朗威DISLab数字化信息系统实验室物理培训共23页文档

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朗威数字化信息系统实验实例正文

朗Fra bibliotek®DISLab
实验实例
朗威®数字化信息系统实验室
Llongwill Digital Information System Laboratory
V5.0 实验实例
第二次修订版
上海市中小学数字化实验系统研发中心山东省远大网络多媒体有限责任公司 2005 年 11 月
上海市中小学数字化实验系统研发中心山东省远大网络多媒体有限责任公司
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上海市中小学数字化实验系统研发中心山东省远大网络多媒体有限责任公司
朗威®DISLab
实验实例
43、水在加热过程中的温度曲线…………………….…………………………………………P50 44、液体蒸发使温度下降………………………………………………………………………P50 45、摩擦做功使温度升高………………………………………………………………………P51 46、气体压缩温度升高…………………………………………………………………………P52 47、红外线热效应………………………………………………………………………………P52 48、热辐射研究…………………………………………………………………………………P53 49、热传导………………………………………………………………………………………P55 50、水的冷却规律………………………………………………………………………………P56 51、热胀冷缩……………………………………………………………………………………P57 52、固体熔化时温度的变化规律………………………………………………………………P57 53、沸点与压强的关系…………………………………………………………………………P58 54、液体内部压强………………………………………………………………………………P59 55、阿基米德定律………………………………………………………………………………P60 56、玻意耳定律…………………………………………………………………………………P61 57、查理定律……………………………………………………………………………………P62 58、串联电路中电流的规律……………………………………………………………………P63 59、并联电路中电流的规律……………………………………………………………………P64 60、串联电路中电压的规律……………………………………………………………………P64 61、电流的热效应与电阻的关系………………………………………………………………P65 62、电容充放电与串并联………………………………………………………………………P66 63、欧姆定律……………………………………………………………………………………P67 64、导体的伏安特性……………………………………………………………………………P69 65、伏安法测金属丝的电阻率…………………………………………………………………P70 66、伏安法测电池的电动势和内阻……………………………………………………………P70 67、补偿法测量电池电动势……………………………………………………………………P71 68、研究电源的输出功率与电源效率…………………………………………………………P72 69、描绘小灯泡的伏安特性曲线………………………………………………………………P73 70、小电机的伏安特性曲线……………………………………………………………………P75 71、分压与限流电路……………………………………………………………………………P76 72、恒压源恒流源……………………………………………………………………………P77 73、伏安法测电阻……………………………………………………….……………………...P78 74、复杂电路分析（一、二）………………………………………….………………………P79 75、用磁传感器研究地球磁场…………………………………………………………………P80 76、通电螺线管的磁感强度测量………………………………………………………………P81 77、匀强磁场研究………………………………………………………………………………P82 78、通电螺线管的磁感强度与电流的关系……………………………………………………P83 79、直线电流的磁场……………………………………………………………………………P84 80、安培力测量…………………………………………………………………………………P85 81、用单匝线圈研究电磁感应现象……………………………………………………………P86 82、楞次定律……………………………………………………………………………………P87 83、法拉第电磁感应定律………………………………………………………………………P87 84、电磁阻尼……………………………………………………………………………………P88 85、微弱磁通量变化时的感生电流……………………………………………………………P89 86、用磁传感器测量转速………………………………………………………………………P90 87、自感现象……………………………………………………………………………………P91

朗威DIS实验室所有的软件可硬件及相关的配套器材或自选器材

（2）数据采集器朗威DISLab数据采集器与计算机以串行方式通信，采用四路并行输入，可同时接插四种传感器。

数据采集器四个输入口的序号由左至右依次为1、2、3、4，与数据通道序列号相对应。

（3）朗威DISLab软件朗威DISLab软件由以下三大功能模块组成：物理量显示、数据记录与计算、坐标绘图及图线分析。

物理量显示：接入传感器后，软件会自动打开该传感器对应的窗口，显示出该传感器所属的数据通道序号、类别、物理量量程及单位。

数据记录与计算：当某一通道接入传感器后，通过朗威DISLab软件主界面上的“计算表格”窗口，弹出该传感器所测物理量的代码和通道序号，并自动建立记录数据的空格列，然后采用自动或手动的方式记录所测实验收据，记录完毕输入相应的计算公式，就可获得实验结果。

坐标绘图及图线分析：利用朗威DISLab软件主界面上的“坐标绘图”窗口，可针对直接来自传感器或取自计算表格的数据绘制相应的数据曲线，还可对获得的数据曲线做进一步的分析和处理，如多种拟合、求导等。

【实验内容】1．如图所以将单摆光电门放置于单摆的平衡位置，使摆线挡光而不是摆球挡光。

2．运行专用软件，设置计时方式为“时刻—隔次”。

3．摆动单摆，按“开始”键，观察光电门工作是否正常。

4．如光电门正常工作，使单摆小振幅摆动，再按“开始”键开始测量。

测量多组数据后停止测量。

5．按“数据记录”把数据记录到表格中进行数据分析，并得出结果。

【实验数据及处理】从上面可以看出来由公式可求出加速度g的值，其中摆长与小球的半径之和L = 0.796 m，由数据处理可得，加速度g = 9.846m/s2 ,与金华重力加速度的值相比比较符合.从上面的数据中t2-t1都是1.78上下浮动.说明单摆的等时性.【实验感想】通过本次实验熟悉了高中物理实验的基本内容。

熟练掌握了仪器的基本使用，研究了仪器的基本结构。

在实验过程中仍然碰到了一些问题，但是通过这些实验，使我明白了要为学生演示实验，使需要十倍于一般的理解和十倍的认识。

DISLab在新课程高中物理教学中的应用

ＤＩＳＬａｂ在新课程高中物理教学中的应用◇广东龙川县第一中学叶伟俊【摘要】【关键词】传感器和信息技术相结合的数字化实验应用于物理教学是一次教学模式的革新，具有非常独到的优点，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合。

而数字化实验对教师的素质提出了新的要求，形成一个不断自我学习和改进的压力。

只要我们充分认识和克服数字化实验的缺陷，使传统实验与数字化实验在教学中取长补短，物理实验课堂将更加魅力四射，大放光芒。

传感器数字化实验应用传感器是一种能把各种非电信号，如力、热、声、光、物质成分等转换成标准电信号的设备。

传感器与信息技术的结合可以实现自动化控制，这种技术已经在生活、工业、农业、军事等各个领域广泛应用。

笔者在教学中对传感器的应用做了一些探索，下面谈几点体会。

数字化实验系统是由传感器＋数据采集器＋计算机（安装实验软件包）构成的一种专门应用于教学的实验系统，简称ＤＩＳＬａｂ。

在物理课堂教学中引入数字化实验系统进行演示，可以实现信息技术与物理教学的整合，与传统的演示实验相比有许多优越性：１．可以实时动态地采集实验信息，因而在分析物理动态变化问题上有着不言而喻的优势。

２．用传感器测得的数据比较精确，实验误差较小，这就使物理学规律的发现或验证更有严谨性和可信性。

３．可以使抽象的物理过程和概念具体化，有利于优化课堂教学结构，突破重点难点。

４．可以使微观现象直观化，把微观的物理过程生动、形象地展示在学生面前，使学生认识加深，更易形成概念。

５．实验数据由计算机处理，可自动生成图表，简便、快速，节省时间。

６．可以活跃课堂气氛，激发学生学习的兴趣，促进学生主动记忆，认真思考，努力探索，积极参与教学，优化教学过程，提高课堂教学效率。

例如，在牛顿第三定律一节的教学中要演示作用力和反作用力的关系，传统做法是利用两个弹簧秤相互钩住向相反方向拉。

通过弹簧秤的示数说明作用力与反作用力的关系。

由于弹簧秤的精确度太低，力的微小变化测不出来。

朗威数字化信息系统实验室(Dislab)用户手册

朗威®数字化信息系统实验室——DISLab
用户手册
欢迎使用朗威®DISLab 愿我们共同开启实验教学的数字化时代
朗威®数字化信息系统实验室
Llongwill® Digital Information System Laboratory
V5.0 用户手册
（第二次修订版）
上海市中小学数字化实验系统研发中心山东省远大网络多媒体有限责任公司 2005 年 9 月
二、DISLab 的安装使用……………………………………………………….……….…P10 1、硬件………………………………………………………………….……………P10 2、软件………………………………………………………………….……………P10
三、DISLab 教材专用软件及其实验应用.………………………………………………P11 1、研究匀速直线运动………………………………………………….……………P11 2、瞬时速度的测定………………………………………………….………………P12 3、从 v-t 图求加速度…………………………………………………….…..………P13 4、斜面上力的分解 …………………………………………….…………………P14 5、牛顿第二定律 ……………………………………………….…………………P14 6、超重失重 …………………………………………………….…………………P16 7、力的相互作用 ……………………………………………………….…………P17 8、弹簧振子的振动图像 ……………………………………….…………………P17 9、声振动图像 ………………………………………………….…………………P18 10、动能大小的比较…………………………………………………………. ……P19 11、动能势能转化……………………………………………. ………...………….P21 12、向心力研究……………………………………………………….…...…….…P22 13、气体压强与体积的关系………………………………………….……...…….P23 14、气体压强与温度的关系………………………………………….……...…….P24 15、摩擦做功使温度升高…………………………………………….……...…….P25 16、小灯泡的 U-I 曲线描述.............................................. ……...............................P26 17、磁感应强度的测定……………………………………………….……..……..P27 18、微弱磁通量变化时的感生电流………………………………….……..……..P28 19、单缝衍射中的光强分布规律…………………………………….……..……..P28 20、G-M 计数器应用………………………………………….……………..……..P29 21、DISLab 电子天平…………………………………………………….…...……P31

数字化信息系统实验室(DISLab)在物理实验教学中的应用

理化生三大类传感器：
• 电压传感器、电流传感器、光强传感器、电导传感器、湿度传感器、CO2 传感器、气氧传感器、声传感器、力传感器、微电流传感器、温度传感器、压强传感器、心电传感器、PH传感器、溶氧传感器、磁场传感器、光电门传感器、核辐射传感器、位移传感器、色度传感器
PC机软件
• PC机软件分为教材专用软件和通用扩展软件，教材专用软件与二期课改高中物理教材配套，简单易用。 • 通用扩展软件严格按照主流软件进行设计，可完成传感器量程内的所有实验，是集显示、记录和分析功能于一体的智能化通用平台，并针对实验教学需求，特别开发了多模显示、组合显示、自由坐标、智能表格等强大功能。
谢谢
数字化信息系统实验室（DISLab）在物理实验教学中的应用
王伟力物理Z0901 0926857013
数字化信息系统实验室——DISLab
• DISLab是Digital Information System三个词的缩写，是“数字化信息系统实验室”的简称，它是一种用于实时采集数据的智能化系统，由传感器、数据采集器、计算机系统及配套软件构成。 DISLab配备的各种传感器可以实时采集各类被测量的数据，几乎涵盖了中学物理教材中所有实验的被测量，并可以同时测量多个物理量，通过 A/D转换输入计算机，并通过相应的软件对被测信息进行各种数据处理，从而构建了一个现代化的数据测量和处理平台。
• 二、促进课堂教学模式和学生学习方式的转变是改变学生的学习方式 • DISLab为学生学习方式的转变创造了条件。丰富的传感器可以增强学生的实践体验：信息化的实验手段可以拓展学生探究日常生活中物理现象的能力，从而能激发学生探究的欲望，强大的数据处理能力和开放的平台有利于学生通过努力发现问题寻找规律，有利于学生将信息科技所学知识(如 EXCEL处理数据方法)引入物理实验

现代实验技术——数字化信息系统(DIS)讲解

现代实验技术——数字化信息系统
（DIS）
［实验］教室的体积是多少，请
同学们动手测量一下？需要哪些工具，应该如
何测量？
用传统测量工具测量物理量的体会是什么？你觉得在测量过程中有些哪些困难？
用刻度尺测量距离靠人眼观察、手工记录，操作耗时费力，测量精度较低，效率不高，实时测量有一定的困难。
探索研究（DIS实验）
实验器材：小车、轨道、光电门传感器，不同宽度的挡光片
实验过程：(阅读课本）步骤一：实验装置步骤二：开启电源步骤三：点击“开始记录” 实验小结：实验的过程体现了一种极限的思想。
1、DIS的主要组成部分分别是__传__感__器___、 _数__据__分__析__器__以及___计__算__机_____三部分。
什么是DIS呢？它的基本结构是什么？各器件的功能是什么？
什么是DIS呢？
（1）DIS：是Digital Information System
的缩写，意为数字化信息系统。利用现代信息技术进行实验研究，我们称做DIS实验。
DIS的基本结构是什么？（2）DIS：是由“传感器＋数据采集器＋计算机（装有实验软件包）”构成的新型实验系统。
• 谢谢！
下次再见！
探索研究（DIS实验） 1、用DIS研究变速直线运动的s-t图
实验目的：研究变速直线运动物体的s-t图，并从中求物体的位移和速度
实验器材：1m长的轨道、DIS
探索研究（DIS实验）实验过程： 1、按图连接装置
2、开启电源，运行DIS应用软件 3、点击开始记录，获得数据点；点击“数据点连线”获得位移随时间变化的曲线。
2、按照练习使用“DIS”的要求，把下图中的位移传感器、数据采集器和计算机用线相连。

朗威DISLab数字化信息系统实验室物理培训.pptx

教学中的应用方式二
▪ ⑵用于老师进行电子电路等课程的教学一种电子电路的画图工具。其模拟结果呈
现物理规律。在QUCS的网站上有许多已经做好的例子，可供老师下载直接教学之用。
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教学中的应用方式三
▪ ⑶用于学生自主设计开发电路。学生在自行设计一些电路时，QUCS可以立即反馈设计电路的实验结果，帮助学生在最短时间内判断电路的正确与否。
频率比为2：3 相位差为pi/3
频率比为9：11 相位差为pi
结论
从近期各文献关于信息技术在科学或物理教育上的研究和以上三个自由及开源软件在物理教学中的应用例子，我们可再一进步肯定和引证自由及开源软件有着巨大的应用潜力： ▪ ⑴自由及开源软件在其功能上并不逊于商业软件，而且比大多数商业软件小巧。例如Scilab是与Matlab类似的科学计算软件，Matlab可实现的大多数功能Scilab都能实现。但Matlab非常庞大，对硬件的要求也较高，价格极为昂贵。相比之下，Scilab具有明显的优势。 ▪ ⑵自由及开源软件设计比较具有人性化，操作起来非常的简单，Praat和 QUCS都非常地简单易学，用起来得心应手，所以很容易在学生中得到推广。另外由于软件参与设计的人多，其缺点可得到迅速地反馈，升级也比较迅速。
频率相差大约2Hz的两个音叉 8
实验三
观察共振波形，测试共振效果。选用两个频率相同的音叉a，b，敲打a音叉使其发声，随后握住a音叉使其停止振动， Praat采集的波形为
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QUCS（Quite Universal Circuit Simulator)电路仿真软件
可在/index.html 下载直流模拟，交流模拟，散射参数模拟，谐波平衡分析模拟，噪声分析模拟等，完全可以满足物理学电子专业学生自主学习的需要。

DIS物理实验演示与操作

7、磁通量变化时的感生电流
利用微电流传感器观察地球磁场。转动环形线圈，随着磁通量的变化，指针会大幅偏转。
第五十九页，编辑于星期四：十九点三十五分。
测量地球磁场
环形线圈平面与地磁线平行时转动线圈，产生的感生电流强度较大。
第六十页，编辑于星期四：十九点三十五分。
电视机工作时的电磁波
电视节目信号
调整频道的过程
视频无信号
第六十一页，编辑于星期四：十九点三十五分。
电视机的电磁波
21英寸电视机背面隔墙信号
第六十二页，编辑于星期四：十九点三十五分。
计算机泄漏的电磁波
计算机工作时不断将各种信息（键盘操作、文字、图像、声音等），通过电磁波向空间散布。
从安全的角度，这就是信息的泄漏。只要使用特殊的接收手段，就可以全盘接收这些信息。
间隔0.02A
第四十一页，编辑于星期四：十九点三十五分。
• 点击“数据计算”，计算出小灯泡电阻的大小。
• 点击“绘图”，显示电压与电流的关系图线。
对应的小灯泡依次为： 6.3V0.15A 6.3V0.42A
6V5W
第四十二页，编辑于星期四：十九点三十五分。
通用软件测 U – I 曲线
调节电源的正负极，使磁传感器的读数为正值。
螺线管不通电的情况下，传感器调零。
人工输入：测量距离
磁感强度测量值
第五十三页，编辑于星期四：十九点三十五分。
实验步骤
螺线管
磁传感器
传感器的“0”刻度线与螺线管对齐。以每次0.5厘米的间隔推入螺线管内部，并点击“记录数据” 。
第五十四页，编辑于星期四：十九点三十五分。
3、平抛运动

中学生物理实验6—数字化(DIS)实验研究报告

中学物理实验报告实验名称数字化（DIS）实验研究班级姓名学号实验日期 2013/4/28 同组人一、实验目的1、熟悉DIS的使用方法，熟练DIS的操作步骤要领；2、明确DIS实验的原理，能够感知实验的设计过程；3、参与DIS的操作过程，获得实验的体会；4、在实验过程中探讨教学方法，提高自己的教学技能；二、实验过程实验一：摩擦力（1）实验器材朗威®DISLab数据采集器、力传感器、配重块、摩擦力实验器、计算机、砝码、弹簧测力计。

（2）实验操作1、将力传感器接入数据采集器，并与摩擦力实验器相连。

2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“用DIS研究摩擦力与哪些因素有关”，打开该软件。

3、点击“开始记录”，对传感器进行软件调零。

4、选择摩擦力大的滑块，打开摩擦力实验器电动机电源开关，使滑块下底板在电动机的牵引下由静止状态变为匀速运动状态过程，点击“停止记录”，观察实验曲线。

5、选择100g的滑块，重复上述操作，得到滑动摩擦力与时间的关系。

6、将实验获得的f-t图线置于显示区域中间，点击“选择区域”，选择需要研究的一段f-t图线即可得到相应的摩擦力数值。

7、在100g滑块上添加不同质量的砝码，重复实验后得到一组摩擦力数据。

8、点击“Ff-Fn图像”，得到一组数据点，对数据点进行“直线拟合”，总结摩擦力与正压力的关系。

（3）实验数据（最大砝码由静止变匀速）（“选择区域”相应摩擦力数值）图26-1 研究摩擦力与哪（一组不同质量砝码摩擦力数据）由实验数据可知：摩擦力随着正压力的变大而变大，所以摩擦力与正压力成正比实验二：气体压强与体积的关系及烛光光强的测定（1）实验目的1、了解气体压强与体积的关系；2、研究烛光的光强。

（2）实验原理在使用“cd ”（坎德拉）作为光强单位之前，“烛光”曾经作为光强度的标准计量单位被使用多年。

探照灯、照明弹等都以“××万烛光”来说明其亮度。

尽管我们日常使用的蜡烛与定义“烛光”时使用的蜡烛不同，但探究一下其发光强度是有一定意义的。

高中物理教学论文数字化实验系统（DIS）在中学物理教学中的应用

高中物理教学论文数字化实验系统（DIS）在中学物理教学中的应用第一篇：高中物理教学论文数字化实验系统(DIS)在中学物理教学中的应用数字化实验系统（DIS）在中学物理教学中的应用摘要：本文首先对数字化实验室及其组成作了介绍,并介绍了数字化实验系统在中学物理教学中的功能,最后举了一个实例来说明数字化实验系统在中学物理教学中的应用.关键词：数字化实验系统；物理教学；超重和失重《普通高中·物理课程标准》明确指出：“重视将信息技术应用到物理实验室……诸如通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果等”现行高中物理教材的许多地方介绍了用传感器进行的物理实验。

在教学实践中发现，数字实验系统引入课堂教学，对新课程的教学改革起到很大的促进作用。

本文浅显的谈一下数字化实验系统在中学物理教学中的应用，希望能够对广大师生有所帮助。

一数字化实验系统简介数字化实验系统是一个开放性的实验平台，将传感器和计算机组成多功能的测量系统，能够独立地或者与传统的仪器结合起来进行实验，通过传感器快速、高精度地实时采集数据，通过接口与计算机连接，使计算机完成数据的采集、计算、分析并展示真实的实验结果。

用它们可以完成力、热、声、光、电等各类实验，提高测量的精度和作者简介：李永峰（1978-），男，运城市盐湖区人，中学物理教师。

2002年7月毕业于天津大学电力系统自动化专业，现主要从事高中物理教学工作。

通讯地址：山西省运城市盐湖区第二高级职业中学李永峰联系电话：************.***速度，完成常规仪器难以完成的实验，是深层次的信息技术与传统实验的整合。

它主要有硬件和数字化实验室专用软件（用于传感器数据的采集、数据表现与数据分析）两部分构成，其中硬件包括传感器（感器的作用是把实验中测量的各种非电信号如：力、位移、光强、PH值等）转换成标准的电信号，并把这些电信号传递给采集器）、计算机和采集器（采集器是传感器与计算机的接口，它的作用是把实验中各种传感器输出的电信号转换成数字信号并输入到计算机中）构成。

朗威DISLab与力学实验教学

朗威®DISLab与力学实验教学物理学习是一个贯穿了实验、观察、归纳和抽象的过程。

怎样引导学生从纷繁芜杂的物质世界中总结出规律，并鼓励学生掌握和完善总结出规律的方法，实际上是中学物理教学基本命题。

力学（含运动学、动力学）教学在中学物理教学中具有非同一般的挑战性，原因首先在于力学是整个物理学体系的根基，是学生学习物理的入门课；其次在于力学教学不仅仅是知识的传承过程，更是物理思维的训练过程和物理方法的形成过程。

因此，力学教学的优化和改进就成了上海二期课改中学物理教学改革所面对的一项重要任务。

《面向21世纪上海市中学物理学科教育改革行动纲领》关于中外物理教学的比较研究结论，对于力学教学的改革具有重大指导意义。

上海市中小学数字化实验系统研发中心在“数字化信息系统实验室”——朗威®DISLab的研发过程中贯彻了《行动纲领》和《上海市中学物理课程标准》关于“强调学习过程、自主学习、现象的观察和归纳、发散思维训练、基于实验数据的分析和处理”的指导思想，通过现代化的实验手段为力学教学的改革提供了有力支撑。

一、实现力学实验手段的数字化长期以来，我国中学力学实验手段一直相对落后于其他实验领域。

为了能够在工具层面奠定力学教学改革成功的基础，上海市中小学数字化实验系统研发中心在朗威®DISLab的研发过程中突出了力学实验教学的需求，抓住测量“力、距离（位移）和时间”这三个关键点，为力学实验教学打造了一系列数字化“工具”。

▲朗威®DISLab力传感器传统力学实验中，一般使用测力计进行力的测量。

测力计价格低廉、形象直观，应用非常广泛。

但其缺点也显而易见：仅适于静态而不适于动态测量；能测拉力而不能测量压力；支持“点测量”而不支持“线测量”，缺乏过程监控能力；另外，测力计本身的精度、读数容易形成偏差也限制了其实验应用。

研发中心推出的朗威®DISLab力传感器（P16图19）以工业级应变片为核心部件，将应变片受力后因微弱形变引发的电势差转换为数字信号，进而得出测量结果，并实时显示、记录受力值，描绘出“力－时间”图线，不会遗漏实验过程中的任何细节。

DIS数字化信息系统在中学物理实验教学中的应用研究

DIS数字化信息系统在中学物理实验教学中的应用研究摘要：中学物理课程与信息技术整合是新课程关注的重点领域之一,数字化信息系统(DIS)进入中学物理实验教学是其具体的表现。

本文在研究DIS的特点基础上,以现代教学技术的理论为指导,从现代教学理念的角度,通过对数字信息化系统(DIS)的构成要素、技术特征和在教育教学中的地位和作用的深入分析,设计了DSI在物理教学中的应用的案例,以期对DIS这门新兴技术的研究有些裨益,也希望能对中学物理教师有所借鉴。

关键词:DIS 物理实验教学基于传感器的实验仪器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“磁感强度一距离”关系图线。

数据采集器,与计算机之间以串行方式通信。

朗威DISLab数字化信息系统实验室物理培训22页

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QUCS（Quite Universal Circuit Simulator)电路仿真软件
可在qucs.sourceforge/index.html下载直流模拟，交流模拟，散射参数模拟，谐
波平衡分析模拟，噪声分析模拟等，完全可以满足物理学电子专业学生自主学习的需要。
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教学中的应用方式一
⑴作为学生预习或者复习电学实验一种工具。普通物理实验——“惠斯登电桥”
自由及开源软件在物理教育中应用的初步探讨
吴肖廖文杨友源 2019年8月
摘要
本论文不但介绍了自由及开源软件的起源和概念，还对它们在教育中应用的优势及局限性进行了探讨。此外，我们更对自由及开源软件如何在物理教育中发挥有效的应用进行了具体的举例说明。
1
自由及开源软件介绍
﹡自由及开源软件(Free and Open source software) 是一种提供用户使用的自由和公开源代码的软件，它允许任何人自由的运行、拷贝、扩散以及修改和完善自由及开源软件的概念首先由美国麻省理工学院(M．IT)的理查德．斯托曼(Richard Stallman)于八十年代中后期提出，他认为自由及开源软件是全人类共同的财富，应该自由传播。此后，他成立了第一个自由及开源软件组织一一自由软件基金会 (GNU)，并拟订了一份公用版权法律文本(通用公共许可证)，对自由及开源软件进行了界定。
频率比为2：3 相位差为pi/3
频率比为9：11 相位差为pi
结论
从近期各文献关于信息技术在科学或物理教育上的研究和以上三个自由及开源软件在物理教学中的应用例子，我们可再一进步肯定和引证自由及开源软件有着巨大的应用潜力：
⑴自由及开源软件在其功能上并不逊于商业软件，而且比大多数商业软件小巧。例如Scilab是与Matlab类似的科学计算软件，Matlab可实现的大多数功能Scilab都能实现。但Matlab非常庞大，对硬件的要求也较高，价格极为昂贵。相比之下，Scilab具有明显的优势。

DISLab在物理实验教学中的应用共8页

DISLab在物理实验教学中的应用2001年中华人民共和国教育部颁布的《基础教育课程改革纲要(试行)》明确指出，要“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革、充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教学环境和有力的学习工具”。

《纲要》强调信息技术要进入课堂，要与各学科融合，这是时代的要求，是全球信息化的必然趋势。

全球信息化影响了人们的生活方式、思考方式和工作方式。

借助信息技术，人们可以快速地搜集所需的信息，分析和解决问题。

信息素养将是一个现代人应有的素质，因此，物理课程改革应注重将现代信息技术应用于物理教学。

物理学是一门实验学科。

物理概念的形成、规律的发现、理论的建立都依赖于物理实验。

而传统的物理实验几乎没有将信息技术结合起来使用的。

在投影仪上完成传统物理实验的多媒体教学曾一度让人眼前一亮，但还未真正实现物理实验与信息技术的融合。

多媒体课件和视频为传统教学提供了前所未有的真实场景、创设了生动的问题情境。

信息技术的利用完美地再现了物理过程，从而优化了课堂教学过程。

新课程改革要求“改变课程实施过程中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手、培养学生搜集信息和处理信息的能力、获取知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。

”因此国家教育部提出，要“重视将信息技术应用到物理实验室，加快物理实验软件的开发与应用，诸如通过计算机实时测量处理实验数据、分析实验结果等”。

在这样的背景之下，上海教研室、上海风华中学与山东远大网络媒体责任公司联合成立了上海市中小学数字化实验系统研发中心，最终开发出了计算机和传感器结合的数字化信息系统实验室，即“DISLab”。

由于DISLab实验的教育功能和教育的理念很好的反映了新课程改革的理念。

因此DISLab也相继被编入了普通高中物理的各版教材，成为信息技术与物理课程整合的优秀载体。

朗威DISLab与电磁学实验教学

朗威®DISLab 微电流传感器将实验精度由灵敏电流计的毫安计提升到了微安级，从而能够清晰地观察单根导线切割磁力线感生的电流，许多教师多年的设想得以实现（图 55）。不仅如此，微电流传感器提供的多模显示方式使得感生电流的呈现方式更加符合教学的要求：在“示波显示”方式下，学生不仅可以观察到感生电流现象，还可以在导线的运动与“电
硬软件的有机结合增加了实验的深度，拓展了电磁学实验的广度，众多极为精彩、对学生有很大启发、必须通过微小信号测量才能够完成的拓展型实验，如人体导电、大地电流、水果电池、纯水导电、热电偶等，得以进入实验室和课堂。学生可以全方位地拓展实验空间，广泛研究身边有趣的电磁现象，而这正是信息技术与物理教学整合的目的所在。
有电压、电流、微电流、磁感应强度等四
种基本传感器（图 51）。这些传感器的应
用方法与传统仪器仪表基本相同，比如电
流传感器和微电流传感器串连于电路中，
而电压传感器则并联于电路中。但使用传
感器进行数据采集与传统仪器仪表的测
量的显著区别，就在于传感器可以高频
图 51 自上而下，电流、电压、微电流和磁感强度传感
在电磁学教学中，朗威®DISLab 的图线功能发挥了相当大的作用。实时描绘“物理量－时间”图线，即可建立物理现象与物理规律之间的对应。获得实验数据后，还可以在坐标中
点出数据点（离散点）、进而拟合绘图。这样，学生就可以将数据、数据点、图线之间关联起来，并开始在脑海中逐步构建物理模型。
图 62 欧姆定律电原理图
图 59 磁铁做垂直于线圈的水平运动
®DISLab 磁感强度传感器不仅实现了磁场现象的
量化测量，而且其灵敏的感测功能使得直线电流
的获取变得格外方便：可按照图 61 所示，选择一