高中物理DIS实验与传统实验的比较研究
DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究
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DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究实验在物理教学中有着重要的作用,它不仅能够帮助学生巩固知识,加深理解,还可以培养学生的动手能力和实验操作技能。
传统的物理实验教学模式往往存在着实验内容单一、实验步骤固定、学生被动参与等问题,这限制了学生的实验能力和创新能力的提升。
本文将探究采用DIS实验引入中学物理传统实验教学模式的可行性和效果。
一、DIS实验的概念和特点DIS(Discovery, Inquiry, and Scaffolding)实验是指在实验课教学中,通过引导学生探索、发现、探究以及搭建思维支架的一种实验模式。
相较于传统的实验教学模式,DIS实验更加强调学生的主动性和实践性,注重培养学生的实验能力和创新能力。
它的特点包括以下几点:1. 引导式教学:DIS实验注重老师的引导和学生的探索,鼓励学生通过自主学习和实践来发现物理现象的规律。
2. 实践性强:DIS实验要求学生亲自动手操作,通过实际操作来感知物理规律,培养学生的动手能力和实验操作技能。
3. 批判性思维:DIS实验鼓励学生发散思维和批判性思考,引导学生不断提出问题、寻求解决方案,培养学生的科学探究能力。
4. 联系实际:DIS实验注重将实验内容与生活实际相结合,通过实际案例将抽象的物理概念转化为具体的实验操作,增强学生的学习兴趣和参与度。
二、DIS实验引入传统物理实验的可行性1. 促进学生积极参与:传统的物理实验往往是老师为学生演示,学生被动观察,并按照固定步骤进行操作,学生的实验参与度较低。
而DIS实验注重学生的主动探索和实践,能够激发学生的学习热情,提高学生的学习积极性。
4. 丰富实验内容和形式:传统的物理实验往往只有固定的实验内容和操作步骤,缺乏多样性和灵活性。
引入DIS实验可以丰富实验内容和形式,为学生提供更多的实践机会,从而更好地达到学习目标。
1. 设计切合主题的DIS实验:在具体的物理实验内容和教学主题下,设计符合DIS实验模式的实验内容和操作步骤,引导学生通过实践探究物理规律。
DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究
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DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究随着科技的快速发展和教育方法的不断更新,教育界也在不断探索如何更好地进行教学,尤其是在物理实验教学方面。
传统的物理实验教学模式在一定程度上存在一些问题,比如实验设备过于简单、实验内容与学生所学知识无法有效对接等。
为了提高学生的学习兴趣和实验教学的效果,越来越多的中学物理教师开始尝试引入DIS(探究式学习)实验教学模式。
一、传统实验教学模式存在的问题1. 实验设备简单传统的物理实验教学模式中,很多实验装置过于简单,无法真正展现物理实验的本质。
这样一来,学生很难从实验中获得真正的物理知识,更多的只是机械式地操作实验仪器。
2. 实验内容无法有效对接在传统的物理实验教学中,有时实验内容与学生所学知识无法有效对接,导致学生无法理解实验的目的和意义。
这就导致了学生对实验教学的兴趣不高,甚至对物理学科产生了厌倦的情绪。
3. 实验过程缺乏探究性传统的物理实验教学模式中,很多实验教学都是老师为学生讲解实验内容,然后学生按照老师的要求进行实验。
这种模式下,学生缺乏主动性和探究性,难以真正理解物理学中的科学精神和思维方式。
二、DIS实验教学模式的特点相对于传统的物理实验教学模式而言,DIS实验教学模式具有以下几个特点:DIS实验教学模式强调实验的探究性和启发式,通过引导学生提出问题、设计实验、进行观察和实验分析,使学生在实验中真正体会到科学探究的乐趣和意义。
在DIS实验教学模式中,实验设备更加多样化和丰富化,可以很好地展现物理实验的本质,让学生能够更直观地理解物理知识。
3. 实验内容与课程知识对接紧密DIS实验教学模式中,实验内容与课程知识的对接更加紧密,能够更好地帮助学生理解课堂所学知识的实际应用和意义。
1. 引导学生提出问题在使用DIS实验教学模式时,老师可以通过授课引导学生提出与实验相关的问题,让学生主动产生探究的兴趣。
老师可以给学生一定的实验条件,让学生根据自己的理解设计实验步骤和方法,培养学生的实验探究能力。
高中物理教学中DIS实验与传统实验的对比研究
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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。
DIS与传统实验的比较
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力传感器 0.01N 位移传感 器 1mm 电压传感 器 0.01V 电流传感 器 0.01A 微电流传 感器 0.01uA 温度传感 器 0.1℃
检测功能比较 设备名称 功能比较 获取信息的灵敏度高,密度大,速度快, 外界干扰因素小;标准量形式、计量单位 以及最大量程等可调;放大、调零、校准 功能均可调节 反之 极强的信息运算、管理功能;可实时保存 断续或连续信息 以人力计算为主,仪器本身不具分析功 能,只能以电信号形式记录保存 同时具有数值、表格和图像等不同显示方 式;记录及显示操作快速、实时、完整 多为模拟方式显示;速度慢、数据量有 限,滞后且不完整
检测性能比 传统测量仪
信息获取 变换功能
DIS
测力计 (5N) 游标卡尺 演示电压表 S 传统实验仪器
信息运算 保存功能
信息显示 操作功能
检测性能比较 分度值 DIS 分度值
0.1N 0.1mm 0.1V 0.1A 5uA 1℃
DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究
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DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究在中学物理实验教学中,传统的实验教学模式已经成为常规,其内容和形式都相对固定。
随着科技的不断发展和教育理念的转变,越来越多的人开始对传统的实验教学模式提出质疑,认为其已经不再适应现代教育的需要。
越来越多的学者开始探索和尝试新的实验教学模式,其中就包括了基于DIS实验引入的模式。
本文将从该模式的实践意义、实验设计和实验教学效果三个方面探讨【DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究】。
我们先来谈谈DIS实验引入中学物理传统实验教学模式的实践意义。
DIS实验是一种以数字化、信息化和智能化为特征的实验方式,其采用先进的技术手段进行实验设计和实验操作,可以有效地提高实验的精准度和可靠性。
在传统的实验教学模式中,很多实验都存在着设备老化、操作不便、实验数据不准确等问题,而DIS实验引入可以很好地解决这些问题,从而提高实验的有效性和可信度。
DIS实验引入还可以为学生提供更广阔、更自由的实验空间,激发学生的学习兴趣,增强他们的实践能力和创新思维,有利于培养学生的科学素养和科学精神。
DIS实验引入对于中学物理传统实验教学模式具有非常积极的意义。
我们来谈谈DIS实验引入中学物理传统实验教学模式的实验设计。
在DIS实验引入中,实验设计显得尤为重要。
一方面,实验教学内容要与课程教学大纲相契合,明确实验目的和要求,确保实验内容不仅具有科学性和实践性,同时也具有启发性和趣味性。
实验教学手段要与实际的教学环境相适应,选择合适的实验设备和软件环境,保证实验操作的便捷和数据的准确。
在实验设计上,可以通过合理的实验步骤安排、清晰的实验指导和贴近学生生活的实验内容等方式,使DIS实验引入更加符合学生的认知规律和学习需求,提高学生对实验教学的接受度和参与度,增强实验的教学效果。
【DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究】是一个具有重要理论和实践价值的课题。
通过对这一课题的深入探讨和研究,可以丰富实验教学模式的形式和内容,拓宽教师的教学思路和视野,提高学生的学习兴趣和实践能力,有利于提高实验教学的质量和水平,促进学生全面发展。
DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究
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DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究【摘要】本文探讨了在中学物理传统实验教学模式中引入DIS实验的可行性和效果。
首先介绍了DIS实验的概念和特点,然后分析了传统实验教学模式的优缺点。
接着探讨了DIS实验在中学物理教学中的应用,并对引入DIS实验对学生学习效果的影响进行了研究。
最后提出了实验教学模式的改进策略。
通过研究发现,DIS实验的引入可以提高学生学习效果,并且能够激发学生对物理的兴趣和学习动力。
本文的研究结果对中学物理传统实验教学提供了新的启示,未来可继续深入研究不同类型的DIS实验对教学效果的影响,以及结合现代技术进一步改进实验教学模式。
【关键词】DIS实验、中学物理、传统实验教学模式、教学效果、改进策略、启示、未来研究方向1. 引言1.1 背景介绍中学物理实验教学一直是中学教育中的重要组成部分,通过实验教学可以帮助学生更好地理解物理知识,培养学生的实验能力和科学精神。
传统的物理实验教学模式存在一些问题,如实验内容相对传统、实验设备有限、实验操作过程相对单一等。
如何改进中学物理传统实验教学模式,提高学生的实验能力和学习效果,一直是物理教育领域的研究热点。
近年来,随着信息技术的快速发展,虚拟实验技术被引入到物理教育中,DIS实验(Digital Interactive Simulation Experiment)作为其中一种形式,受到了越来越多教育工作者的关注。
DIS实验利用计算机软件模拟真实实验过程,可以更好地展示物理现象,提高学生的实验操作能力和实验数据处理能力。
DIS实验引入中学物理传统实验教学模式,可以为传统实验教学模式带来新的活力。
本文将探究DIS实验在中学物理传统实验教学中的应用情况,分析DIS实验引入对学生学习效果的影响,并提出相应改进策略,旨在为中学物理实验教学提供新的思路和方法。
1.2 研究意义部分内容如下:2. 正文2.1 DIS实验的概念和特点DIS实验是指基于数字化教学平台进行的实验教学模式,通过计算机仿真或者虚拟实验等方式进行实验操作。
DIS实验与传统实验的比较磁感应强度的实验
![DIS实验与传统实验的比较磁感应强度的实验](https://img.taocdn.com/s3/m/c5851550cc22bcd127ff0c4b.png)
DIS实验与传统实验的比较磁感应强度的实验5.1 磁感应强度的传统实验实验仪器:3个蹄形磁铁、导体棒、电源假定干、导线、开关、滑动变阻器、电流表。
实验原理:将导体棒摆动角度大小看做磁场对电流的作用力,电流表的示数就是通电导体棒中电流的大小,在磁场中通电导体棒的长度即为蹄形磁铁宽的整数倍。
经过观察实验现象,让先生知道磁场对通电导体棒的作用力大小与导体棒中的电流大小以及导体棒的有效长度都有关系,然后经过推理得知:磁场对电流的作用力跟电流成正比,跟导线长度成正比。
实验目的:实验探求磁场对电流的作用力跟电流、导线长度的关系。
实验步骤:〔1〕将3块相反的磁铁并列放在水平桌面上,3块磁铁的前后端对齐不时且中间间缝相等。
用导线将电源﹑电源﹑开关﹑滑动变阻器﹑导体棒衔接成电路,导线接在导体棒〝1﹑4位置〞上,此时,开关处于断开形状并将导体棒悬挂在3块磁铁两级之间,如图5-25所示。
〔2) 闭合开关,观察导体棒的运动状况;〔3) 换一个电压大的电源交流下面电源但导体棒上的接线位置图5-25 实验装置图不改动,闭合开关,观察导体棒的运动状况。
依次改换电压大的电源,重复上述实验几次,观察导体棒的运动摆幅。
〔4〕将导线接依次在导体棒〝1﹑4位置〞﹑〝1﹑3位置〞﹑〝1﹑2位置〞上,均为同一电源,但闭合开关,观察导体棒摆动的角度的大小。
总结:〔1〕3块磁铁是相反的,那么可以以为处于两极间的导体棒是处于匀强磁场中。
当改换电压大的电源会使电路中的电流变大,闭合开关后,电路中将有电流流过,我们知道磁场将对通电导体棒施加一个作用力,导体棒将摆动一个角度,经过这个角度我们可以观察磁场对电流的作用力的大小。
即:当接入电路中导体棒的长度不变时,流入导体棒的电流越大,磁场对通电导体棒的作用力也就越大。
〔2〕改动接入电路中导体棒的长度,经过滑动变阻器的调理使电流表的示数不改动。
我们发现:接入电路中导体棒的长度越长,导体棒摆动的幅度越大。
即:当经过导体棒的电流不变时,通电导体的长度越长,磁场对通电导体棒的作用力也就越大。
DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究
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DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究随着教育的不断发展和科技的不断进步,教学模式也在不断地改革创新。
其中,物理教学是脱离不了实验的,而传统实验是中学物理教学的一大特色。
然而,随着科技的不断进步,计算机技术开始进入实验教学中,使用数字化虚拟实验软件代替传统实验逐渐成为一种趋势。
然而,在数字化虚拟实验教学中存在的一些不足,使得传统实验教学模式受到了广泛关注和重视。
一、数字化虚拟实验教学中存在的问题数字化虚拟实验目前已经被广泛应用于物理教学中。
尤其是在一些条件较为艰苦的中小学中,虚拟实验系统的出现不仅降低了教学成本,还提高了实验教学的效果。
但虚拟实验教学仍然存在一些问题,主要表现在以下三个方面。
1.无法真实感知实验物理现象虚拟实验的最大特点就是在计算机上进行,而计算机并不能完全模拟实验现场的真实情况。
例如,虚拟实验的光学实验中,学生无法真实感知到实验中的光强度、光路、光线等因素,无法亲身体验光的特性。
2.无法提高学生实验技能实验不仅是用来学习物理现象的,更重要的是通过实验来培养学生的实验能力和实验精神。
在虚拟实验中,学生无法进行真正的手工操作,无法学习实验操作技能和实验流程,而且数字化虚拟实验软件使用起来比较简单,降低了学生的实验热情和实验探究精神。
3.无法激发学生对物理学科的兴趣和热爱对于一些物理学科较弱的学生来说,虚拟实验由于缺乏真实的实验现场,无法激发学生对物理学科的兴趣和热爱。
同时,虚拟实验通常只是单一实验,而且不能进行拓展和实验设计,这也会使学生感到枯燥乏味。
二、传统实验教学模式的优势面对数字化虚拟实验教学的问题,传统实验教学模式的优势得到了发挥。
传统实验教学在操作上更加真实、直观。
学生在进行实验时,可以亲自操作实验设备,观察实验现象,将抽象的物理知识转化为具体的实验内容。
同时,传统实验教学更加能够激发学生的实验热情,提高学生的实验探究精神。
在传统实验教学中,学生可以学习到实验操作流程和技能,并且可以进行实验设计和实验拓展,这有利于培养学生的实验能力和科学创新能力。
高中物理“力学”实验教学中DIS实验与传统实验的对比研究
![高中物理“力学”实验教学中DIS实验与传统实验的对比研究](https://img.taocdn.com/s3/m/56b97f3af111f18583d05a08.png)
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
博采众长相得益彰DIS实验与传统实验的对比分析
![博采众长相得益彰DIS实验与传统实验的对比分析](https://img.taocdn.com/s3/m/ea378e087fd5360cbb1adb15.png)
摘要:通过“验证牛顿第二定律”实验,对比分析DIS实验与传统实验的各自优势和劣势,以“择其善者而从之,其不善者而改之”来优化常规实验结构,探索一种更符合《普通高中物理课程标准》的高中物理实验教学方法,发挥实验的最大效果。
关键词:DIS实验;传统实验;对比分析;高中物理牛顿第二定律是高中物理的核心内容,是运动学和力学的桥梁,“验证牛顿第二定律”更是历年高考的高频考点。
所以我运用两种实验方法来做该实验,通过对比分析,让我们对DIS实验与传统实验的特点和优势的有所了解,在今后课堂教学中能更好的选用实验方法,提高课堂的效率。
1采用传统实验方法“验证牛顿第二定律”1.1当小车质量M—定时,探究加速度a与合外力F的关系实验装置如图1。
实验步骤:①测出所挂重物的重力,安装好实验器材,但不要在小车上系上重物;②平衡摩擦力;③挂上重物后先通电再静止释放小车,得到一条纸带并标注牵引力F;④保持小车质量M不变,改变所挂重物的重力,重复几次实验;⑤根据纸带上打出的点应用逐差法或图象法求出小车的加速度a。
结论:当物体质量M—定时,物体的加速度a与合外力F成正比,即a∝F。
1.2当小车所受合外力F一定时,探究加速度a与质量M 的关系实验步骤:①测出小车质量M,安装好实验器材但不要在小车上系上重物;②平衡摩擦力;③挂上重物后先接通电再静止释放小车,得到一条纸带并标注小车质量M;④保持重物质量不变,通过改变配重片的质量来改变小车的质量,重复几次实验;⑤根据纸带上打出的点求出小车的加速度,画出a-M 图象;⑥再将得到的数据转换为a-1M的关系,画出a-1M图象。
实验结论:保持物体的合外力不变时,加速度a与质量M成反比,即a∝1M。
整个实验中,最复杂的环节就是速度和加速度的计算,需要了解刻度尺的分度值、使用方法,打点计时器的构造、原理、使用方法等。
通过选择合适的纸带,测量出纸带上点与点之间的距离,来计算出速度和加速度的大小。
用到数据繁多,计算量大且易出错,而且需要用较长的时间才能完成该实验。
DIS实验与传统实验比较的实践研究
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DIS实验与传统实验比较的实践研究作者:俞丽萍来源:《中学物理·高中》2012年第09期DIS与目前的高科技相联系,为中学物理教学增添了一种先进的实验手段,特别是实时记录功能更是显示了其独特的优越性.传统实验所用的实验器材来自日常生活中的坛坛罐罐,取材容易,原理清楚,效果明显.DIS实验与传统实验各有利弊.那么,DIS实验的优点具体有哪些体现,DIS实验存在着哪些不尽人意之处呢?下面通过具体的案例来比较DIS实验与传统实验的优缺点.1 DIS实验系统的优点1.1 体积小,简单易操作案例1 摇绳发电实验背景“摇绳发电”是人教版物理教材(选修3—4)中“探究电磁感应产生的条件”教学内容“做一做”中的实验.如图1所示,由于地球周围存在着磁场,当导线切割磁感线时,产生感应电动势.若导线形成闭合回路,便在电路中形成感应电流.在实际的教学过程中,往往将“跳绳发电”实验作为“探究电磁感应产生的条件”这堂新课的引入实验,以引发学生的学习兴趣.传统实验过程如图2、图3所示,将周长是120m左右的导线绕成9匝,每匝周长约为13m,将9匝导线用细绳固定起来,导线的两端分别与灵敏电流计相连.两个同学快速摇动导线,在灵敏电流计上观察到指针的偏转.DIS实验过程如图4所示,将一段长3米左右的导线的两端分别穿过普通跳绳的两个手柄后,再分别与微电流传感器相连,微电流传感器与数据采集器相连(如图5所示),当学生手握跳绳的两个手柄“跳绳”时,由于“绳”在切割磁场,故在计算机的显示屏上出现了如图6所示的“电流—时间”图象.由图象可得,摇绳发电的电流的最大值在1 mA左右.传统方式与DIS方式的比较1.2 步骤省,快速得到结果案例2 测电源的电动势和内阻实验背景用伏安法测电源的电动势与内阻是电学部分的一个重要的实验.由闭合电路欧姆定律:E=U+Ir可知,通过路端电压U和总电流I的多组测量值.如图7所示,分别用电压传感器与电流传感器测出路端电压与电流,利用DIS自带的重制定奖赏具有时代性、前瞻性和个性的学习共同体和个人评价办法.评价要激励共同体内学生的学习热情,评价要充分关注共同体内学生的个体差异,发挥评价的激励作用,保护共同体内学生的自尊心和自信心.总之,通过组建云环境平台网络学习共同体实现网络小组合作,互相评价,互相反馈,互相激励,互帮互学等活动,实现学生之间的相互作用和相互影响,最终达成共识,从而促进学生与学生共同发展,也促进了学生对物理和生活的联系.在学习共同体内,同学间以网络学习为媒学习,架设了一座沟通思想、交流小感悟、相互安慰鼓励、互帮互助的心灵之桥,可以是平时学习生活上的良友,也可以是生活中的挚友,可以一块儿学习,还可以一块游玩.数据处理功能,在计算机屏上直接显示U—I图线,进而确定电源的电动势与内阻.传统实验过程如图8所示,学生在实验的过程中,通过调节接入电路当中的滑动变阻器的阻值,进而改变电路当中的电流,分别记录不同的电流与路端电压,根据这些数据在作出U—I图象,进而来确定电源的电动势与内阻.DIS实验过程(1)如图9所示,连接电路.(2)将滑动变阻器电阻调到最大处,闭合电键.(3)将软件的采样设置为“按点采样”,当滑动变阻器接入电路中不同的电阻时,分别获取不同的电压与电流的值,在计算机屏上显示出来,如图10.(4)如图11所示,对图形上的离散点进行线性拟合,获得一条拟合直线,直线的截距即为电动势,斜率即为电源的内阻.实验结果:电动势的电动势为1.37 V,内阻为1.8 V.传统方式与DIS方式的比较在传统方式中,学生在完成实验的过程中,所需要经历的实验步骤有:实验操作—读取实验数据—记录实验数据—作图法分析实验数据—得出实验结果.DIS方式中学生所经历的实验步骤有:实验操作—软件操作(包括读取实验数据、记录实验数据、作图法分析实验数据)—得出实验结果.可见,从实验步骤而言,DIS方式比较省时,能够快速得到实验结果.1.3 省时间,避免反复繁琐案例3 研究弹簧振子的固有周期实验背景弹簧振子是“简谐运动”这一部分教学内容中一个重要的模型.弹簧振子的周期是由振子的质量m与弹簧的劲度系数k共同决定的.如果能通过实验进一步证明同一个弹簧振子的周期保持不变,则必将加深学生对弹簧振子的理解.传统实验过程(1)如图11所示,将弹簧上端固定,下端悬吊钢球.把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A,放手让其运动,A就是振动的振幅.用秒表测出钢球完成n个全振动所用的时间t,t/n就是振动的周期T1.(2)改变振幅A后,重复实验步骤(1),测得周期T2.(3)改变振幅A后,重复实验步骤(1),测得周期T3.(4)比较周期T1、T2、T3、…的大小关系.实验结论同一个弹簧振子的周期是固定的,与弹簧振子的振幅无关.DIS实验过程(1)如图12,把两个软弹簧、滑块和气垫导轨组成弹簧振子.(2)静止时,振子处于平衡位置.先将振子拉开较大的距离,使振子作振幅较大的简谐运动,用DIS超声波传感器实时监测滑块的振动,绘制弹簧振子的位移—时间图象,得到如图13所示的位移—时间图象.(3)减小振子的振幅,得到如图14所示的位移—时间图象.(4)将上述两个图象粘贴到画图板中,进行适当的平移,得到如图15所示的图象.实验结果从图象分析我们非常清楚得出结论:弹簧振子的周期与振幅无关.那么,弹簧振子的周期与哪些因素有关呢?可分别改变振子的质量和换上劲度系数不同的弹簧分别重复上述实验,得到上述不同情况下的位移—时间图象.综上所述,弹簧振子的周期与振子的质量和弹簧的劲度系数有关.传统方式与DIS方式的比较传统的实验手段来做实验则实验过程直观、明了,在实验的过程中实验操作能力得到了很好的培养与锻炼,例如多次测量取平均值的方法、秒表的使用技能等,有利于培养学生的实验能力和科学素养,但比较费时.实验步骤中的(2)和(3)可以说是步骤(1)的重复.在DIS实验中,DIS数据记录和图象描绘短时完成的功能使实验效率大幅度提高,从而增加了课堂的密度.但在实验过程,必要的物理实验操作方法和技能没有具体落实.因此,DIS实验省时间,避免反复繁琐.2 DIS实验系统的劣势DIS与传统实验相比,具有很大的优越性,例如:实验装置体积小、实验过程步骤省、实验完成时间省等.当然,DIS也存在着不足的地方.2.1 学生缺乏动手能力传统实验的优点在于形象、直观,物理意义体现得比较充分,但有些实验的定量研究存在着一定的困难.DIS实验能够准确描述物理量之间的定量的关系,充分体现了现代技术准确性高的特点,但很多的测量都是由传感器完成的,中间过程的省略造成学生动手能力的缺乏.2.2 知其然不知所以然实验要充分体现过程,才可以准确理解结果的物理意义,学生虽然知道了利用DIS获取的实验数据,但对于DIS在“实验数据是如何得到的”这个问题存在比较大的困惑.DIS内部的结果复杂,如果要想像电流表、电压表等仪器那样,使学生去理解DIS的内部结构,显然是非常困难的.2.3 DIS案例体系不够完善如果将DIS仅仅用在教材中所介绍的实验上,显然是远远不够的,我们应该将DIS用在其他如探究性实验的开发和校本课程的开发上,但DIS实验的开发需要开发者有动手实验的爱好和敏锐的洞察力,处处留心物理教学中出现的物理情景和在物理教学中碰到的种种教学困难.DIS实验的开发对于开发者提出了一定的要求.DIS作为一种诞生不久的新事物,其案例体系还不够完善,需要广大物理教师的共同努力来不断完善DIS案例体系,有了强大的案例体系,DIS的使用将更为广泛.2.4 DIS不够真实有部分教师认为“DIS实验”不够真实,因为在从实验数据的采集到实验结果的得出的过程中,我们是看不到具体的实验数据是如何处理的,甚至怀疑:生产厂家为了使实验的结果更接近理想情况,为了自身的利益,在软件程序的设计过程中,利用DIS“自带软件”对实验数据进行了修改,输出的数据不是真实的实验数据,而是进行了处理的较理想的一种情况.厂家这样做可以使软件“实验现象”明显,更有销售的市场.3 DIS工具论3.1 DIS“工具论”新课程侧重于三个维度,即知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观.在有些利用DIS 的实验中,由于直接在计算机屏幕上显示了实验结果,故忽略了“过程与方法”.本人认为DIS 只是作为学生认知的一种工具.在人类发展的过程中,人们发明了许多认知工具,例如望远镜、显微镜.同样,在中学物理教学中,DIS成为了实践验证、探究未知的工具.若将DIS作为学生认知的工具,意味着DIS不仅仅将DIS来完成规定的教学任务,还有应用DIS来进行拓展性实验,开拓学生的视野,培养学生的探究能力和创新意识.3.2 培养学生利用现代实验仪器进行科学探索的能力。
DIS实验在高中物理教学中的优化应用及有效性研究
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文刘爱华【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。
它的这种高效性很大程度上缩短整个实验所需要的的时间,大大的提高了整个课堂的效率,实验误差也比较小。
第二,这种实验能够实时的显示整个实验所产生数据,非常的直观明了。
这可以帮助生细致的分析实验过程中的动态变化过程。
第三,这种实验可以比较智能去处理数据,有着图像处理的功能。
该实验不仅仅能自动的采集数据还可以自动的处理数据,其中包含着拟合图像,这样就能把学生从人工计算的过程中解脱出来,不仅提高了整个实验的效率,而且还使得学生的判断分析能力进行了训练。
使用DIS实验和传统实验的比较
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使用DIS实验和传统实验的比较作者:张宇来源:《学校教育研究》2016年第14期DIS(Digial Information System,即数字化信息系统)有各类“传感器”采集信号,经“数据采集器”模数转换后,经计算机用DIS专用软件进行数据处理和图像描绘,它的引入是我校探索现代信息技术与教学整合的一个尝试,也让学生初次体验到数字化、信息化在物理实验中的作用。
下面就以《探究影响浮力大小的因素》的这节课,来谈谈我上这节课的体会。
一、实验方案的比较在这节课的传统实验中,浮力大小和排开水所受的重力的大小总是不能同时呈现在学生面前,整个实验需要学生分四步操作(如图1)才能测出相关的数据,但这并不是最终结果,最后还需要分别进行计算才能得出浮力和排开水所受的重力。
让学生从实验的数据抽象出理论原理本来就有一定的困难,再加上实验的不直观性,操作的繁琐,大量的计算,严重影响了学生的理解,更淡化了这个实验要突出的内容。
而使用DIS实验利用力学传感器采集数据输入计算机,快捷地处理数据,把实验结果在较短时间内呈现给学生,实现了实时处理,大大增加了实验的说服力,提高了课堂教学的效率。
如图2是实验仪器的介绍,图3是本节课要用到的数字化信息系统的程序界面。
实验时,传感器A和B直接将数据通过数据采集器传入电脑,显示在屏幕上,排开液体的重力和浮力的计算过程,是由电脑来完成的,如果学生验证,也可以通过界面所给的公式,自己加以验证。
排开液体的重力和浮力数据的直观性有利于学生对实验数据的分析,突出这节实验课的重点。
二、实验数据分析的比较传统的实验,只能得出浮力大小等于排开水所受的重力,而与排开水的体积和液体密度的比例关系,只能通过理论推导得出。
而使用了数字化实验系统,在实验中,程序将学生测得的浮力和相应排开水的体积之间的关系记录在电脑中,当学生点击“数据拟合”,电脑就会以坐标图象的形式展示出浮力和排开水的体积之间关系图。
此外,为了研究浮力与液体密度的关系,实验设计了两组实验,一个是物体在水中时受到的浮力,另一个是物体在盐水中时受到的浮力,当两组实验都做完,并将数据拟合完后,浮力、排开水的体积和液体密度三者之间的关系,一目了然,给分析数据能力强的同学一个充分展示的舞台。
DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究
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DIS实验引入中学物理传统实验教学模式探究【摘要】本文主要探讨了DIS实验在中学物理传统实验教学模式中的应用和影响。
首先介绍了DIS实验的基本概念,然后分析了中学物理传统实验教学模式的特点。
接着重点探讨了DIS实验在中学物理教学中的应用及其实验效果评估。
在实验教学模式改革建议部分,提出了一些具体的建议和措施,以进一步推动DIS实验在中学物理教学中的应用。
结论部分总结了DIS实验在中学物理传统实验教学模式中的作用,并探讨了未来发展的方向。
通过本文的研究,可以更好地了解DIS实验对中学物理教学的意义和影响,为未来的实验教学提供参考和借鉴。
【关键词】DIS实验、中学物理、传统实验教学、实验效果评估、教学模式改革、作用、未来发展、总结。
1. 引言1.1 研究背景随着科技的不断发展和教育理念的变革,传统的中学物理实验教学模式逐渐显露出一些问题和不足。
传统实验教学模式通常采用教师讲解和学生操作的方式,学生在实验中的参与度不高,往往只是机械地按照步骤进行操作,对实验原理和结果的理解并不深入。
而且传统实验教学模式下,学生往往存在着实验数据记录不准确、实验结果分析不清晰等现象,影响了学生对物理知识的掌握和实验技能的提高。
1.2 研究意义中学物理实验教学一直是教育教学领域的重要研究课题之一。
作为中学物理教学的重要组成部分,实验教学在培养学生的实践能力、动手能力、观察能力和解决问题的能力等方面起着至关重要的作用。
传统的中学物理实验教学模式存在着诸多弊端,比如实验内容单一、实验操作繁琐、实验结果难以复现等问题。
研究如何改进中学物理实验教学模式,提高实验教学的质量和效果,已经成为当前教育教学改革的重要课题。
2. 正文2.1 DIS实验的基本概念DIS实验,即远程交互式实验,是一种利用网络技术在实验室中进行远程实验操作的新型实验方式。
它将实验场景实时传输到学生端,学生可以通过网络进行实验操作,观察实验现象并获取实验数据。
DIS 实验的基本概念是通过虚拟实验室和实验设备的数字化模拟,实现实验现场和学生之间的远程交互,有效突破了传统实验受时间、空间和设备限制的局限性,提供了更加便捷和灵活的实验学习方式。
电磁学中DIS实验与常规实验的优化整合探究
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电磁学中DIS实验与常规实验的优化整合探究引言电磁学是物理学中的一门重要学科,它研究了电荷、电场、磁场、电磁波等现象和规律。
在电磁学的学习中,实验是非常重要的一部分,通过实验可以直观地观察和验证电磁现象,加深学生的理解。
传统的电磁学实验通常是分散的、单一的,学生只能通过多次实验来逐渐积累和理解知识,这种传统的实验教学方法存在效率低、重复性强等问题。
对电磁学实验进行优化整合,尤其是将DIS(数字化信息技术与电子实验)技术应用到实验教学中,既可以提高实验教学效率,又可以提高学生的实验能力。
一、传统电磁学实验存在的问题1. 效率低传统的电磁学实验往往需要较长的实验时间,学生需要花费大量的时间和精力在操作实验仪器上,导致实验的效率较低。
2. 重复性强传统的电磁学实验通常是单一的,学生需要通过多次实验来逐渐积累和理解知识,而这种重复性的实验容易让学生感到枯燥和乏味,从而影响学习积极性。
3. 缺乏直观性传统的电磁学实验通常只能使用一些简单的实验仪器,学生很难直观地观察和理解电磁现象,导致理论和实践之间的隔阂。
二、DIS技术在电磁学实验中的优势1. 效率高DIS技术借助数字化信息技术和电子实验仪器,可以使实验操作更加智能化和自动化,大大提高了实验效率。
2. 多样性通过DIS技术,可以实现多种实验的整合,使得学生可以在同一实验系统中进行多种不同的实验,减少了重复性和单一性。
3. 直观性DIS技术可以配置多种多样的传感器和仪器,使学生可以直观地观察和测量电磁现象,极大地提高了实验的直观性和可视化程度。
三、DIS技术在电磁学实验中的应用1. 利用虚拟仪器DIS技术可以模拟很多传统实验中使用的仪器,例如示波器、信号发生器、万用表等,学生可以通过虚拟仪器进行实验操作,减少了对实体仪器的依赖。
2. 实验数据的采集和分析利用DIS技术,可以搭建实验数据的采集和分析系统,学生可以通过计算机软件实时地获取实验数据,并进行数据分析和处理,提高了实验的准确性和可靠性。
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
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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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浅谈用DIS系统和传统实验研究自感现象
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技法点拨摘要:用DIS系统研究自感现象是在传统实验的基础之上,把传统实验中通电自感和断电自感现象中电流的变化趋势,通过DIS系统在计算机上清楚地呈现出来,帮助学生更好地理解自感现象中电流的变化。
关键词:DIS系统;传统实验;通电自感;断电自感“数字化信息系统”即DIS(Digital Information System)实验技术,是由“传感器+数据采集器+实验软件+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。
它是利用传感器和数据采集器等仪器采集实验数据,然后传送到计算机,利用计算机对数据进行快速处理,分析后的数据由计算机进行显示。
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。
它们的主要功能:实时地动态测量各种物理量并把它们统一转化成电信号送入数据采集器。
所谓“传统实验教具”,是根据教学需要而设计的可演示物理现象的仪器,可以是利用简单的工具和易得的材料因教而开发的自制教具,更加贴近生活而且能有效说明问题的创新型实验仪器和教具,满足实验教学需要;大部分是生产企业大规模生产的仪器。
本文将通过用两种不同的方式对自感现象进行研究,分析、对比传统实验和DIS系统实验的不同,以显示各个实验的优缺点,并提出自己对有关研究自感现象实验的一些观点。
《自感与互感》是普通高中课程标准实验教科书物理选修3-2中第四章第六节的内容,是在学习了电磁感应以后,对其的一个应用。
自感现象是一个特殊的电磁感应现象,它是由于线圈中自身的电流发生变化而激发出感应电动势的现象。
一、通电自感现象的研究1.传统通电自感实验如图1电路图所示,在实验过程中,先闭合开关,调节滑动变阻器,使两个灯泡的亮度相同,然后断开开关开始做实验。
闭合开关瞬间,发现与滑动变阻器串联的灯泡先亮,与线圈相连的灯泡后亮,最终两个灯泡达到亮度相同。
通过传统实验,可以明显地观察到在与线圈串联的支路中,由于电流的突然增加,线圈中产生自感电动势阻碍其增加,延迟了同一支路灯泡的亮起。
高中生研究性小论文:DISLab与传统实验的优缺点研究
![高中生研究性小论文:DISLab与传统实验的优缺点研究](https://img.taocdn.com/s3/m/70af9a3fb8f67c1cfbd6b819.png)
嘉兴市高中生“研究性学习”教学活动成果结题报告课题名称:DISLab与传统实验的优缺点研究研究时间:2018年3月——2018年6月学校:浙江省海班级:高二(7)班指导老师:沈陈组长:邓第一执笔人:姚小组成员:邓姚叶汪DISLab与传统实验的优缺点研究[摘要]在DISLab实验广泛应用的背景下,学生通过设计和改进传感器实验,与传统实验进行效果对比,总结其优缺点,进而明白学习需要选择最优的实验方式进行学习研究。
[关键词] DISLab 传统实验匀加速直线运动优缺点一、研究背景随着社会经济的进步,政府对教育的投入不断加大,高中物理教学中开始出现大量DISLab传感器,部分学校甚至建立了以传感器为基础的创新实验室。
DISLab实验的大量使用确实给物理教学带来了很多便利,但是否所有的实验都适合用传感器呢?我们有必要放弃传统实验,普通使用DISLab传感器吗?二、研究目的和意义利用DISLab的光电门传感器和位移传感器分别研究匀加速直线运动的规律,与传统实验进行对比分析,找出各种实验方法的优缺点,使学生明确物理探究方法的多样性、不完美性,研究需要适时选择最佳方案,同时让学生在研究过程中更好的掌握匀变速直线运动的规律。
三、研究方法研究方法:实验探究法对比法四、研究的过程在导师的引领下,从2018年3月到2018年6月,历时4个月左右,进行课堂研究,具体分工如下表:全体成员改装实验叶超汪志改进后二次实验邓源姚佳豪PPT制作全体成员撰写报告邓源姚佳豪参加课题成果展示时间任务2018年3月---4月中学习实验原理,进行实验操作,发现实验问题旬请教导师,改进实验装置2018年4月中旬---5月二次实验2018年5月---6月上旬2018年6月撰写报告、制作课件,展示演练,参加比赛1.实验器材准备与原理研究⑴传统实验:匀变速直线运动的研究实验装置:电火花计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺实验原理:利用打点计时器在纸带上打出的一列点,求出若干个计数点的瞬时速度,绘制出v-t图象,以探究小车速度随时间变化的规律。
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第二部分:研究目标和内容在这个课题研究中,我们将对DIS实验和传统实验进行两个大项,五个小项的比较。
一.硬件比较研究其中包括:1 .实验设备比较2 .实验误差比较通过硬件比较,我们将总结出两种实验在实验设备的先进性、操作的便捷性及可持续发展性方面熟优熟劣。
二.软件的比较研究其中包括1.对学生基本知识掌握难易度的比较2.对学生各方面能力培养的侧重点的比较3.对学生的情感、态度、价通过软件比较,我们将总结两种实验对学生各种能力发展的影响,对教师教学能力的影响,以及两实验间究竟是谁应第三部分:研究对象、过程和方法一.高中物理DIS实验与传统实验在硬件方面的比较1 实验设备比较(1)DIS实验中所用到的设备绝大多数是以二十世纪前沿科技作为技术理论支撑,二十世纪下半叶得到实际应用的具有微型计算机、传感器、数据采集器和软件。
其中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。
传感器中包括电流、微电流、电压、温度、声波、位移、力、磁、光电门等多种设备。
这套设备的特点是能快速、准确、动态地采集实验信息,并实现数字化显示,由计算机辅助进行分析处理(2)传统实验中所用到的设备,绝大多数是以十八、十九世纪的物理学知识作为理论支撑。
使用了几十年,甚至上百秒表、米尺、天平、弹簧秤、打点计时器、电压表、电流表、温度计等等这套设备的特点是每做一个实验必须由多种仪器组合使用,实验进程缓慢,精度不高,且要由人工进行大量的计算来2 DIS实验与传统物理实验在误差分析上的比较实验误差可以分为两类:系统误差和偶然误差。
传统实验中的绝大部分需要人工读取记录实验数据,因而偶然误差在自动采集实验数据,因而基本消除了偶然误差。
接下来的比较就是针对系统误差的。
(1)力学部分:1 时间测量:传统秒表测量时间或者是利用打点计时器。
秒表的最小数量级为0.1秒,而打点计时器是每两个点间隔0.02秒。
DIS实验会根据不同实验的要求调节测量时间的精度和范围。
其调整范围在“0.1ms~7500ms”之间。
就是说,可以验要求精度高。
即间隔时间极短来取样。
由于DIS采集器有四个通道,那么采样点时间间隔=数据采集器的时间间隔间隔调解范围在“0.4ms~30000ms”之间。
比如:在进行力学和直流电实验时可使用“快”,“默认值”,“慢”三行交流电(使用交流信息发生器)试验,可在|“0.1ms~0.5ms”之间设定或选“最快”“极快”挡。
如果做温度,压率的取样,可以大大提高实验的精度,减少偶然事件对实验的影响。
2 速度测量:传统实验是利用公式计算平均速度。
但大多数实验需要的是瞬时速度。
比如动能定理,机械能守恒等实验均需要他办法精确度不高。
DIS利用两个光电门就可以解决这个问题。
它的特点是可以记录物体瞬间通过门的速度,这个速度是瞬间的。
间隔3 匀速直线运动实验传统高中实验不但浪费时间,而且不能形象地说明问题。
DIS利用运动探头与小车连接,可以及时在电脑上显示小车的s-t图像。
即时监测小车是否是匀速。
4 验证牛三定律实验传统实验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。
可是由于弹簧的读数在小数点后一位,还是估读。
利用两个力传感器作相同的实验。
精度高,效果好。
因为该仪器不但能够灵敏显示微小力的变化,测量范围到小数点时描绘出作用力与反作用力的力变化图像,形象直观地看出作用力与反作用力的许多性质,如上图就是利用DIS所作(2)热力学部分:1 温度测量:传统实验利用水银温度计测量温度,精确度只在小数点后两位。
而且第二位是估读。
用DIS的温度探头做水加热温度变化的实验。
不但有良好的导热性能,准确的测出任意是课税的温度。
而且它的测量2 压强测量:传统实验是利用的方法求压强。
虽然P可以得到小数点后许多位。
但由于F,S测量的精度不高,所以P的值一只DIS的压强滩头,范围在(0kpa~100kpa),精度±0.4% 。
由于传感器灵敏度高,所以能即时准确反映压强。
在波意计算机将采集点准确标于P-V图上。
这些都大大减少了误差。
(3)声学,光学部分:在高中传统物理实验中,有许多复杂的实验是无法完成的。
如声学和光学中需要了解频率和光强的数值时,只能直接DIS的声波传感器和光强度传感器为我们提供了测量上述物理量的仪器。
声波传感器测量范围为(20db~100db),振动实验。
(4)电磁学部分:传统的电路实验的主要仪器是安培表,量程可到3A,误差为±0.01A。
伏特表量程可达15V,误差为±0.01V。
DIS的电流表,电压表精度在±0.4% 。
均采用数字表示形式,可以得到小数点后两位数据,并可根据不同试验,改上面我们结合DIS各个传感器的精确度,与传统实验仪器在实验误差上的比较。
我们基本可以得出,无论是在实验统实验。
那么,下面我们通过一个具体的实验来比较传统实验和DIS各自的特点,从而找出它们各自的优点和弱点。
附[案例分析] 《探索压强和体积的关系》(传统实验)实验目的:探究一定质量的气体,在温度不变时,压强和体积的关系。
实验仪器:1,注射器 2,铁架台 3,钩码 4,弹簧秤 5,气压计实验步骤:用测压计测量出当时室内的大气压强P 0 。
用游标卡尺测量出注射器内径,算出面积S 。
利用弹簧秤测量带有铁夹的活塞的总重量mg 。
将活塞推入注射器,并将注射器固定在铁架台上,将活塞上移一段,用橡皮帽封住一定质量的气体。
先在铁架两侧加相等数量的钩码,记录数量,得出钩码重量G 。
同时记录气体的体积。
适当增加或减少钩码数量,重复实验步骤6,做5次。
撤去钩码,改为弹簧向上拉,待活塞稳定后,读出弹簧拉里的示数和气体的体积。
适当改变拉力,重复步骤7,做5次。
记录数据:P0=99.1kpa mg=0.5N一个钩码的质量为50g 注释:G 总=mg+G ,P1= P 注意事项: 在活塞上涂润滑剂,以减少摩擦。
待活塞稳定后,在读数。
注射器要竖直放置。
不可用手触摸待测容器的器壁。
(DIS 实验)一,实验目的:探究一定质量的气体,在二,实验仪器:1,注射器。
2,压强传感器。
3,电脑。
三,实验步骤:1 注射器中保留一部分气体,将出口与压强传感器连接,压强传感器与电脑连接。
2 推动活塞改变密闭气体的体积,在电脑上会出现相应的压强值。
待稳定后采集,在左测数据栏留下相应压强值,在P-V 图上留下相应的点。
改变气体体积重复实验,绘出P-V 图像。
四,实验数据:通过上面的详案我们可以看出,DIS 所用的实验仪器简单,操作方便快捷,采集数据和绘图同步完成。
非常适合探究的规律。
就误差来说,由于采用了数字化实验,实验误差相比传统实验有了很大的下降,通过最后的PV 值我们可以看出基本验中是不敢想象的。
二 高中物理DIS 实验与传统实验在软件方面的比较1 对学生基本知识掌握难易度的比较次序G 总(N ) P1(kpa) F 总(N ) P2(kpa) V(ml) PV(kpa ·ml) 15.4 129.6 38 4924.8 24.42 124.0 40 4960.0 33.44 118.5 42 4977.0 42.46 113.0 45 5085.0 51.48 107.5 47 5052.5 60.5 102 50 5100.0 70.3 97.4 52 5064.8 81.5 90.6 56 5073.6 92.5 85.0 60 5100.0 103.5 79.3 64 5075.2 114.5 73.7 70 5159根据上海市二期课改的精神,我们利用一年的时间在吴淞中学和淞浦中学的两个年级针对传统实验和DIS实验做学生对基本知识掌握的难易度可略见一二。
附[案例分析1]研究物体动能与物体质量和运动速度的关系动能与物体质量和速度的关系E k=mv2/2非常简单的公式,传统实验较难得出这一结论,学生掌握这一概念大多靠公式和机械的。
而利用 DIS实验设备学生很容易利用图像总结出:E k=mv2/2,如图所示[案例分析2]为了比较两种实验,我对学生在做《匀变速直线运动的加速度》实验中,采用了两种实验手段--------传统实验和D实验后,我们把调查的问卷进行了总结,得出了以下结果:比较的不同方面传统实验DIS实验兴趣引起对实验效果的不同影响觉得传统的实验老套,没有现代的与生活相联系的先进设备,兴趣不如DIS实验的兴趣高;学生的主动性次之DIS实验,导致学习效果明显偏低。
有了先进的和现代生活相联系的技术;学生对实验的关注程度得到提高;主动认知的欲望增强,学习效果明显提高。
在概念的来源上对概念是从那些客观事物中抽象出来的,都能基本知道;但不全面,局限于匀变速运动的回答占多数。
很清楚,是从客观现实的各种变速运动中,不仅是匀变速运动。
在判断(即认知)物体的运动状态上良好良好在理解加速度的概念上理解清楚理解清楚在理解加速度概念的直观性上很好更好在明确加速度的内涵、外延;物理意义;与其它概念的区别与联系上加速度的内涵、外延基本清楚;物理意义基本明确;与速度等概念的区别基本清楚;加速度的内涵、外延基本清楚;物理意义知道得很清楚;与速度等概念的区别也非常清晰;(由于TI提供了图象的直观性)运用概念解决问题能力上能解释说明一些简单的物理现象;解决相关的物理问题;但应用时,方法太拘泥,不灵活,只想到用公式,而想不到用图象等简单方法。
能解释说明一些物理现象;解决相关的物理问题,而且,方法灵活多样,简单快捷,效率明显提高。
在对原来已经形成的不正确、不全面的概念的矫正上可以矫正一部分,但学生的印象不深;所以,很容易忘记,而又回到原来的概念上去。