使高中学生对实验的基本原理有一个好的认识，之后才可以展开DISLab的操作。虽然有些力学实验的基本原理是十分抽象的，但是教师一定要首先引导学生先理解实验的基本原理，之后再帮助学生展开实践，只有如此才可以达到最好的实践效果。

（三）要认识到数字化的实验的局限性

数字化的实验设备一直以来都不可以很彻底的代替传统的实验设备，尽管数字化实验设备在许多方面与传统实验设备相比有很大的优越性，不过有的时候有优势也可能会变成一种劣势。如使用数字化的实验系统，就无法训练学生完成手工数值计算、大数据分析、作图等数据处理工作，这对高中学生的能力提高来说是很不利的。

结束语：

综上所述，高中物理老师将DISLab应用到物理力学实验中，可以促进力学实验教学效率的提高，但同时也要注意高中学生对DISLab的实验基本原理的掌握情况，及时给予相应的实验操作指导。同时，老师要提高高中学生的信息应用水平，以此提高力学实验课的教学效率，此外，物理老师还要认识到数字化的实验教学的局限性，对DISLaB进行合理应用，进而提升高中学生的实验动手操作能力。

参考文献

[1]郑喆. 利用DISLab完善高中力学实验体系的应用研究[D]. 苏州大学， 2009.

[2]何建兴. 高中物理力学实验中应用DISLab的教学设计[J]. 天津教育， 2019（6）.

[3]于冬亮， 刘蓉. 利用DISLab设计高中物理力学演示实验[J].  2022（4）.