DIS在初中物理實驗教學中的應用

周陽

摘要：現(xiàn)代社會，隨著以計算機為核心的信息技術大大推動了社會的發(fā)展，信息技術與課堂教學全面結(jié)合，帶來了現(xiàn)代教學的又一次革命。當代先進的電子技術，計算機技術，多媒體技術，網(wǎng)絡技術等逐漸被應用到教學過程中，協(xié)助教師完成教學任務，為學生提供了新穎的學習環(huán)境。在真實實驗的基礎上實現(xiàn)了 “信息技術與物理學科教學的全面整合”，在培養(yǎng)學生使用信息技術工具進行探索研究和自主學習方面做出了突出貢獻。

關鍵詞：數(shù)字化信息實驗系統(tǒng)（DISLAB）；計算機輔助教學

一、DISlab實驗系統(tǒng)的構(gòu)成

DISLab是Digital Information System三個詞的縮寫，是“數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室”的簡稱，它是一種用于實時采集數(shù)據(jù)的智能化系統(tǒng)，由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機系統(tǒng)及配套軟件構(gòu)成。DISLab配備的各種傳感器可以實時采集各類被測量的數(shù)據(jù)，幾乎涵蓋了初中物理教材中所有實驗的被測量，并可以同時測量多個物理量，通過A/D轉(zhuǎn)換輸入計算機，并通過相應的軟件對被測信息進行各種數(shù)據(jù)處理，從而構(gòu)建了一個現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)測量和處理平臺。它一系列的傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器，能夠完成包括力、熱、光、電、磁等多種物理量數(shù)據(jù)的采集，大大提高了測量范圍、精度、反應時間。

二、DIS在部分物理實驗教學中的應用

DIS實驗系統(tǒng)中有各種各樣的傳感器，如溫度傳感器、速度傳感器、力傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓強傳感器等，都可以應用在初中物理教學過程中，使用非常方便，實驗裝置也比較簡單，學生很容易理解。

案例一：

做“比熱容”的實驗時，運用DIS實驗設備進行實驗，只用2-3分鐘即可完成實驗數(shù)據(jù)和處理，大大提高了課堂效率，充分發(fā)揮出傳感器在數(shù)據(jù)采集方面和數(shù)據(jù)分析方面的優(yōu)勢。

做法是在兩個大試管中放入質(zhì)量相等的水和煤油，將兩個溫度探頭分別深入到兩種液體中，用熱水壺中的水做為熱源并加熱（圖1和圖2）。當溫度升高后，將兩個大試管同時放入熱水中，此時學生通過計算機的大屏幕觀察水和煤油的溫度隨時間的變化曲線，圖3是實驗獲得的圖像。

以上圖像不僅有物質(zhì)吸熱過程，同時展示了放熱過程。通過以上的圖像更能說明“質(zhì)量相等的水和煤油吸收（放出）相同的熱量，升高（降低）的溫度不同，煤油升高（降低）的溫度比水高”。這樣的結(jié)論也更具有它的物理意義。

案例二、

在“測量小燈泡電阻”的試驗中，將電流傳感器和電壓傳感器接入電路中?？梢远虝r間快速內(nèi)獲得多組試驗數(shù)據(jù)，直接根據(jù)我們的需要，利用計算機對數(shù)據(jù)做出不同處理。如圖4，是小燈泡的U-I關系圖像，從圖像可以看出圖象不是直線，有彎曲，說明不同電壓下小燈泡的電阻不等，可以藉此來培養(yǎng)學生處理數(shù)據(jù)和讀圖能力。圖5則是小燈泡的電阻與電壓關系圖像，從圖中可以很直觀看出，小燈泡在不同電壓下的電阻不等，電壓高時，電阻大，電壓低時，電阻小。

于此類似的，速度傳感器可以測量運動過程中的瞬時速度，聲音傳感器和音叉可以描繪出聲音的波形圖等，傳統(tǒng)物理實驗不能完成的，我們都可以用DIS實驗來完成。

“DIS”實驗是與現(xiàn)代社會緊密結(jié)合的一種教學實驗，它直觀、方便、高效、綜合性強，在幫助學生認知、理解、掌握物理概念能力上有明顯優(yōu)于傳統(tǒng)實驗的效果。 “DIS”實驗的推廣，給教師的教學和學生的學習帶來了很多有益的根本性的變化，能逐漸替代原有的部分實驗，若與傳統(tǒng)實驗結(jié)合，兩者可以取長補短，相得益彰。這樣學生才能任意馳騁，以較快的速度到達學習的目的地。

三、教學反思：

學生善于接受新事物，善于研究新事物，善于創(chuàng)造新事物?！癉IS”實驗可用一個探頭、兩個探頭、三個探頭做實驗。學生即要獨立思考又要學會交流，科學交流能打破習慣思維，擴大思維廣度，活躍創(chuàng)造思維與創(chuàng)造想象。激發(fā)良好的創(chuàng)造狀態(tài)，觸發(fā)靈感，創(chuàng)造豐富多彩的現(xiàn)實作品。這也是傳統(tǒng)實驗所不能比的?？傊?，“DIS”實驗是與現(xiàn)代社會緊密結(jié)合的一種教學實驗，它直觀、方便、高效、綜合性強，在幫助學生認知、理解、掌握物理概念能力上有明顯優(yōu)于傳統(tǒng)實驗的效果，因而，我相信它能逐漸替代原有的部分實驗，當然，以后會創(chuàng)造更優(yōu)秀的實驗手段，對初中物理實驗教學進行改進。