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利用DIS实验打造高效课堂

黄连凤施生晶

摘要：随着信息技术的发展，DIS实验进入高中物理实验课堂将

是一种趋势，在具体的教学实践中，充分发挥DIS实验教学在物理教学中

的作用，需要教师精心设计每个实验教学环节，利用实验来打造物理高效

课堂。

关键词：物理实验;DIS实验;高效课堂

科学技术快速发展，物理实验的展示形式越来越多样化，DIS实验运

用了现代化信息技术，是由“传感器+数据采集器+计算机”构成的新型

“数字化信息系统”[1]。为了打造高效的高中物理实验课堂，笔者将

DIS实验与传统实验进行结合，充分调动学生学习的积极性，打造高效课

堂。

1打造高效课堂的重要性

构建高中物理高效课堂，是新课程改革与素质教育发展下不可阻挡的

“新潮流”和新趋势，是每一位物理教师在教学中的核心任务与重要目标。

物理是一门基于实验和观察的自然科学。教师要在四十分钟左右时间内，

不仅要将课堂内容、理论知识讲解透彻，还要向学生展示实验，甚至还要

学生动手操作，直观、准确得到实验结论，这就要求教师在课前精心准备，

准确挑选最适合的实验仪器和展示方式，来达到课堂效率最大化。因此，

高中物理教师要更新观念，并且直面困难，学会从物理学科的基本特性和

现实学情出发，努力寻求突破，运用各种动态情境，引导学生积极思考，

鼓励学生合作学习与开展实验教学，利用现代化、数字化教学仪器等教学

方法和策略，优化物理课堂教学过程，努力提高学生学习的效率，推进高

中物理高效课堂的建构与实施，促进学生的全面发展。

2传统教学实验在探究性实验中的局限性

在信息技术不够发达以及学校经济条件不充裕时期，高中物理教学中

一直以传统实验教学为主。传统的实验教学往往讲解方便，操作简单、手

段单一，但是受外界因素以及学生操作能力影响比较大，实验的数据处理

显得特别繁琐，常耗费大量的人力物力和时间，实验结论却不太理想。

例：在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，传统教学中在塑料

桶内加沙子使小车加速下滑，在小车尾部安装纸带，通过计时器记录小车

运动情况（如图1）。具体实验步骤如下：（1）测出小车的质量和桶的

质量;（2）如图1安装器材;（3）平衡摩擦力;（4）保持小车及车内砝码

的质量不变，改变沙子的质量，每改变一次质量打出一条纸带;（5）算出

每条纸带对应的加速度;（6）保持沙和桶的质量不变，在小车上增减砝码，

每加一次砝码打出一条纸带，算出每条纸带对应的加速度。利用纸带记录

的信息（如图2），用逐差法求加速度，即a=。

实验探究前需平衡摩擦力，要观察纸带上相邻的点是否均匀分布，或

者测量每两点间距是否相同，判断摩擦力与重力沿斜面的分量是否平衡;

未达到平衡时，要反复移动垫块位置，操作多次才可能达到平衡;实际情

况测量操作误差较大，难以达到绝对平衡。实验完成后要进行数据处理，

每条纸带用逐差法求解加速度一次，假设一种情况做四组数据，探究两个

实验，则需要求八个加速度的值;求加速度前还应先用直尺测出每段间距。

实验过程中测量的工作量很大，实验数据处理复杂、计算量大，耗时长，

教师进行授课时，以致于一堂完整的实验探究课，不得不将实验过程和实

验结论分析分成两节课来完成，使得教学无法连贯，教学效果不佳，而且

由于操作过程中摩擦力的存在和数据测量误差大，作出的a-以及a-F图

象不太理想，得出的结论说服力不高。

3DIS实验教学的高效性

3.1DIS实验器材简介（见表1）

因传统实验存在的不足，为了提高课堂效率，教学中融入DIS实验，

利用自动化数据处理的传感器和数据采集器;利用计算机智能化数据处理，

代替学生的手工记录、采集和分析物理实验数据的过程，减少人为因素导

致的实验误差和错误[2]。

例：在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，将传统的计时器改

为图3中的G1、G2两个光电门，将学生手动记录数据的表格改为计算机

桌面上的“Labstudio”软件。

打开Labstudio软件，将数据采集器与光电门、计算机连接好。（1）

DIS实验用数据采集器自动采集时间信息：I型挡光片通过两个光电门

（图3中G1、G2）所用时间（分别为图4、图5中的闸时间栏和闸时间1

栏）;以及挡光片通过两个光电门之间距离所用时间（图4、图5中的时

间栏），时间数据自动记录在表格中。（2）平衡