DIS数字化信息系统在中学物理实验教学中的应用研究.doc

DIS数字化信息系统在中学物理实验教学中的应用研究 /卓敏 【专题名称】中学物理教与学【专 题 号】G36【复印期号】2010年09期【原文出处】《中国现代教育装备》(京)2010年8期第36～38页【作者简介】马如宇，卓敏，辽宁省教育技术装备中心（辽宁　沈阳　110032）。【关 键 词】EEUU【编 者 按】DIS(Digital Information System)实验技术，以其方便、迅速的数据采集功能和强大的数据处理功能，在实验探究中大显身手。它可以测定过去难以直接测定的物理量，也可以显示一些无法演示的物理过程，实时采集、处理数据，迅速得出结论，大大拓展了实验研究的视界，发挥出巨大的教育功能。本期专题在系统介绍DIS数字化信息系统的基础上，精选了DIS应用于物理实验教学的几个典型案例，并对DIS与物理教学整合做出了一些反思，以期对DIS这门新兴技术的研究有些裨益，也希望对中学物理教师有所借鉴。????回顾近半个世纪的物理教育改革，最重要的成就是逐步确立了现代物理教学观。教学过程从强调论证知识的结论向获取知识的科学过程转化，从强调单纯积累知识向探求知识方向转变。重视科学过程和重视能力培养，构成了现代物理教育的基本原则。而物理学中，概念的形成、规律的发现、理论的建立，都有赖于实验。因此，强调重视实验、改进实验，成为新课改对物理教学的基本要求。????一、DIS的定义及其构成????DIS(Digital Information System)实验技术，又称：“数字化信息系统”，是由“传感器+数据采集器+实验软件包（教材专用软件、通用扩展软件）+计算机”构成的新型实验系统。该系统成功地克服了传统物理实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合。????传感器主要包括电流、电压、压强、温度、声波、位移、力、磁、光电门等多种传感器。它们的主要功能是实时地动态地测量各种物理量并把他们统一转化成电信号送入数据采集器。并且，多种传感器可以组合使用。在复杂实验中，相比功能单一的传统仪器仪表，这种组合的优势更加明显——组合意味着进一步的创新。比如，光电门和力传感器的组合构成了“向心力实验仪”的基础；电流传感器和力传感器组合出了“安培力测量装置”；而磁感强度传感器与位移传感器的组合，则创造性地获得了“磁感强度—距离”关系图线。????数据采集器，与计算机之间以串行方式通信。它可以同时接入四路传感器、并行输入，它的主要功能是：将由各类传感器采集到的各种具有模拟特征的物理量转换成计算机可以接受的数字量。????DIS系统的软件主要包括教材专用软件和教材通用软件两种。教材专用软件主要是针对物理教材中的实验研发而成，它可以完成中学物理教材中几乎所有的演示实验和学生实验，简洁、易用，更贴近课堂教学；教材通用软件，可以自行设定许多功能，如组合、显示、分析计算、曲线拟合等扩展功能，因而更适于探索研究。????二、实验技术的技术特征????从以上对DIS组成结构和功能的介绍可以看出，DIS实验技术的价值主要表现在：可以方便、迅速地采集现实生活或实验室中各类物理量的信息，并通过计算机接口技术，将采集到的各类物理量信息传输给计算机进行多元化的分析处理。其中，DIS实验技术所具有的函数图像处理功能，能直观地揭示出相关物理量之间的关系。因而，有利于我们对研究对象进行定性和定量两个层面的探究。此外不难看出，多类型的信息传感器、多通道的数据采集器、多样化的自主操控平台、强大的函数图象处理等是DIS实验技术具有的主要技术特征。借助于这样的技术支撑，可以使我们对物理现象进行多角度的感知和多视角的深入分析与研究。因而DIS实验技术具有独特的教学功能。????三、DIS在物理实验教学中的地位和作用????中学阶段是人生承上启下的重大时期，DIS实验将实验数据数字化，在真实实验的基础上实现了信息技术与物理实验教学的整合，使用该系统能够完成力学、运动学、电磁学、光学、热学及原子物理实验数百个，这恰好很适合中学生的生理、心理需求，从而表现为强大的教育功能。DIS实验能激发学生学习的兴趣，是促进学生主动学习的一个有效方法，具有激励功能：实验能呈现物理学习所必需的感性资料，提供学习情景，具有情景功能；实验能点出问题的起点，拨动学生思维，能点出问题的关键，拨正思维方向，具有点拨功能；实验能揭示现象的本质，解释问题的原因，具有释疑功能；实验还能训练学生的思维，培养观察、操作能力，具有能力训练功能；实验有助于体验、认识和运用科学方法，有助于开展科学态度教育，有利于培养学生团结协作、积极进取的科学精神，具有教育功能；实验过程本身作为一种科学实践过程，能为培养学生的创新精神和实践能力提供有效的渠道和宽广的空间，具有实践创新功能。????总之，D