高中物理DIS实验教学研究
高中物理实验教学研究课题结题报告
高中物理实验教学研究课题结题报告一、引言随着我国教育改革的深入推进，高中物理实验教学日益受到重视。
为了提高学生的实践能力、创新精神和综合素质，我们开展了“高中物理实验教学研究”课题。
本报告旨在总结课题研究成果，为今后高中物理实验教学提供参考。
二、研究背景与目的研究背景在新课程标准下，高中物理实验教学不再仅仅注重知识的传授，更强调培养学生的实践操作能力、科学探究能力和创新意识。
然而，目前我国高中物理实验教学仍存在一些问题，如实验资源不足、实验课时安排不合理、实验教学方法单一等。
研究目的本课题旨在探讨以下问题：1. 高中物理实验教学现状分析；2. 高中物理实验教学资源优化策略；3. 高中物理实验教学方法创新与实践；4. 高中物理实验教学评价体系构建。
三、研究内容与方法研究内容1. 高中物理实验教学现状调查与分析；2. 高中物理实验教学资源优化策略研究；3. 高中物理实验教学方法创新与实践；4. 高中物理实验教学评价体系构建；5. 课题成果总结与推广。
研究方法1. 文献分析法：收集国内外关于物理实验教学的研究成果，为本课题提供理论依据；2. 调查研究法：通过问卷调查、访谈等方式了解高中物理实验教学现状；3. 实验法：在实际教学中尝试新的教学方法和评价体系，收集数据并进行分析；4. 案例分析法：挑选具有代表性的高中物理实验教学案例进行深入剖析。
四、研究结果与分析高中物理实验教学现状调查与分析通过调查研究，我们发现高中物理实验教学现状存在以下问题：1. 实验资源不足，部分学校实验器材和设备陈旧；2. 实验课时安排不合理，部分学校实验课时偏少；3. 实验教学方法单一，以教师演示为主，学生动手操作机会较少；4. 实验教学评价体系不完善，评价指标过于单一。
高中物理实验教学资源优化策略研究针对实验资源不足的问题，我们提出以下优化策略：1. 加大投入，改善实验设施和器材；2. 共享实验资源，与其他学校或研究机构建立合作关系；3. 利用现代信息技术，如虚拟实验等，丰富实验教学手段。
应用DIS实验优化物理教学设计——以“动量定理”为例
教学设计铷i f教学参考第50卷第4期2021年4月应用D IS实验优化物理教学设计<—以“动量定理”为例骆芳1李俊鹏2(1.中国人民大学附属中学分校北京100086;2.海淀区教师进修学校北京100195)文章编号：l〇〇2-218X(2021)04-0010-03中图分类号：G632. 42文献标识码：B摘要：基于新一轮课改对高中物理教学提出的更高要求，指出教学应围蛲提升学生核心素养开展。
以“动量定理”教 学设计为例，谈谈如何应用D1S实验优化教学设计，培育学生的核心素养。
关键词：核心素养；D IS实验；动量定理2018年1月，教育部颁布了《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）引起了广大物理教师的关注。
新课标依据学生发展核心素养和物理学科的本质，系统分析了主要发达国家的科学课程标准和国际科学教育研究现状和趋势，总结了我国物理教育的实践和研究，提出物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。
“物理观念”主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素；“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素；“科学探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素广科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素[1]。
基于核心素养导向的教学设计包括前期分析准备、学习目标研制、学习过程设计、教学实施、教学评价四大部分[2]。
下面以人教版高中《物理》选修3_5“动量定理”为例，谈谈在核心素养视域下.应用D IS实验优化教学设计的做法和体会。
_、前期分析1.教材分析选自人教版高中《物理》选修3 —5第十六章第二 节•本节课的主要内容是探究恒力作用下与速度变化的关系，并推导动量定理。
“动量定理”是牛顿第二定律的进一步展开，它侧重于力在时间上的累积效果，为解决力学问题开辟了新的途径，尤其是打击和碰撞类的问题。
动量定理与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系，学习这部分知识有利于学生形成运动与相互作用观念、通过构建模型科学推理发展科学思维、经历观察实验搜集证据解释交流的科学探究过程、形成严谨的科学态度。
DIS实验
实际应用
教学实例：验证动量守恒定律源自数字实验：验证牛顿第三定律
数字实验：探究气体压强与体积的关系 其他传感器的用法 光学综合实验箱的应用
光学实验箱能完成的实验一览表
凸透镜成像规律及测定凸透镜焦距 凹透镜成像规律及测定凹透镜焦距 搭制简易显微镜 凹面镜的会聚作用 凸面镜的发散作用 探究光的反射定律
搭制开普勒望远镜
DIS实验简介
特征
DIS是Digital Information System的缩写，中文名称 为数字化信息系统。基于DIS搭建的实验室称为数字化 实验室，也叫探究实验室、创新实验室等。其突出特点 是把长度、时间、温度、力、光照强度、磁感应强度等 非电学量转化成电信号输入计算机进行处理。
历史
DIS实验室最早出现在美国，大约是上世纪70年代开始进
实现了数据记录的时间连续性，实现了瞬间变化“可视化”。例如
将传感器技术引入超重、失重教学，就可以在很短的时间内清晰地 记录下压力随时间变化的图像，具体再现超重、失重的过程，便于
总结超重、失重现象的特点和条件，符合归纳法教学的要求。
主要优势
2.实验设计重点化 数字化实验由传感器和数据采集器代替人眼读取数据，用 计算机软件取代纸笔方式手工记录数据，计算机软件代替人脑
结果更加直观 ③可并行采集数据，例如弹簧振子实验中，利用不同传感器可以同时
测量出回复力、加速度、速度、位移四个物理量，避免了传统实验中
每次只能观测一部分量的尴尬，可以直接建立起完整的物理图景
主要优势
4.实验定量化 定量研究是科学的特征。一些传统实验受到实验条件、实验技术的限 制，难以量化。数字化实验直接使许多物理定性实验升级成定量实验。 从数据的测量到采集再到处理，都是在系统内部完成，避免了传统
高中数字化物理实验“DIS探究课堂”校本课程设计与教学
高中数字化物理实验“DIS探究课堂”校本课程设计与教学文丨吕黎洁实验教学是培养学生科学情感态度与价值观的主要途径。
信息技术与物理课程的整合催生并发展了数字化实验，为物理教学注入了新的活力。
笔者结合教学需求，设计并实施了高中数字化物理实验校本课程，并进行了评估。
一、目景(一）发展学生物理学科核心素养的需要核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力，物理学科核心素养是学生通过物理学习内化的带有物理学科特征的品质，主要由物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个方面构成。
要提高学生物理核心素养，教师 需要在物理教学之中注重科学探究，尤其要注重物理实验。
在学校数字化物理实验室的帮助下，笔者设计高中数字化物理实验校本课程，并探索提高学生物理学科核心素养的路径。
(二）物理教学有改进的需要现阶段，一些学校的物理教学还停留在搞题海战术应试的层面，物理教师很少对学生实践能力进行训练，对实验教学不够重视，很多时候将学生实验变成教师演示实验，将教师的演示实验变成口头实验。
更有甚者，不做实验而直接进行理论讲解和解题训练。
如何除掉这些痼疾，是一 项紧迫的任务。
设计并实施数字化物理实验校本课程，有望成为一条实质性的革新路径。
物理教师开展数字化物理实验，将信息技术与物理教学有机结合，可以丰富物理实验的内容、方法与手段，有利于提高学生学习和创新能力。
(三）高中有开展数字化物理实验的需要数字化信息系统实验（Digital Information S y ste m,简称D I S)通过各种传感器将学生的实验数据导入电脑，可快速、准确、动态地采集实验信息。
D I S实验具有稳定、数据读取方便、实 验误差小等特点，易于处理数据和绘图，节省实验时间。
教师开展D I S实验教学有利于学生将精力放在实验的设计、探究的过程，以及对物理原理的理解和应用上。
教师开展数字化实验教学，可创设新型学习环境，丰富探究工具，提高物理实验教学效率，训练学生探究问题的思维，培养学生的科学素养，特别是创新能力。
高中物理DIS实验误差的教学与研究初探
挡 光 片 宽 度 通 过 光 电 门 时 间 次 数
△ ｓ ／ ｍ
１ ０ ．０ ８ ０
物 理通 报
物 理 实验教 学
２ ． ２ ． １ 利 用实 验 的系统 误差 进行 教学
案例 ２ ： 研究 在 温度 不变 的情 况 下 ， 一 定 质 量气
数 字化信 息 系统 （ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， 简称
ＤＩ Ｓ） ［ １ ３ ．
现在 ， 高 中物理新 教材 中 引人 Ｄ Ｉ Ｓ实验 系统 ， 对 实验 数据 的采集 和处 理 都 进行 了改 进 和优 化 ， 使 实 验 的精度 和速度 都 有极 大 的 提 高 和提 升． 这 就 为 我 们 的实验 教学提 供 了极 大 的 方便 ， 特 别是 对 在 实 验
Ｄ Ｉ Ｓ数字化 信 息 系 统 的基 本 结 构 为 “ 传 感 器 ＋
数 据采 集 器 ＋ 计 算 机 ” ． 传 感 器 收集 的数 据 通 过数 据 采集 器处 理后 ， 传到计 算机 ， 再 由教学 软件 进行 实
时 处理 和分 析． 这样， 就 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．
差． 在实验 误差 的教 学与 研究 中 ， 我 们要让 学生 通过 其 亲身体 验 ， 学会质 疑 ， 敢 于挑 战 ， 从 而 激 发 创新 的 潜能， 养成 严 谨的科 学探 究精 神．
２ ． １ 演 示 实 验
（ １ ）实验精 度不 够． 由此 ， 实 验结 果 也 就与 实 验 预期效 果偏 离较 远． 而 对 于这类 实验误 差 ， 教师往 往 处 理得 比较 简单 —— 用理 论讲 解 的方 式来 解决 ． 经 常说 ， 在误 差允许 的范 围内 ， 理论 上是 可 以证 明该 实 验 结 论是正 确 的． 但 这 样 做就 会 给 学 生 留下实 验 不
DIS在高中物理实验教学中的应用探索
DIS在高中物理实验教学中的应用探索作者：陈琪来源：《广西教育·B版》2017年第11期【摘要】本文针对物理 DIS 实验系统的应用实践进行探讨，将之和传统实验进行分析比较，使读者更加深入地了解 DIS 实验系统，并运用这种系统来辅助实验教学，以便更好地提高物理实验教学质量。
【关键词】物理实验教学 DIS实验系统应用探索【中图分类号】G 【文献标识码】A【文章编号】0450-9889（2017）11B-0066-03随着时代发展，高中物理新课标给科学研究及实验能力的发展指出新的方向——将信息技术应用于实验教学。
物理 DIS 实验教学就是其中一个例子，它是运用现代信息技术进行学习的一种实验教学手段。
信息技术能够快速采集数据、运算和分析数据，对丰富课堂内容，提高实验效率，增加教学趣味性具有一定意义。
新课标要求教育要“以学生发展为本”。
作为学生学习的引导者，教师的责任越来越大，要求越来越多。
不仅要授人以“鱼”，而且还要授人以“渔”，更要因人授“渔”。
在教学过程中要增加学生的体验与感悟，着眼于探究知识和构建知识结构，让学生介入教学资料的整理过程中，培养学生搜集和整理资料的能力，激发学生创新的热情和实践能力。
在具体教学中，我们要借助正确的物理实验手段，使学生理解物理概念，了解事物的表象，认清事物的本质，明白课本上的知识和具体生活中遇到的现象的内在联系，学会用理论来指导实践。
因此，DIS 的应用为实现现代教学目标提供了便利，符合新课改要求。
对于有一定物理教学经验的教师，都会有这样的体会，传统物理实验的很多方法已经不能满足现在化教学的要求。
比如，在做多种物理量测量的相关实验，大多是靠虚拟或仿真的方式来完成，因为实验仪器基本存在精度不高，误差较大、不能重复，实验得到的相关数据可信度不高等问题。
这些实验仪器使用起来极为不便，不仅费时费力，而且还在很大程度上影响学生对物理现象的深入理解，降低教学质量和效率。
高中物理备课参考 现代实验技术——数字化信息系统(DIS)
D 现代实验技术——数字化信息系统（DIS）学习目标1．知道数字化信息系统（DIS），会用DIS测量运动物体的位移、平均速度和瞬时速度。
2．通过实验探究，学会利用DIS应用软件测定位移和平均速度，并经历探究瞬时速度的测量过程。
3．初步体验信息技术在物理测量中的优点，感悟其应用价值。
知识详解知识点一：数字化信息系统（DIS）1.测量的组成部分2.数字化信息系统（DIS）的基本结构3.DIS实验系统的使用用DIS实验系统的位移传感器测位移用DIS实验系统测速度例：“DIS”实验即“数字化信息系统”实验，以下四幅照片中“用DIS测变速直线运动瞬时速度”的实验装置图是；“用DIS测定加速度”的实验装置图是（选填照片下对应的字母）答案：DC解析：“用DIS测变速直线运动瞬时速度”的实验装置图是D．挡光片通过光电门平均速度代替滑块通过光电门的瞬时速度“用DIS测定加速度”的实验装置图是C．本实验采用了位移传感器，代替了打点计时器，用DIS可以测小车的加速度知识点二：探究实验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（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.用DIS测变速直线运动的平均速度在前面实验的基础上，点击“选择区域”，先后选定不同的区域，获得平均速度。
例：DIS是我们对数字化信息系统的简称．图形计算器实验系统是一种由、与图形计算器组合起来，共同完成对物理量测量的装置．这种装置的特点是，计算机辅助实验系统是一种将传感器、数据采集器和，组合起来，共同完成对物理量测量的装置，这种系统的特点是答案：传感器、数据采集器，器件轻小、便于携带、在野外也能使用，计算机，数据容量较大、像素多、屏幕大、图形清晰，能显示难以观察的过程，缺点是携带不便。
DISLab_让实验教学更为有效
大磁体，当传感器测量端指向北的时候，测量值最
பைடு நூலகம்
大，指向南的时候，测量值最小，说明地理北极为 S
极，地理南极为 N 极。用同样的方法，让传感器的
测量端在南北方向的垂直平面内转动，观察示数的
变化，可以测出地磁场的磁感线方向既不是水平的
也不是垂直的（在高中将学习磁感线，它是在磁场
中画出的一些有方向的曲线，这些曲线上每一点的
关键词 中学物理 实验教学 数字化信息系统
科学是一门综合性课程，其中的物理部分又是 一门以实验为基础的学科，实验教学的质量和有效 性较大程度地影响着物理教学的效果。现代信息教 育环境下，DISlab（Digital Information System laboratory 数字化信息系统实验室）为我们开辟了一条新 的实验教学之路，它是一种将传感器、数据采集器 和计算机组合起来，共同完成对物理量测量的装 置。在 DIS 实验过程中，可以直接在电脑上得到实 验数据，并通过图表、图线等具体分析出实验结果， 十分直观与简便，大大简化了以往实验课上繁琐的 计算过程，既节约了时间又让学生感到直观易懂。 本文通过电磁学等一些极具代表性的实验例子来 讲述 DIS 实验室在中学物理教学方面的作用和对 中学物理教学的影响。
上的示数相同即可。而 DISLab 利用两个力传感器， 实验中力的大小随时可变，并能实时显示，拉力和 推力也可瞬间切换。笔者认为，中学物理教学应该 以实验为主导，以往因仪器设备功能的限制，造成 了实验中的很多疑难问题，导致有些教学过程缺乏 实验支撑，教师们不得不“从理论到理论”，学生们 也只能“从结果到结果”。现在 DISLab 传感器基本 扫清了实验“禁区”和“死角”，为教师们立足中学物 理学科知识体系，构建“从观察到发现、从实验到理 论”的学习过程，提供了有力支撑，从而使整个教学 过程充满生机与活力，催生了新的教法，改革了传 统的“教”与“学”的关系，提高了实验效率。正因 DIS 实验室的这些优点，所以 DIS 实验在实验教学 上发挥着相当大的作用。
基于DISLab的高中物理实验教学实践与研究
基于DISLab的高中物理实验教学实践与研究摘要：数字信息系统实验室（DISLab）被用到物理教学后，存在两种不同的观点，一种是无用论，即认为该系统会使学生忽视数据采集、处理的一些基本功，过分依赖于计算机技术而无法真正提高实验能力;另一种是万能论，即认为可以用DISLab系统完全替代传统实验。
本文通过该系统运用的实践，阐述了传统实验与DISLab创新实验的关系，并努力探寻在物理教学中应用DISLab系统提高教学效果的方式。
关键词：DISLab;实验教学;实验能力中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）06-0039-03●高中物理实验教学的现状《普通高中物理课程标准（实验）》中指出：“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。
通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。
”[1]物理学是一门实验科学，学生对物理规律、定律的学习，离不开实验，但实际实验教学与《标准》尚有很大的差距。
国家教委教学仪器研究所曾历时四年，对全国十个省市学生的动手实验能力进行调查，结论是：高中学生理、化、生实验不及格，我国中小学生不能手脑并用。
[2]有数据表明，高考物理实验得分情况不尽如人意，具体表现为学生的实验得分较低，特别是探究性实验设计得分更低。
例如，2012年浙江高考理综21题，“测玻璃的折射率”实验，据统计，不除零平均分4.5，难度0.45，其中得0分的占17%，得3分的占17%。
究其原因，主要是实验教学脱离生活实际，实验内容范围较窄，实验形式缺乏探究性，实验教学流于形式，评价方式单一等。
另外由于实验条件的限制，某些实验存在着以定性研究为主，无法开展定量研究的局限性。
●DISLab对物理实验教学的影响DISLab是英文Digital Information System Laboratoryd的缩写，意为“数字化信息系统实验室”。
DIS实验在高中物理教学中的优化应用及有效性研究
DIS实验在高中物理教学中的优化应用及有效性研究作者：刘爱华来源：《文理导航》2013年第32期【摘要】伴随着我国新课改的面推行，21世纪我国教学改革一个新视点就是把课程整合同信息技术结合起来，它是同传统的教学模式存在着比较密切的联系，同时它具有着相对来说比较新颖的教学模式。
在此教育教学改革的浪潮之下，高中物理课堂也要不断的向着这个信息化的大方向发展，因此一种新型的实验方式即数字化的信息系统——DIS实验室正逐步的进入到高中物理的教学课堂之中。
【关键词】DIS实验；高中物理教学；优化应用；有效性与传统的实验相比较，DIS 实验有着测量的数据比较精确、数据处理速度极快等优点，应用DIS 实验可以帮助教师提高教学的效率，同时为物理的实验教学提供更多的新手段、新方法。
然而在实际的教学过程当中，不少师生也发现DIS 实验还是存在着不少的弊端。
如何优化应用数字化信息系统，即DIS，已经成为当前不少高中物理教师面临的一个考验。
一、高中物理教学中DIS实验的作用我们都知道DIS实验系统所要涉及的范围是比较广泛的，比如通过这个实验可以完成力学、电磁学、光学以及运动学和热学等多个方面的实验。
DIS实验可以测量不少传统的实验仪器所不能测量的一些物理量，比如说，声音响度、光照强度等多个物理量，通过这些实验可以充分的能激发中学生对于物理学习的兴趣和乐趣，这是一个能够促进学生积极主动的学习有效方法之一。
笔者经过多年的教学实践和教学经验发现DIS实验教学还存在着一个比较大的优势就是倡导学生能够主动的参与相互的交流与合作以及自主探究等学习活动当中去，积极的改进其学习方式，让学生能够真正的成为物理学习主人。
所以说，DIS实验教学可以优化学生的物理学习方式。
二、DIS实验的优化与传统的实验相比而言DIS实验确实存在不少优势，但是我们也应该清醒的认识到这种实验与传统实验相比也具有的不少的劣势。
（一）DIS实验的优劣势客观的讲，DIS实验具有六大优势：第一，这种实验能够快速的进行数据采集而且精度比较高简单易操作。
高中物理“力学”实验教学中DIS实验与传统实验的对比研究
因为 地 理 的学 习牵 涉 到 地 质考 察 ，地 形分 析 ，环境 监 测 等 等 ，这 些 内容 在 理 论上 的学 习 、讲 述 是 比较 容 易 的 ，但 是 一 旦要 将 这 些 知 识 的学 习带 入 实 践 中是 需 要花 费大 量 的 时 间、人 力 、物 力 的 。虽 然 我 强 调在 进 行 教 学 时 我们 应 该 根据 学 生 的 思维 特 性进 行 思 维 式 教学 ，但 是 在 实践 性 教 学 这 一模 块 还 需 要长 时 间 的努 力 改 进 。实 践 性 教 学是 能 为 教 学添 加 活 力 ， 加 强 学生 们 的 学 习效 果 但 是 条 件 的局 限 让 老 师施 展 不 开 教 学 ，我 们 可 以采 取 和 实 践 联系 方 式 进行 教 学 。 比如 运 用 多 媒体 技 术 向 学 生们 展 示 地 理 实 践 的精 彩 ，虽 然 这 只是 实 践 的另 一 种 形 式 ，但 是 相 信 也会 带 来 意 想 不 到 的教 学成 果 。 我 知道 思 维 式 教 学还 不 够 成熟 ，还 需要 经 过 时 间 的不 断 磨 练 ，还 需 要长 久 的付 出 。但 是 作 为老 师 ，我 们 就 是想 让 学生 们 学得 更 多 ，飞 得更 高 ，走 得 更远 。多 少 的付 出也 是值 得 的 ， 多难 的教 学 也 是无 悔 的 ， 我们 愿意不断地探索地理的教学之路 ，让我们的学生在学习中不断成长 。
案 能从 定量 的 角度 反 映 实验 过程 中的变化 ，改变传 统 的实验教 学方式 ，使 实验教 学更加有 效 。 【 关键字 】 ＤＩ Ｓ ；高中物理 ；数字；实验教学；传统 实验 新 课程 教 学 中倡导 “ 探 究式 教学 ” ，强调 学 生独 立 思考 的能 力 、合作 学 选题 的背 景及 意义 习的能 力 以及创 新 精神 的培 养 ，计算 机和 物理 实验 课 程 的有机 结合 ，以人 （ 一 ）传 感器 及 Ｄ Ｉ Ｓ实 验 的概念 区分 高 中物理 中 使用 的传 感器 是 以某些 特定 的标 准和 规 则把 被测 量 的物理 与计算机配合的方式实现实验过程，并借助计算机处理实验数据，极大地 利用 计算机 和 数据采 集 系统 进行 高 中物理 实验 ， 量转 换为 与之 对应 的 电信 号 的一类 测量 装置 。国际 电工委 员 会 的定义 为 ： 方 便 了学生进 行 探究 实验 。 “ 传感 器是 测 量系统 中的一种 前 置部件 ， 它 将输 入变 量转 换成 可供 测量 的信 形 式新 颖 、 内容 丰 富、 操作 简单 、数 据处 理方 便 ，从 而给 高 中物理 实 验教
高中物理—DIS实验系统 T
DIS实验系统知识点讲解知识点一：速度的测量从光速的测量说起1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验伽利略的方法是，让两个人分别站在相距一英里的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。
但由于光速传播的速度实在是太快了，这种方法根本行不通。
但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。
1676年，丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法。
他在观测木星的卫星的隐食周期时发现：在一年的不同时期，它们的周期有所不同；在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。
他认为这种现象是由于光具有速度造成的，而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。
1676年9月，罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。
巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度，观测并最终证实了罗麦的预言。
罗麦的理论没有马上被法国科学院接受，但得到了著名科学家惠更斯的赞同。
惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度：214000千米/秒。
1725年，英国天文学家布莱德雷发现了恒星的“光行差”现象，以意外的方式证实了罗麦的理论。
刚开始时，他无法解释这一现象，直到1728年，他在坐船时受到风向与船航向的相对关系的启发，认识到光的传播速度与地球公转共同引起了“光行差”的现象。
他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。
这个数值较罗麦法测定的要精确一些。
菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法。
光速的测定，成了十七世纪以来所展开的关于光的本性的争论的重要依据。
但是，由于受当时实验环境的局限，科学家们只能以天文方法测定光在真空中的传播速度，还不能解决光受传播介质影响的问题，所以关于这一问题的争论始终悬而未决。
1849年，法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。
DIS实验在高中物理教学中的优化应用研究
DIS实验在高中物理教学中的优化应用研究【摘要】本文围绕展开讨论。
首先介绍了DIS实验的概念和特点，然后分析了其在高中物理教学中的应用现状。
接着探讨了DIS实验在教学中的优势和挑战，并提出了相应的优化策略。
通过实践案例展示了DIS 实验在高中物理教学中的具体应用。
结论部分强调了DIS实验在高中物理教学中的重要性，提出了未来发展方向，并对研究进行了总结与展望。
本文旨在为高中物理教学中DIS实验的优化应用提供参考和借鉴。
【关键词】DIS实验、高中物理教学、优化应用、概念、特点、应用现状、优势、挑战、策略、实践案例、重要性、未来发展方向、总结与展望1. 引言1.1 DIS实验在高中物理教学中的优化应用研究DIS实验在高中物理教学中的优化应用研究旨在通过利用数字化、信息化、智能化等先进技术手段，优化高中物理实验教学的内容、方法和手段，提升学生的实践操作能力和科学素养，推动物理教学的深化和发展。
随着信息技术的不断发展和应用，DIS实验在高中物理教学中扮演着越来越重要的角色。
DIS实验不仅可以扩大实验内容和范围，提高实验的真实性和趣味性，还可以方便教师对学生的实验过程进行监控和指导，以及对实验数据进行分析和评估，从而更好地帮助学生掌握实验技能和科学方法。
通过对DIS实验在高中物理教学中的优化应用研究，可以有效地提升教学效果和教学质量，激发学生的学习兴趣和主动性。
在教学实践中，教师们可以根据具体的教学目标和学生特点，有针对性地设计和开展DIS实验，结合多媒体技术和网络资源，充分发挥DIS实验的优势和特点。
通过不断探索和实践，不断总结和完善经验，可以进一步提高DIS实验在高中物理教学中的效果和效益，推动物理教学向更高水平迈进。
DIS实验在高中物理教学中的优化应用研究是一个全新的课题领域，值得高中物理教师们共同努力和探索。
2. 正文2.1 DIS实验的概念和特点DIS实验是指基于数字化技术的实验教学方法，通过计算机软件、传感器等设备来辅助实验过程的进行和数据的采集、分析。
高中物理之DIS实验
缺点分析
设备成本高
DIS实验需要使用专门的传感器和数据采集设备，相对于传统实验器 材来说成本较高。
操作技术要求高
DIS实验需要具备一定的计算机操作和软件使用能力，对于一些教师 和学生来说有一定的学习门槛。
依赖性强
DIS实验高度依赖于计算机和传感器，一旦设备出现故障或数据传输 出现问题，可能会影响实验结果。
创新人才培养
通过DIS实验培养学生的实 践能力和创新精神，为未 来科技创新提供人才支持 。
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特点
具有实时数据采集、处理和显示 功能，能够快速准确地记录实验 数据，提高实验效率和精度。
DIS实验在高中物理教学中的重要性
增强实验效果
促进学科融合
DIS实验能够实时记录和分析数据， 让学生更好地观察物理现象和规律， 提高实验效果。
DIS实验不仅应用于物理学科，还可 以与其他学科融合，如化学、生物等 ，促进跨学科的综合实验教学。
高中物理之DIS实验
汇报人：
202X-01-05
• DIS实验概述 • DIS实验的设备与技术 • DIS实验的应用范围 • DIS实验的案例分析 • DIS实验的优缺点分析 • DIS实验的未来发展展望
01
DIS实验概述
DIS实验的定义与特点
定义
DIS实验是指数字化信息系统实验 ，是一种将传感器、数据采集器 和计算机等数字化设备应用于物 理实验的方法。
02
DIS实验的设备与技术
数据采集器
数据采集器是DIS实验的核心设备， 负责采集各种传感器输出的数据。
数据采集器通过数据线与计算机连接 ，将采集到的数据传输到计算机中进 行处理。
数据采集器具有高速采样、高精度、 低噪声等特点，能够实时记录实验数 据。
高中物理DIS实验教学研究
高中物理DIS实验教学研究（开题报告）(07.3.21)延安中学朱晓波 2007-3-21一、课题的提出物理是一门以实验为基础的学科，实验的重要地位及教学功能毋庸置疑，物理概念的形成、规律的发现、理论的建立，都有赖于实验。
但是，较长一段时间以来，实验教学却相对薄弱，教师以及学生动手实验的兴趣不高，为了应付考试往往沉湎于纸上谈兵，而且，实验教学的信息化水平更低。
《上海市中学物理课程标准（试行稿）》对物理实验，特别是数字化信息系统（简称DIS）实验提出了十分明确的要求: 充分运用教学软件和计算机网络，实现信息共享和互动交流，增强在信息化环境下自主学习的意识和能力。
由传感器、数据采集器、实验软件、计算机以及实验附件构成新型DIS实验系统，巧妙地做到了课程与信息技术的融合，具有强大的信息收集、处理能力，可以实时、高效处理各种数据，可以实现联网互通，具有便捷的交互功能。
DIS因二期课改而诞生，课改因DIS的诞生而深入。
DIS的出现使教学面临新的机遇和挑战。
如何通过观念的转变，进一步研究教学过程中的各个环节，使DIS的实验教学更具针对性和实效性，逐步加强对学生科学方法的训练和科学精神的培养，提高学生的科学探究能力。
这是作为一名一线教师不得不思考的问题。
我区DIS物理实验室建设目前尚属起步阶段，软、硬设备都十分缺乏，基层学校只有供教师演示的DIS实验，学生往往无法动手。
除资金投入的匮乏外，教师观念的转变、新技术的学习、实验教学的能力、高考的指挥棒等。
都是影响的因素。
我们学校近期投入了60万建设了DIS实验室，它的建设和运用在全区也将具有辐射作用。
因此，本课题具有现实意义和研究价值。
二、关键词界定1、DIS实验: DIS是英文digital information system三个词的缩写，也是数字化信息系统的简称。
DIS实验是指运用朗威数字化信息技术手段来做物理实验。
2、DIS实验教学设计: 系统规划高中物理DIS实验的教学过程。
高中物理—DIS实验系统 st
DIS实验系统知识点讲解知识点一：速度的测量从光速的测量说起1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验伽利略的方法是，让两个人分别站在相距一英里的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。
但由于光速传播的速度实在是太快了，这种方法根本行不通。
但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。
1676年，丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法。
他在观测木星的卫星的隐食周期时发现：在一年的不同时期，它们的周期有所不同；在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。
他认为这种现象是由于光具有速度造成的，而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。
1676年9月，罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。
巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度，观测并最终证实了罗麦的预言。
罗麦的理论没有马上被法国科学院接受，但得到了著名科学家惠更斯的赞同。
惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度：214000千米/秒。
1725年，英国天文学家布莱德雷发现了恒星的“光行差”现象，以意外的方式证实了罗麦的理论。
刚开始时，他无法解释这一现象，直到1728年，他在坐船时受到风向与船航向的相对关系的启发，认识到光的传播速度与地球公转共同引起了“光行差”的现象。
他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。
这个数值较罗麦法测定的要精确一些。
菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法。
光速的测定，成了十七世纪以来所展开的关于光的本性的争论的重要依据。
但是，由于受当时实验环境的局限，科学家们只能以天文方法测定光在真空中的传播速度，还不能解决光受传播介质影响的问题，所以关于这一问题的争论始终悬而未决。
1849年，法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。
从2016年高考物理谈DIS系统及传感器实验教学
从2016年高考物理谈DIS系统及传感器实验教学作者：钱呈祥，韩叙虹来源：《中小学实验与装备》 2016年第5期浙江省永嘉县上塘中学(３２５１００)北京市第八十中学(１０００１２) 钱呈祥韩叙虹１DIS实验技术系统简介?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,加快物理实验软件的开发和利用,诸如通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果等.”DIS是由传感器、数据采集器、计算机、实验教学软件构成的数字化实验系统,以“传感器＋计算机”为构成要素,实现对传统教学仪表一定意义上的替代和超越.与传统实验相比,DIS实现了三大变化:变定性为定量,变不可见为可见,变无法做为能做.DIS实验技术系统的传感器技术可以使高中物理实验过程的时间和空间可视化,使高中学生在物理实验教学实践过程中建立起客观的物理概念,深入地理解物理规律,有助于学生熟练掌握物理实验知识.DIS实验技术本质上是一种信息技术,是对所有信息数据进行综合处理的技术总和.DIS实验技术也是一种教育技术,为高中学生提供动手操作以及师生之间实验交流的机会,能让学生方便快捷地收集、整理并分析相应的物理实验数据,并且在轻松愉快的氛围中学习抽象的高中物理知识,便于提高学生的物理学习质量.以DIS实验技术为代表的数字化信息技术被引入到高中物理实验教学中后,以其方便的操作流程、强大的数据处理能力以及灵活多样的设计,为新形势下的高中物理教学注入了全新的生机和活力,在推动高中物理实验教学的数字化进程, 充分发挥信息技术优势的同时,保持了实验的真实性,进而凭借“促进学生认知、提高课堂效率”的显著作用而获得了教育专业人士的高度认可.基于DIS的物理探究实验的核心是改变学生的学习方式,强调主动探究,其过程既是学习的过程又是学习的目的.它不同于传统的实验教学,它是以学生为主体的新型学习方式,这无疑会给传统僵化的教学模式带来巨大冲击.基于DIS的探究实验是学习者主动探究的学习方式,适用于所有理科实验,它在实验过程中创设类似科学研究的情境和途径,让学生通过使用不同类型的传感器收集、分析和处理数字化信息来体验知识的产生和创造过程,进而学会学习,有助于培养学生分析问题、解决问题的能力.基于DIS的物理探究实验教学设计,着重训练学生综合运用知识、解决实际问题的能力;内容兼顾实用性、探索性和实验方法多元性. 操作DIS设备完成实验,有助于培养学生处理数字、模型、逻辑推理和不确定性的问题,养成使用各种工具、仪器来解决实际问题的意识,有助于提高学生的科学探究能力和培养科学探究素养,从而养成批判性思维和独立思考的习惯.２高考试题考查DIS系统及传感器作用２０１６年高考物理试题有相当多的题量考查物理DIS系统及传感器的应用,一定程度上显示了高考物理实验命题的新趋势.例１(２０１６年高考上海卷第２６题):“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中,用到的传感器是传感器.若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏.(选填:“大”或“小”).解析:在实验中,摆锤的速度通过光电门进行测量,测量的速度是通过小球直径d 与挡光时间的比值进行计算,为:v＝dΔt,当摆锤直径测量值大于真实值时,小球直径d 会变大,导致计算出的小球速度变大,故小球动能也会变大.光电门的工作原理是:光束被切断时计时器开始计时,光束重新被接收时计时器停止计时.如果光电门发出的光束比较细,那么小球在遮光时间内走过的距离近似等于小球的直径.很多中学使用的光电门所发出的光束很宽,有些甚至等于发光小孔的直径,那么在计算小球遮光时间内走过的距离时就不应该只取小球的直径,而应该取小球直径与光束有效宽度的差值.我们知道在实际纸带的计算中测量数据都是随机的,这样会导致学生的计算量较大,如果用计算机和传感器这个工具,会使学生的数据运算量大大减小,也使数据比较变得容易,从而让学生有更多的时间来对实验进行思考和改进.这是物理与信息技术的结合,学生特别喜欢操作,应用计算机和传感器处理数据是新课标教材中体现的一个倾向.实验原理难以理解的常规实验中,有些物理量需根据实验测量的结果,利用比较抽象的物理原理进行计算,给学生实验造成额外的困难.引进DIS系统可以改变测量方式,改进实验的原理,方便学生的理解.例如,对于匀变速直线运动加速度的测量,常规实验采用打点计时器在与运动物体相连的纸带上打点,根据位移与时间关系的公式计算加速度.学生对于利用这个原理间接计算比较困惑,特别是根据相等时间间隔取点的做法,需要学生先具备匀变速直线运动规律的知识才能理解,不利于学生对加速度概念的新课学习.采用DIS技术改进该实验的原理,直接在物体运动线路上若干个位置安装光电门,测量运动速度与时间的关系,通过计算机输出速度—时间图像.这样比较直观,学生更容易理解加速度是速度对于时间的变化率.例２(２０１６年高考上海卷第２８题):“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图,如图１所示.(１)该实验描绘的是( ).A．两个等量同种电荷周围的等势线B．两个等量异种电荷周围的等势线C．两个不等量同种电荷周围的等势线D．两个不等量异种电荷周围的等势线解析:该实验中,用A 、B 两个接线柱分别接在电源的正负极上,一个带正电另外一个带负电,模拟等量异种电荷产生的电场,所以选项B正确.(２)实验操作时,需在平整的木板上依次铺放( ).A．导电纸、复写纸、白纸B．白纸、导电纸、复写纸C．导电纸、白纸、复写纸D．白纸、复写纸、导电纸解析:在实验中,最上边一层是导电纸,这样才可以使A 、B 接线柱电流通过导电纸;接下来依次是复写纸和白纸,实验过程中在导电纸上找到电势相同的点,需要用探针在导电纸上作标记,标记通过复写纸就印到最下层的白纸上.(３)若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f 两点(f、d 连线与A 、B 连线垂直)时,示数小于零.为使示数为零,应保持红色探针与d 点接触,而将黑色探针(选填:“向左”或“向右”)移动.解析:据题意,只有当指针示数为零时才说明两点的电势相等,现在保持红色探针与d 点接触,为了保证电压表示数为零,需要使黑色探针与红色探针电势相等,则要把黑色探针向右移动.掌握如何模拟等量异种电荷,会正确操作该实验,知道导电纸、复写纸和白纸的放置顺序,理解如何判断两个位置电势相等的方法,是解决本题的关键.例３(２０１６年高考江苏卷第１１题):某同学用如图２所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A 点,光电门固定在A 的正下方.在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出,取作为钢球经过A 点时的速度．记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk ,就能验证机械能是否守恒.(１)用ΔEp ＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到之间的竖直距离.A．钢球在A 点时的顶端B．钢球在A 点时的球心C．钢球在A 点时的底端(２)用ΔEk ＝１２mv２计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图３所示,其读数为cm.某次测量中,计时器的示数为０??０１０s,则钢球的速度为v＝ m/s.他发现表中的ΔEp 与ΔEk 之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点? 请说明理由.(４)请你提出一条减小上述差异的改进建议.解析:(１)小球下落的高度为初末位置球心间的距离,所以选B.(２)读数时要注意最小分度是１mm,要估读到最小分度的下一位,由图知读数为１．５０cm,小球的速度为v＝dt ,代入解得v＝１．５０m/s.(３)若是空气阻力造成的,则ΔEk 小于ΔEp ,根据表格数据ΔEk 大于ΔEp ,可知不是空气阻力造成的,所以不同意他的观点.(４)据图可看出,光电门计时器测量的是遮光条经过光电门的挡光时间,而此时遮光条经过光电门时的速度比小球的速度大,因为它们做的是以悬点为圆心的圆周运动,半径不等,所以速度不能等同,而这位同学误以为相同,从而给实验带来了系统误差.改进方法:根据它们运动的角速度相等,分别测出光电门和球心到悬点的长度L 和l,计算ΔEk 时,将v 折算成钢球的速度v′＝lLv.例４(２０１６年高考四川卷第８题):用如图４所示的装置测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O 点;在O 点右侧的B、C 位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连.先用米尺测得B、C 两点间距离x,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A ,静止释放,计时器显示遮光片从B 到C 所用的时间t,用米尺测量A 、O 之间的距离x.(１)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是.(２)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量.A．弹簧原长B．当地重力加速度C．滑块(含遮光片)的质量(３)增大A 、O 之间的距离x,计时器显示时间 t 将.A．增大B．减小C．不变解析:(１)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是v＝s/t.(２)弹簧的弹性势能全部转化成了滑块得到的动能,为求出弹簧的弹性势能,还需要测量滑块(含遮光片)的质量,故选C.(３)增大A 、O 之间的距离x,弹簧的压缩量变大,滑块得到的速度变大,则滑块经过计时器显示时间t 将减小,故选B.此实验比较简单,实验的原理及步骤都很清楚;实验中引入的计时器装置可与刻度尺结合测量速度;首先要知道测量的物理量的表达式,然后才能知道要测量的物理量.例５(２０１６高考新课标１卷第２３题):现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过６０℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic 时就会报警),电阻箱(最大阻值为９９９??９Ω),直流电源(输出电压为U ,内阻不计),滑动变阻器R１(最大阻值为１０００Ω),滑动变阻器R２(最大阻值为２０００Ω),单刀双掷开关１个,导线若干,如图５所示.在室温下对系统进行调节.已知U 约为１８V,Ic 约为１０mA;流过报警器的电流超过２０mA 时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在６０℃时阻值为６５０．０Ω.(１)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线.(２)电路中应选用滑动变阻器(填“R１”或“R２”).(３)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为Ω;滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是.②将开关向(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至.(４)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用.解析:(１)热敏电阻工作温度达到６０℃时,报警器报警.故需通过调节电阻箱使其电阻为６０℃时的热敏电阻的阻值,即调节到阻值６５０．０Ω,光使报警器能正常报警,电路图如图６所示.(２)U ＝１８V,当通过报警器的电流１０mA≤Ic≤２０ mA,故电路中总电阻R ＝UIC .９８０Ω≤R≤１８００Ω,故滑动变阻器选R２.(３)热敏电阻为６５０．０Ω 时,报警器开始报警, 模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为６５０．０Ω.为防止通过报警器电流过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b 端.本题主要考查了闭合电路的欧姆定律的应用、等效替换法.要特别注意本题使用的等效替换法的思想,先用电阻箱的阻值来代替热敏电阻来调节电路,再接入热敏电阻时,就可以直接工作,这样的做法灵活、方便、安全.例６(２０１６高考新课标３卷第２３题):某物理课外小组利用如图７所示的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图７中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮:轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有５个(N ＝５),每个质量均为０．０１０kg.实验步骤如下:(１)将５个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.(２)将n(依次取n＝１,２,３,４,５)个钩码挂在轻绳右端,其余(N －n)个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t 相对于其起始位置的位移s,绘制s－t 图像,经数据处理后可得到相应的加速度a.(３)实验结果见表２.n＝２时的s－t 图像如图８所示,由图８求出此时小车的加速度(保留２位有效数字),将结果填入表２.(４)利用表中的数据在图９中补齐数据点,并作出a－n 图像.从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比. (５)利用a－n 图像求得小车(空载)的质量为kg(保留２位有效数字,重力加速度取g ＝９．８m??s–２).(６)若以“保持木板水平”来代替步骤(１),下列说法正确的是(填入正确选项钱的标号).一条直线.要想通过v２－h 图像的方法验证机械能是否守恒,还必须看图像的斜率是否接近２g. 解决本题的关键在于掌握实验的原理,会通过原理确定器材,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度的大小.做分析匀变速直线运动情况时,其两个推论能使我们更为方便地解决问题:一是在相等时间内走过的位移差是一个定值, 即Δx＝aT２;二是在选定的某一过程中,中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度.３DIS系统的优势常规物理实验一直是高中物理的重要教学手段,教师在常规实验教学方面的技能和经验也比较成熟.但是随着教育形势的发展和教学改革的深入,原有的实验设备在应用中存在一些弊端,诸如: 操作过程烦琐、测量数据不够精确、数据处理花费时间太长、实验误差比较大、不利于科学探究以及研究性学习.传统实验教学的出发点和目的是让学生掌握和巩固知识,这就使学生物理实验的范围局限于学校、课堂、书本.这些问题影响了物理实验教学的效果和新课程改革的顺利推进,对新课程目标“掌握物理实验的一些基本技能”、“尝试应用科学探究的方法研究物理问题”的实现产生了制约.DIS技术的出现可以有效地解决常规实验的一些问题.DIS实验测量具有数据采集精确、数据处理速度快、实验结果可视化、操作过程简便等优点,将DIS实验与常规实验进行优势互补、取长补短、合理取舍,可以提高实验教学的效果.以现代信息技术为支撑的DIS实验扩大了物理实验的内涵,从而使物理实验的教育功能得到了拓展.利用各种现代信息化技术将教学与社会、生活、科学技术紧密联系起来,开阔学生的视野,激发学生更大的学习兴趣.在物理教学中,实验的目的是要探索或验证物理规律,这就必须要求学生具有分析和处理实验数据的能力.传统实验在数据处理方面所花的时间很长,传统实验在数据处理方面所花的时间占整个实验过程的４５％.在数据处理过程中,学生要经过详细的计算或描点拟合,才能够个实验过程的３％,其他的工作都由计算机来完成.学生的主要任务是根据数据进行探索、研究、推测结论,然后选择合适的函数进行拟合.DIS实验给了学生５７％的时间进行探索研究.DIS实验与传统实验应该同时并重,长期共存,互为补充,相辅相成,既无主次之分,更不能完全替换.它们不是推倒与重建、破和立的关系,而是继承与发展的关系.在物理教学过程中,既要提倡运用DIS,又不能偏废传统实验原理、实验手段和实验方法的学习.DIS实验技术使学生体验到探索知识的艰辛和喜悦,激发他们学习的兴趣和热情,从而促进高中物理教学水平的提高.这和新课程教育改革理念高度一致.高中物理教学中,有一些物理原理很难通过常规实验进行探究,只能通过演绎推理建立起来.这种建立方式较理论化,不太符合学生的认知特点,也不符合新课程改革的要求.利用DIS技术,可以减少理论推导,将物理原理建立在DIS实验探究的基础上.例如,在高中物理“感应电动势”的教学中,引进磁传感器,再结合光电门传感器、电压传感器,就可以采集磁感强度B、导体运动速度v 等数据,并将这些数据与感应电动势的关系通过电脑显示,从而可以通过DIS探究实验来建立动生电动势这个物理概念.物理学实验有不同的环节:数据采集环节,DIS传感器的测量不但简单方便,而且精度高;实验准备的观察环节,DIS极大地扩展了可视性和可重复性;数据处理环节,DIS将学生从简单、机械、繁琐的数据分析处理过程中解脱出来,让他们把多点儿的时间和精力用在更有创新、创造力的方面.在基于DIS的物理探究过程中,能激发学生持久的学习兴趣、培养敢于思考、乐于合作、勇于实践的态度,变被动接受知识为主动探索和获取知识,注重获取知识过程的教学,明确探究实验的学生主体地位.让学生在基于DIS设备的物理探究活动中体验探索的艰辛和成功,有助于激发学生探索的兴趣和热情.教师引导学生用科学的方法和准确的实验操作来实践探究的过程、验证已有的现象和规律,这样的探究式教学有利于培养学生的创新意识和提高创新水平,有利于学生综合素质的提高.数字化实验系统不仅能将一些复杂实验简化,而且能够完成以往条件下较难完成的实验.数字化实验系统实际上是一个载体,它能解决的不仅仅是实验的难点,还突破了学生认知能力和创新能力培养上的难点.具体地说,DIS技术的优势是:(１)DIS是丰富、生动的演示工具.DIS作为演示工具,可使静态事物动态化、微型实验宏观化、抽象知识形象化,完成由于受传统实验仪器本身的限制难以完成的仿真模拟实验,进行物理过程的动态分析,帮助学生透彻理解并且掌握产生实验结论的过程.(２)DIS是良好的技能训练工具.DIS可以为学生提供全方位的开放性的操作环境,让学生对一些传统实验进行反复训练:如让学生在虚拟场景中从各个角度观察游标卡尺,进行测量训练并在测量完成后及时给出反馈信息,有助于学生对游标卡尺的结构、测量方法及读数的知识构建.DIS还可以克服学生对一些较复杂仪器(多用电表、示波器等) 操作时的盲目性,帮助他们在理解原理、了解测量方法的基础上通过模拟掌握实验技能.(３)DIS是良好的数据信息加工工具.DIS可以利用内置程序(或通用软件)对实验中所采集的数据进行实时处理、并且能够将最终结果以表格、图表等数学形式直观地显示出来.如在测定电源电动势和内阻、牛顿第二定律等实验中,可方便地找到相关物理量的关系.(４)DIS也是真正的互动交流工具.在网络环境下DIS可以实现学生不进实验室,便在校园局域网上进行自主实验学习,边学习边与其他同学或教师交流、讨论,遇到问题时可及时获得多方帮助. (５)DIS实验简化了实验数据的采集过程,让学生有更多的精力关注实验过程,专注于实验方案的设计、实验数据的分析处理.DIS实验技术作为一种新技术,对于刚刚接触到这种全新实验手段的高中生而言,理解起来存在一定的困难.学生作为高中物理实验学习的主体, 如果对DIS实验技术不够熟悉的话,在一定程度上会影响高中物理DIS实验教学的顺利开展.学校和教师应注重引导学生接受新知识,循序渐进地学习DIS实验技术的基本知识,并对学习过程中出现的各种疑惑进行及时的解释,激发学生主动学习 DIS实验技术的兴趣.当新的事物来临时,作为物理教师要首先接纳,花时间研究,充分发挥DIS数字实验系统在物理课堂教学中的作用,要耐心带领学生逐步应用现代化的测量手段,加强课程体系建设,在教育评价体系中逐步合理地引入适量的数字化实验,开发出足够的数字教学资源.收稿日期:２０１６－０７－３０。
高中物理教学中DIS实验与传统实验的对比研究
三、DIS实验与传统实验的整合 策略
1、结合两种实验的优势
在整合过程中，应充分发挥传统实验和DIS实验的优势。例如，在探究电磁 感应现象时，可以先通过传统实验让学生观察感应电流的方向与磁场方向的关系， 再利用DIS实验进行定量测量和验证。
2、注重实验过程的设计
在整合过程中，应注重实验过程的设计。例如，在探究电磁感应定律时，可 以先让学生通过传统实验探究感应电动势与磁通量变化率的关系，再利用DIS实 验进行定量测量和验证。同时，还应注重实验过程中的安全问题，确保学生的人 身安全。
3、培养学生的创新能力和实践 能力
在整合过程中，应注重培养学生的创新能力和实践能力。例如，在探究电磁 感应现象时，可以让学生自行设计实验方案并进行探究。同时，还应鼓励学生将 所学知识应用于实际生活中，提高其实践能力。
四、结论
通过整合高中物理电磁学DIS实验与传统实验，可以充分发挥两种实验的优 势，提高教学效果。这种整合方式还可以培养学生的创新能力和实践能力。因此， 我们应该在未来的教学中积极推广和应用这种整合方式。
一、DIS实验与传统实验概述
DIS实验，即数字化信息系统实验，是一种基于传感器、数据采集器和计算 机软件的物理实验方法。通过传感器对物理量进行测量，数据采集器将传感器数 据传输至计算机，经软件处理后以图形、表格等形式呈现实验结果。DIS实验具 有实时性、精确性和直观性等特点。
传统实验则是指采用常规实验器材和测量工具进行的物理实验。传统实验方 法历史悠久，技术成熟，具有简便、易操作等优势。但在数据测量与处理方面， 传统实验手段相对费时、精度有限。
1、合理选择实验方法：根据课程内容和教学目标，选择合适的实验方法。 对于需要高精度测量和直观呈现结果的实验，可优先考虑DIS实验；对于侧重于 学生动手能力和创造性培养的实验，可采用传统实验方法。
数字化实验在高中物理力学教学中的应用实践
数字化实验在高中物理力学教学中的应用实践摘要：2017年，教育部公布了《高中物理教学总体规划》（2017年版），其中提到：“积极探索信息技术与体育的深度融合”，数字实验一方面可以解决传统物理实验中一些无法解决的问题，一方面可以解决传统物理实验中一些最难解决的问题。
另一方面，能将信息技术与物理实验教学有效地结合起来。
在物理教材和高考中，与数字实验相关的词汇也很多。
可见，数字实验越来越受到人们的重视。
数字实验在物理教学中的应用是教育技术发展的必然。
本文首先提出了运用DIS实验系统使力学实验能够数字化进行，其次运用动态过程的形象展示，提升学生对相关概念及规律掌握的能力，最后尝试推动物理模型的图线化教学，提升学生的图形处理能力，以期给工作在一线的教师提供一定的参考。
关键词：高中物理，力学，实验教学，数字化实验，在现行的物理教材中，有许多地方可以在物理实验中引入传感器作为实验设备。
数字实验系统的引入对高中新课程的教学改革也起到了积极的推动作用，这是因为力学是整个物理系统的基础，是学生学习物理的入门课程。
所以在优化和改进力学教学是中学物理教学改革的一项重要任务。
DIS数字实验在高中物理领域的应用策略课题组进行了深入的研究和探讨，简要介绍了数字实验系统在高中力学教学中的应用。
1.运用DIS实验系统，使力学实验能够数字化进行dis实验是数字信息系统实验的简称，包括微机、传感器、数据采集器和软件。
数据采集器与计算机串行通信，可同时连接电、微电流、电压、温度、声波、位移、功率、磁性四种传感器。
光电门等器件的精确动态捕获可以实现数字显示和计算机分析。
在传统的力学试验中，测力仪通常用于测量。
测力机价格便宜、直观、适用范围广，但缺点明显：只适用于静态测量，不适用于动态测量；可以测量电压，但不能测量压力；支持“点测量”，但不支持线性测量，缺乏过程监控能力；此外，试验台的精度和读数也限制了实验的应用。
GQY-e ab力传感器如图1所示：图1GQY-eab力传感器如图所示，以工业应变片测量尺寸为中心，将应变片测量装置小变形产生的电位差转换成数字信号，得到测量结果。
高中物理DIS定量创新实验教学与传统实验教学的比较研究——以“电磁感应定律”为例
高中物理DIS定量创新实验教学与传统实验教学的比较研究
——以“电磁感应定律”为例
张琅钰
【期刊名称】《物理教学探讨》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】以“电磁感应定律”为例,开发了DIS定量创新实验,以该实验为基础设计了对应的教案,并与传统定性探究实验教学进行对比,发现相比传统定性探究实验教学而言,DIS定量创新实验教学在一定程度上更有利于科学探究的培养。
【总页数】4页(P86-89)
【作者】张琅钰
【作者单位】福建省同安第一中学
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
【相关文献】
1.高中物理DIS实验与传统实验融合的研究——以机械能守恒定律为例
2.核心素养导向下的高中物理创新实验教学
——以探究"胡克定律"实验教学为例3.新教材实施下的高中物理实验创新研究--以“法拉第电磁感应定律”教学为例4.基于核心素养的高中物理DIS实验教学实践研究——以“探究加速度与力、质量的关系实验”为例5.高中物理核心素养下的HPS实验教学实践--以“焦耳定律”的定性到定量实验教学为例
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高中物理DIS实验教学研究（开题报告）(07.3.21)
延安中学朱晓波 2007-3-21
一、课题的提出
物理是一门以实验为基础的学科，实验的重要地位及教学功能毋庸置疑，物理概念的形成、规律的发现、理论的建立，都有赖于实验。
但是，较长一段时间以来，实验教学却相对薄弱，教师以及学生动手实验的兴趣不高，为了应付考试往往沉湎于纸上谈兵，而且，实验教学的信息化水平更低。
《上海市中学物理课程标准（试行稿）》对物理实验，特别是数字化信息系统（简称DIS）实验提出了十分明确的要求: 充分运用教学软件和计算机网络，实现信息共享和互动交流，增强在信息化环境下自主学习的意识和能力。
由传感器、数据采集器、实验软件、计算机以及实验附件构成新型DIS实验系统，巧妙地做到了课程与信息技术的融合，具有强大的信息收集、处理能力，可以实时、高效处理各种数据，可以实现联网互通，具有便捷的交互功能。
DIS因二期课改而诞生，课改因DIS的诞生而深入。
DIS的出现使教学面临新的机遇和挑战。
如何通过观念的转变，进一步研究教学过程中的各个环节，使DIS的实验教学更具针对性和实效性，逐步加强对学生科学方法的训练和科学精神的培养，提高学生的科学探究能力。
这是作为一名一线教师不得不思考的问题。
我区DIS物理实验室建设目前尚属起步阶段，软、硬设备都十分缺乏，基层学校只有供教师演示的DIS实验，学生往往无法动手。
除资金投入的匮乏外，教师观念的转变、新技术的学习、实验教学的能力、高考的指挥棒等。
都是影响的因素。
我们学校近期投入了60万建设了DIS实验室，它的建设和运用在全区也将具有辐射作用。
因此，本课题具有现实意义和研究价值。
二、关键词界定
1、DIS实验: DIS是英文digital information system三个词的缩写，也是数字化信息系统的简称。
DIS实验是指运用朗威数字化信息技术手段来做物理实验。
2、DIS实验教学设计: 系统规划高中物理DIS实验的教学过程。
通过DIS的正确使用和优化DIS实验教学，做出有利于学生探究学习的安排。
三、研究目标
在文献研究和现状调查的基础上，通过教学实践与研究，开发出DIS系列实验设计; 并进行传统实验和DIS的整合与互补; 研究出DIS实验教学的策略与方法; 编制高中阶段序列化的实验教学案例; 同时对DIS实验室的建设、运作与管理方式进行一定探索。
通过教学研究实践，优化教学设计，进一步转变教学师教学方式，并拓展学生探索活动的时间与空间，提高学生的探究能力。
同时，通过本研究的探索，为区域内其他学校提供经验和范例，充分发挥实验性示范性高中的引领和辐射作用。
四、研究内容
1、DIS系列实验设计的开发研究
新课程的价值追求，即由以知识为本位转向以发展为本位。
课题组致力于充分运用DIS的优势，挖掘物理实验的教育功能。
通过DIS实验，模拟科学探究活动，包括问题的提出方案的制定，方法的运用，过程的展开，数据的采集，结果的分析……。
针对不同的学生，以及学生对DIS技术掌握的不同阶段，课题组分三个
层面，进行教学设计。
2、传统实验和DIS实验的整合研究
通过信息技术和实验的整合，使学生在探究过程中培养自主学习能力，逐步实现学习方式的转变，培养学生掌握信息时代的学习方式。
养成敢于质疑，善于交流，乐于合作，勇于实践的科学态度。
中学物理教学过程是让学生再发现、再创造的过程，让学生在教师引导下，自主地进行发展与创新，是DIS实验教学设计的基本思路。
3、DIS实验教学的策略与方法的研究
新教材以科学探究为主线，以物理现象、概念和规律为载体，强调学生实验活动的自主参与和体验。
通过信息技术和实验的整合，使学生在探究过程中培养自主学习能力，逐步实现学习方式的转变，培养学生掌握信息时代的学习方式。
养成敢于质疑，善于交流，乐于合作，勇于实践的科学态度。
4、高中阶段序列化实验教学的案例分析与案例编制研究
5、DIS实验室的建设、运作与管理方式的研究
五、研究方法
1、文献研究法
查阅相关文献，充分借鉴国内外同行及高等院校的先进经验，为本研究提供理论依据和实践经验，同时避免重复研究，力争创新。
2、调查研究及比较研究法
对上海市中学物理的相关研究及时了解、借鉴和整合; 调查学生的物理实验学习现状，使教学研究更具针对性。
DIS实验和传统实验之间的整合和互补。
3、行动研究法
分不同年级、不同阶段进行教学研究实践，不断反思与总结，完善DIS实验的序列化教学设计，实现教师的教学方式的改变和学生的学习方式的改变。
4、案例研究法
教师根据课程目标、分析学生的实际、进行教学设计，写出高中阶段序列化的实验教学案例; 促进学生进行自主探究的能力。
写出实验报告系列或相关的小论文、小制作。
通过案例研究寻找和积累经验，提出具有典型性的范例。
六、研究的可行性和创新性
2004年秋天开始，我们就积极筹划建设DIS物理实验室，做了大量的前期工作，通过调查访谈、实地考察、听取意见、资料收集、实验比较、利弊分析、成本核算、反复斟酌，甚至借来传感器、数据采集器开展研讨活动。
2005年9月至2006年4月，我校经历了对DIS物理实验室建设的经费预算立项，实验室的建设，到现在实验室落成。
2006年的5月开始开展教学研究。
这为课题的全面展开奠定了基础，提供了保障。
负责的两位老师是有一定经验的一线一级教师、基础扎实，经验丰富，目标明确，对实验教学十分关注，并积极参与探究，具有较强的合作精神、敬业精神、求实精神和创新精神。
本课题尝试利用先进的实验手段，通过有效的教学设计，探求较为优化的实验教学，有效地促进学生的科学探究能力。
有一定的创新性和现实意义。
七、研究步骤
●准备阶段（2006年1月—2006年4月）
课题组成员积极利用已有的DIS演示器材进行教学研究。
不断积累经验，勇于创。