DIS Lab在中學(xué)熱學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

尉世民

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，信息技術(shù)和與教育改革相結(jié)合，以技術(shù)為輔助的教育方式成為新世紀(jì)教育發(fā)展的方向。在這樣的教育改革形勢(shì)下，中學(xué)熱學(xué)教學(xué)作為中學(xué)物理課程的難點(diǎn)必須應(yīng)用現(xiàn)代高科技的實(shí)驗(yàn)器材和試驗(yàn)手段進(jìn)行教學(xué)，使中學(xué)熱學(xué)教學(xué)內(nèi)容通俗易懂和深入淺出。本文對(duì)DIS實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了全面介紹，并對(duì)DIS實(shí)驗(yàn)在中學(xué)熱學(xué)教學(xué)中的作用和優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：DIS Lab實(shí)驗(yàn) 中學(xué)熱學(xué)教學(xué) 作用 優(yōu)劣勢(shì)分析

一、DIS Lab的相關(guān)說(shuō)明

DIS Lab是Digital Information System Labratory的簡(jiǎn)稱(chēng)，中文為“數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室”。DIS Lab是一種專(zhuān)用于試驗(yàn)室采集數(shù)據(jù)的智能化系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集器、傳感器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及配套軟件構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集器將傳感器采集的信息通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換輸入計(jì)算機(jī)，并通過(guò)相應(yīng)的輔助軟件對(duì)被測(cè)的信息進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，從而構(gòu)建了一個(gè)現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)測(cè)量和處理平臺(tái)。

二、DIS Lab在中學(xué)熱學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的作用

1.熱學(xué)試驗(yàn)結(jié)果直觀顯示。熱學(xué)試驗(yàn)結(jié)果的直接顯示是DISLab最大的特點(diǎn)，可以通過(guò)DIS Lab設(shè)備的輔助軟件在計(jì)算機(jī)桌面上直接觀察到試驗(yàn)結(jié)果。熱學(xué)試驗(yàn)結(jié)果的顯示方式有三種：數(shù)字顯示、示波顯示和儀器儀表顯示。顯示結(jié)果直觀、清晰和易懂。

2.數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集。DIS Lab實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)化的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、比較和分析的系統(tǒng)，使熱學(xué)試驗(yàn)變得更加簡(jiǎn)單和容易操作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加的精確。在使用DIS Lab實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)之前，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師就應(yīng)經(jīng)設(shè)定了軟件統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析的程序，包括了中學(xué)物理熱學(xué)中的所有公式體系。并根據(jù)物理試驗(yàn)的需求研制了信息化試驗(yàn)系統(tǒng)的專(zhuān)用軟件系統(tǒng)和通用軟件系統(tǒng)，可以依據(jù)不同的需求選擇使用。DIS Lab實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中表格計(jì)算功能可以隨心所欲地設(shè)置數(shù)據(jù)記錄時(shí)間間隔和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法，極大地方便了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。

3.數(shù)據(jù)計(jì)算分析的及時(shí)性。在熱學(xué)教學(xué)中，大多試驗(yàn)需要進(jìn)行定量計(jì)算。傳統(tǒng)的試驗(yàn)儀器要對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的記錄，再進(jìn)行人工處理和計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算。數(shù)據(jù)處理和計(jì)算緩慢，數(shù)據(jù)處理工作所花費(fèi)的時(shí)間很長(zhǎng)，不利于試驗(yàn)的進(jìn)行。而用DIS Lab系統(tǒng)時(shí)，直接進(jìn)入軟件界面后，根據(jù)試驗(yàn)需要選擇“計(jì)算表格”選項(xiàng)，設(shè)置好表格參數(shù)，再添加好各參數(shù)之間的關(guān)系，系統(tǒng)也自帶了熱學(xué)中所有的表達(dá)式供選擇使用。在實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)采集器將傳感器感應(yīng)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰浖?，試?yàn)的數(shù)據(jù)通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)可以及時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，節(jié)約了繁瑣的計(jì)算和分析，減少了記錄和計(jì)算誤差。還可以設(shè)置更高的數(shù)據(jù)記錄方式如表格數(shù)據(jù)分析、圖形數(shù)據(jù)分析等，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)的得到處理和計(jì)算，只需要簡(jiǎn)單的動(dòng)手操作鼠標(biāo)即可，簡(jiǎn)潔方便。

三、DIS Lab 在中學(xué)教學(xué)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

1.DIS Lab在物理教學(xué)中得不到重視。近幾年來(lái)，很多學(xué)校購(gòu)置了DIS Lab設(shè)備，但由于DIS Lab設(shè)備比較昂貴，生怕在試驗(yàn)教學(xué)中由于操作不當(dāng)而損壞，從而不去使用。還有一些教師的計(jì)算機(jī)操作水平不高，對(duì)設(shè)備不會(huì)操作。另外，DIS Lab試驗(yàn)需要大量的試驗(yàn)材料，學(xué)校不愿花錢(qián)購(gòu)置試驗(yàn)消耗材料，而學(xué)生的物理試驗(yàn)?zāi)芰Ρ容^差，思維停留在抽象的課本知識(shí)的認(rèn)知上，最后影響到學(xué)生的考試成績(jī)。

2.教師對(duì)教學(xué)再設(shè)計(jì)重視不足。DIS Lab設(shè)備為教師進(jìn)行熱學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了很好的條件。但是傳統(tǒng)的試驗(yàn)教學(xué)方式，教師是教學(xué)試驗(yàn)的主體，學(xué)生只是參觀者，教師講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生站在旁邊聽(tīng)講和觀察，學(xué)生試驗(yàn)操作能力差，教學(xué)方法依然單一，教學(xué)成果不明顯，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)記憶不深刻。

3.教師利用 DIS Lab 設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)的能力不足。在實(shí)踐教學(xué)中，多數(shù)教師只是按照書(shū)本上所列舉的試驗(yàn)教學(xué)作為試驗(yàn)教學(xué)課程，并沒(méi)有自己去開(kāi)發(fā)新的試驗(yàn)教學(xué)課，試驗(yàn)教學(xué)比較單一，試驗(yàn)課程的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)與教師的能力和精力有很大的關(guān)系，這就需要教師利用 DIS Lab 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力尚需加強(qiáng)。

四、DIS Lab 在熱學(xué)教學(xué)中的發(fā)展趨勢(shì)

1.DIS Lab應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)。DIS Lab在物理試驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題，如無(wú)線的傳感器和數(shù)據(jù)采集器不能自由移動(dòng)作業(yè)，不能自由移動(dòng)作業(yè)，DIS Lab設(shè)備組合性也不太好，不同的儀器不能組合使用，情景試驗(yàn)?zāi)芰^差。因此，DIS Lab應(yīng)用技術(shù)應(yīng)該向網(wǎng)絡(luò)化和無(wú)線化發(fā)展，通過(guò)藍(lán)牙與電腦相連，擴(kuò)展DIS Lab的使用空間。DIS Lab設(shè)備的傳感器探頭多功能化，可以適應(yīng)各種不同的物理熱學(xué)試驗(yàn)，避免了實(shí)驗(yàn)中傳感器探頭的頻繁更換。DIS lab 軟件建立區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接，儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)同享。學(xué)生和教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以查詢相關(guān)試驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)，以便學(xué)習(xí)和交流，鞏固物理試驗(yàn)知識(shí)。

2.教師水平的提高和教學(xué)技術(shù)的改進(jìn)。DIS Lab屬于高科技產(chǎn)品設(shè)備，其操作和養(yǎng)護(hù)需要有一定水平的計(jì)算機(jī)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)的操作技能。中學(xué)物理教師僅限于物理知識(shí)，大多對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)了解不是甚多，操作DIS Lab相當(dāng)困難。因此，加強(qiáng)物理教師計(jì)算機(jī)知識(shí)的培訓(xùn)，掌握DIS Lab設(shè)備的操作與維護(hù)，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的物理實(shí)驗(yàn)室操作人員進(jìn)行管理和操作。DIS Lab在物理教學(xué)中要挖掘課本知識(shí)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)，把熱學(xué)抽象難度的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)以具體的直觀的展現(xiàn)給學(xué)生，提高學(xué)生的理解能力和動(dòng)手能力。

五、結(jié)論

隨著國(guó)家對(duì)中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，DIS Lab這種先進(jìn)的物理試驗(yàn)設(shè)備得到了推廣和普及，改進(jìn)了傳統(tǒng)試驗(yàn)教學(xué)方式，提高了學(xué)生的試驗(yàn)動(dòng)手能力和知識(shí)點(diǎn)的理解能力。本文針對(duì)資金缺乏和教師的計(jì)算機(jī)水平和DIS Lab本身的一些問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了物理熱學(xué)試驗(yàn)教學(xué)進(jìn)展不太順利和DIS Lab應(yīng)用機(jī)會(huì)較少的因素，并提出了一些解決問(wèn)題的意見(jiàn)?？傊?，DIS Lab在熱學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用已成為趨勢(shì)，問(wèn)題需要改進(jìn)，才能使教學(xué)能夠順利開(kāi)展。

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（責(zé)編 張景賢）