掌握DIS技术原理,认识DIS的重要作用

【内容摘要】高中物理作为一门以实验为基础的学科，其传统实验手段已不能完全满足教育教学的需要。DIS作为一种新型的实验手段，以其快速、准确、实时地进行数据的采集、运算和分析而受到师生的喜爱，有力地促进了学生分析物理过程、教师开展探究实验和学生养成创新思维。

【关键词】数字化信息系统 高中物理 作用

新课程改革倡导教师将信息技术运用于实际教学中，促进信息技术与各学科之间的整合。高中物理作为一门以实验为基础的学科，其传统实验手段已不能完全满足教育教学的需要。伴随着现代科学技术的飞速发展和实验技术的革新，Digital Information System（数字化信息系统，以下简称为DIS）作为一种新型的实验手段，以其在实验过程中具有快速、准确地进行数据采集、运算和分析等优越性而被物理教师应用于高中物理教学之中，从而提高了物理实验的效率，优化了物理课堂教学，提升了高中物理教学质量，并成为人们研究的热点之一。本文结合前人工作研究及个人工作实践，尝试对DIS实验技术的原理稍作简介，并分析其在高中物理教学中的重要作用，以期对大家的教学提供借鉴和帮助。

一、DIS原理简介

DIS作为一种新型的物理教学设备，目前国内生产的种类较多。我校采用的是DIS实验室，它由传感器、数据采集器和计算机软件等构成，其中传感器能实时动态地测量各种物理量，如力、位移、电流、电压、温度、压强、声波、磁场、光强等，并将测量结果转化成电信号传送给数据采集器，然后数据采集器再将这些电信号转换成数字信号并传送给计算机，最后计算机通过软件分析和处理，将实验数据以数值、图表、曲线以及仪表等方式展示出来，且可以根据需要对实验数据进行数据公式计算、数据统计、曲线猜想与拟合等处理。因此，DIS具有较强的数据收集、分析、计算和处理能力，我们利用该系统能够完成以前较难完成甚至不能完成的实验，从而提升教学效率和效果。

二、DIS在物理教学中的作用

DIS应用范围较广，仅在物理学科中的应用就可涉及力学、光学、电磁学、热学、运动学以及原子物理等方面几乎所有的实验，尤其是在测量声音响度、光强和磁感应强度等方面更具有传统实验不可比拟的优势。具体来说，DIS在物理教学中具有以下重要作用。

1.实时测量和记录实验数据，有助于学生分析物理过程

众所周知，让学生学会分析物理过程是物理教学的重要目标之一，也是学生能否真正学好物理的前提之一。然而，笔者在教学实践中发现，不少学生都不能全面、完整地分析物理过程。要使学生能够学会分析物理过程，我们就要增强学生对物理过程的了解和认识，所以，我们在教学中要多向学生展示物理过程，让学生认识到物理过程的丰富性和多彩性，从而在此基础上形成一定的物理过程分析能力。由于传统物理实验器材应用的局限性，一些实验数据无法得到，而DIS则可以凭借其先进的科学技术，实现物理实验数据的实时测量和记录，并可用图像描述出瞬间量的变化情况，从而使学生能够将定性分析和定量分析相结合来分析物理过程。

2.大大节约实验所用的时间，有助于教师开展探究实验

新课改倡导物理教学中开展探究式教学，从而发展学生观察F象、分析问题的能力，让学生通过科学探究实验体验探究的乐趣和曲折，提升动手实验能力，发展思维水平。然而，我们采用传统器材进行物理探究实验教学时，在实验准备、数据处理方面就会花去大量的时间，根本没有足够的时间让学生去探索研究，更没有充裕的时间让学生对实验进行质疑、提问、交流和表达，教学效果不理想。但在将DIS引入物理教学后，实验数据的采集、运算和分析均由计算机完成，大大节约了实验所用的时间，这样教师就可以在剩余的时间内引导学生对实验的结果进行科学探讨和思维碰撞。

3.带领学生步入现代化测量，有助于学生养成创新思维

当有新事物产生时，我们教师作为教育的实施者，一定要首先接纳和研究新事物。DIS作为一种高灵敏度、高精度、实时测量和记录的教学仪器，能够克服传统器材的弊端，帮助我们测量到生活、生产和自然现象中不易测量的数据，带领学生步入现代化测量时代，并激发学生对生活、生产和自然现象的兴趣，使学生能够重新思考和认识周围的事物，养成思考的习惯，为其今后的创新提供思想基础。如跳绳是生活中常见的健身活动，人们很少将该活动与发电机联系在一起，一方面是因为人们极少使用金属导线来跳绳，另一方面是跳绳产生的电流小。但笔者在使用DIS进行实验教学后，有学生提出用金属导线作为跳绳，并将其两端与微电流传感器相接，观测人们跳绳过程中切割地磁感线所产生的电流，且尝试用微电流传感器进行自动计数。由此可见，将DIS应用于物理教学中，不仅可以轻松地带领学生进入现代化测量时代，还能极大地引发学生的创新热情。

三、结束语

综上所述，伴随着现代科学技术的进步和发展，我们物理教师的教学手段也在不断地革新，而DIS在高中物理教学中的应用则将物理教学推上了一个更高的层次，且有效地实现了信息技术与学科课程之间的整合。因此，我们教师要深挖DIS的各种功能，促使DIS更好地为物理教学服务。

【参考文献】

[1] 白明侠、黄昭、张轶炳 等. 基于DIS的物理探究实验教学设计[J]. 巢湖学院学报，2010，12（6）：135-139.

[2] 陈琪. 新课改下在物理教学中的应用研究[D]. 广西师范大学，2014.

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