朗威DISLab数字化信息系统试验室物理培训
朗威DISLab数字化信息系统实验室物理培训22页
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。
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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。
基于朗威DISLab自制教具探究阿基米德原理
114基于朗威DISLab 自制教具探究阿基米德原理用日常生活中常见的材料制成阿基米德原理演示仪，并引进朗威智能信息采集系统，仪器易于操作，精确度高，能获取连续的多组数据，同一组仪器可以进行浮力的一系列实验，不需要重新设计仪器，实现数据的即时处理与直观呈现，方便省时，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[1]。
一、实验系统介绍（一）朗威智能信息采集系统的简介DIS 是英文Digital Information System （数字化信息系统）的缩写。
DISLab 是数字化信息系统实验室的简称。
朗威智能信息采集系统包含传感器、探头、数据采集器和“朗威物理”软件，其中软件包括专用软件和通用软件，它们共同构成了基于数据实时采集和实时处理的完整的现代化实验教学平台。
它集物理量测量、智能化数据分析、数据记录和自动控制等功能于一体，实现了对物理实验的实时控制及对实验数据的自动化采集和处理。
（二）自制阿基米德原理演示仪1.升降台的制作升降台是将两个针管用塑料管连通，一个里面装满水并排空空气，通过推拉其中一个针管中的活塞推动另一个针管中的活塞达到灵活、连续升降的目的。
2.阿基米德原理教具制作用铝管制成的支架，横杆长25.2cm，竖杆高50.0cm。
升降杆是用橡胶棒制成的，与升降台原理基本一样，都是通过推拉针管来调节高度，不同的是使用升降杆时将一个力传感器固定在升降杆上，另外一个力传感器固定在一个竖杆上，支架是可拆卸的。
二、利用朗威DISLab 与自制阿基米德原理演示仪的实验过程实验仪器：朗威数字化信息系统、自制升降台、溢水杯、小桶、重物。
第一步：将两个力传感器插入数据采集器的两个通道中，再将数据采集器连接在电脑上，打开朗威数字化信息系统的通用软件，打开“计算表格”然后，设置变量“Fx ”。
第二步：将小桶挂在I 号力传感器上，对应变量F 1，现在给溢水杯中倒液体直至有液体向外溢出，然后对两个力传感器进行调零（调零后小桶自身的重力以及桶中液体的重力对实验结果将不会造成影响）。
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。
用DIS定量研究安培力的实验方案
物理教学探讨Journal of Physics Teaching 第37卷总第527期2019年第5期Vol.37 No.5275.2019. 46 .用DIS 定量研究安培力的实验方案王明辉北京市大兴区第一中学，北京102600摘 要:DISlab (Digital Information System laboratory 数字化信息系统实验室)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"利用DIS 信息技术进行探究安培力大小的实验，较好地解决了传统实验方案中存在的问题。
能够全面、精确地探究安培力大小与各种因素之间的定量关系，加深学生对安培力大小计算公式的理解， 并提高学生利用现代信息技术自主探究、进行科学实验的意识，关键词：DIS 信息技术；安培力；探究中图分类号:G633.7 文献标识码：A 文章编号:1003-6148(2019)5-0046-31 现有问题探究安培力大小的影响因素是在学生学习 磁场、磁感线概念之后，学习磁感应强度之前的探究性实验。
通过控制变量法进行实验探究，寻找磁场对通电导线的作用力大小与相关影响因 素的定量关系。
人教版教材E 是通过通电导体棒在安培力作用下的偏移量来确定安培力大小的. 教科版回用弹簧测力计测量线圈所受安培力。
两 种实验方案的问题在于对安培力大小的测量数 据少。
且均只能探究安培力与电流、导线处于磁场中的长度之间的关系，不能分析导线放置方向及磁场强弱对安培力的影响。
而利用朗威DISLab 的微力传感器、电流传感器及安培力实验 器(如图1)则可以探究安培力与导线 和磁场夹角、电流、 有效长度的关系，经 过器材改进，也可以探究磁场强弱对安 培力大小的影响，为磁感应强度概念学 习奠定基础，甚至可 以利用实验数据计算得出实验中磁场 的磁感应强度大小。
图1实验装置2 基于DIS 信息技术的实验探究2.1实验器材DIS 数字信息实验系统，安培力实验器，微力传感器，电流传感器，大、小U 型磁铁各一对, 学生电源，滑动变阻器，导线若干。
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图9 电源的整流滤波电路
图10 不同的负载电阻整流后的输出波形
SCILAB科学计算软件
下载。 Scilab内含大量各类的数学函数、统计函数、 线性代数处理、矩阵处理、多项式计算、积 分微分、二十多类数学难题或方程式的求解。 另外，它亦提供约70项信号处理的过滤、采 样及转换等方法。它主要有三个功能：数值 计算、计算结果可视化以及图形化动态模型 仿真。这三个功能在物理教学中有着广泛的 应用
数值计算
利用Scilab计算出不同初始条件下单摆的 角度与角速度，并绘制出不同扰动系数下 单摆在相空间的轨迹图，以观察从有序到 混沌的变化过程。
扰动系数m=0
扰动系数m=0.17
扰动系数m=4.89
计算结果可视化
利用Scilab计算表征干涉光强的矩阵，并将其 作为颜色索引向量，绘制出牛顿环的干涉图像， 实现数据的可视化。
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。
谢谢！请多指教
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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”
参数设定：Param=Rmeasure Start=100 ohm ;Stop=1kohm;point=100 Param=Rbranch; Start=500 ohm;Stop=1.5kohm,point=3
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自由及开源软件的杰出代表
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。
DISlab在大学物理实验中的应用
DISlab在大学物理实验中的应用作者：王艳华呼和满都拉胡晓颖来源：《课程教育研究》2019年第06期【摘要】本文主要以DISlab在大学物理实验中的应用为重点进行阐述，结合当下DISlab 在物理实验教学中运用意义和DISIab在大学物理实验中应用为主要依据，从DISlab实验体系与物理实验融合教学和物理实验DISlab处理研究这两方面进行深入探索与研究，其目的在于加强DISlab在大学物理实验应用中的运作效率。
【关键词】数字化信息系统; 物理实验【中图分类号】G434;O4-4 ; 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）06-0234-011.DISIab在物理实验教学中运用意义大学物理实验教学就是通过实验帮助学生建立知识结构，在实验中充分理解教学理论和知识，通过实践操作和亲自动手尝试打破内心疑问，解决物理知识重难点，具有很明显针对性，能够吸引学生学习注意力，激发学生学习兴趣，调动学生学习积极性和主动性，有利于学生学习和掌握知识。
实验教学为物理教学质量提供了能够通过视觉和动手操作进行演示和直观探讨的机会。
物理实验教学是物理教学中的有效手段，能够帮助学生建立合理、科学的物理知识结构，帮助学生理解抽象知识和理论等内容。
不过在以往的物理课堂上无法实现物理理论知识和实验共同讲解的教学，因此，运用DISlab在物理实验教学中，将物理理论知识和实验教学与数字化DISlab技术结合在一起，让学生自身具有一定的数字化物理实验教学技巧和能力，增强学生的教学能力和水平。
DISlab是数字化信息体系实验的缩写，一般是由实验传感器、数字信息收集整理器、实验工具包、计算机等组成[1]。
应用DISlab实验体系在进行物理实验时，收集的物理信息更加准确和方便，是通过计算机对实验进行加工和处理，形成有效实验数据信息，学生通过这些数据变化参考能够迅速掌握实验变化和最终结果。
学生在以DISlab实验体系为中心进行物理实验过程中会不断提升学生的物理实验水平，同时会增强学生综合能力。
朗威DISLab与电磁学实验教学
利用图 57 所示的实验装置，可将愣次定律实验做进一步的升华：使单匝线圈与实验台 面平行，将条形磁铁的一端置于实验台面上，保持条形磁铁与实验台面和线圈的垂直，使之 做水平运动（图 59），此时没有感生电流出现；倘若使单匝线圈与实验台面产生一个夹角，
朗威®DISLab 与电磁学实验教学
电磁学是高中物理课程的重要组成部分，具有内容广泛、扩展性强、与现实结合紧密等 特点。但电磁学研究的对象相对抽象，再加上受限于传统的实验手段和方法，使一些物理现 象不能够清晰展现，影响了学生对物理规律的认识，特别是物理建模能力的培养。有的学生 甚至因为电磁学的“艰深、晦涩”而失去了学习物理的信心。
向与粗铜丝垂直，进行软件调零。接通学生电源，
可获得粗铜丝周围的磁感应强度测量值。改变传
感器与粗铜丝之间的距离，发现随着距离的减小，
磁感应强度增大。保持传感器与粗铜丝之间的距
图 60 笔者多年以前开发的直线电流磁场实验装置
离不变，调节滑线变阻器改变通过粗铜丝的电流， 发现随着电流的增大，磁感应强度也增大。
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。
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
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”。
朗威数字化信息系统实验室物理培训
定期组织培训课程，教授设备 使用方法和实验技能。
在线支持
提供在线技术支持和解答，解 决设备使用中的问题。
实践操作
通过实践操作，熟练掌握设备 使用方法和实验技巧。
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实验操作
实验准备
实验器材
确保所需的实验器材齐全 ，如物理测量仪器、计算 机、数据采集器等。
理论知识
掌握相关的物理原理和公 式，以便在实验中进行应 用。
实验操作与数据处理
指导学员进行物理实验操作，培养学员的数 据处理和分析能力。
物理实验原理与技术
讲解物理实验的基本原理、实验技术和实验 方法。
团队协作与创新意识
通过分组合作完成实验项目，培养学员的团 队协作精神和创新意识。
培训方式
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02
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理论授课
通过讲解、演示和案例分 析，使学员掌握数字化信 息系统在物理实验中的应 用。
安全措施
确保实验环境安全，穿戴 适当的防护装备，如安全 眼镜、手套等。
实验步骤
设置实验条件
根据实验要求，设置适当的实验参数 和条件，如电压、电流、温度等。
数据采集
使用数据采集器记录实验过程中的数 据，确保数据的准确性和完整性。
仪器操作
按照实验步骤操作物理测量仪器，注 意观察和记录实验现象。
异常处理
反馈意见汇总
将收集到的学员反馈意见进行汇总整理，分析培训的优缺点。
改进措施
根据评估结果和反馈意见，制定针对性的改进措施，提高培训质量。
经验总结
总结培训过程中的经验和教训，为今后的培训提供参考和借鉴。
THANKS
感谢观看
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培训效果评估
评估方式
考试成绩分析
DISLab对中学物理实验的帮助
DISLab对中学物理实验的帮助数字化实验室（DISLab）是一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件等构成的测量、采集、处理设备和与之配套的相应的实验仪器装备组成的实验室。
数字化实验室是信息技术与传统实验课程整合的重要载体。
基于传感器的计算机实时数据采集和计算机数据处理软件的计算机建模和图像分析等技术是开展中学物理探究教学的两大技术支撑,也是中学物理实验面向现代化,提升实验档次,加速实现中学教学向国际接轨的一条途径。
随着DIS实验室走进课堂,已经有越来越多的师生逐渐熟悉并喜欢上了这一设备,学生的参与热情十分高涨,学习态度认真,探究过程投入,并且都独立设计完成了不少实验课题。
同学们都表示通过学习获益匪浅,不但加深了对课堂知识的理解,而且体会到了探究过程的乐趣,也解开了不少疑问。
下面笔者想从两个方面谈谈学习使用DIS的体会,不当之处请大家指正。
一、DISLab对于实验中数据的实时采集、数据采集的精确度、数据的分析过程等方面的帮助作用非常大,也可以完成常规手段无法做到的实验1.数据采集情况可以借助微机实时显示,变化过程一目了然,结果得出顺理成章例如我们使用传感器来验证牛顿第三定律。
实验装置采用两个力传感器,一个数据采集器,微机一台（预装Logger pro3软件）,铁架台。
将一个力传感器固定在铁架台上,另一个挂在其下。
用手轻轻拉动下面的力传感器,在屏幕上就可以实时显示出两个传感器之间的相互作用的大小变化情况(如图1所示)。
学生对照屏幕,可以很直观的“看出”作用力与反作用力之间大小相等、方向相反、作用在两个物体之间的性质。
而以前我们用两个测力计是不能将这个实验诠释得如此通透。
2.实验精度高,可以不计偶然误差【牛顿第一定律的演示】线性运动传感器,高精度水平导轨,小车,数据采集器,微机。
由于DISLab配备的高精度水平导轨和小车之间摩擦极小,可忽略不计。
小车在导轨上运动时几乎不受外力,与匀速直线运动的拟合度极高。
朗威数字化信息系统实验室V6_0位移传感器的局限性
1
引
言
朗威数字化信息系统实验室 V6. 0 位移传感 器利用超声波来测位移, 经数据采集器 , 通过与计 算机连接 , 可实时测量和显示位移数值和位移随 时间的 变化 规 律, 对 需 动 态 测量 位 移 值, 绘 制 位移 时间图像带来了极大方 便. 笔 者试图通过 位移传感器定量测量当地重力加速度 , 将实验数 据导入 Excel, 处理得出结果, 但实验结果与实际 值差异较 大, 说明朗 威数字 化信息 系统实 验室 V6. 0 位移传感器在测重力加速时存在局限性.
第 30 卷 第9期 2010 年 9 月
物
理
实
验
PH YSICS EXP ERIMENT AT ION
V ol. 30 N o. 9 Sep. , 2010
朗威数字化信息系统实验室 V6. 0 位移传感器的局限性
张步元
( 埭溪中学 , 浙江 湖州 313023)
摘 要 : 尝试用 D ISlabV6. 0 位移传感器在 不同条 件下测 量重力加 速度 , 实验 显示 : 测量 结果与 实际 值之间 差异 较
0. 85 0. 70 1. 00 1. 65 1. 15 2. 05
- 7. 15. 32. - 25. 45.
5 0 5 0 0
通过分析表 1 中的数据发现 : 1) 速度的变化 无规律, 有些数据显示增量为负数. 这不符合匀 加速运动的实际情况 . 2) 多数测得加速度的值都 比 g 0 大 , 有很多组的数值大得出奇, 这是违反常 理的 , 由于实验过程中存在着空气的阻力等因素, 测出的重力加速度应该比 g 0 小才符合规律 . 出 现这样错误起先笔者怀疑是操作中人为造成的, 为了减少系统误差 , 在位移传感器的发射器上沿 重心安装一个重锤做同样的实验, 以降低位移传 感器发射器的重心 , 尽量减少在下落过程中的偏 离, 结果大量的数据表明, 上述问题依然存在 , 显 然采取减小系统误差的方法是解决不了问题的. 笔者考虑 到是不是由于 自由落体的 加速度 大, 在短时间里能达到较大的速度 , 系统的采样效 果对速度是不是过于敏感呢? 对这点, 可以在水 平直轨道上来验证 , 实验中只挂 1 个钩码时加速 度就不大 , 速度的变化也不大 . 计算小车的理想加速度: 用天平测出小车连 同位移传感器发射器的质量 M = 231. 10 g , a= M 钩码 g/ ( M + M 钩码 ) = 1. 95 m/ s2 . 在多次实验的
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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。
谈DISLab系统在初中物理教学中的应用
谈DISLab系统在初中物理教学中的应用作者：王长治来源：《课堂内外·教师版》2018年第06期【摘要】当前随着信息技术的发展及新课程改革的深入，DISLab系统为初中物理教学带来了新的变革。
DISLab系统应用为初中物理教学增添了活力，同时也给物理教学注入了新的教学手段，进而促进教师和学生在教与学中方式的改变，师生也因而领略了DISLab系统的在物理教学中的魅力，学生也进一步增强了对物理学习的兴趣。
【关键词】 DISLab系统；物理教学；教师行为；学生行为一、DISLab简介DISLab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。
数字化实验室其主要特点是：提供人性化操作平台，方便探究实验学习。
设立多种拟合方式，数据和图像一一对应，图像点对应数据点可以实现闪动。
同时多窗口数据和图像，方便比较。
数字化实验室具有网络教室功能，利用教师机，可以调阅学生实验屏幕。
学生可以提交实验报告，包括数据和图像等。
DISLab巨大优势是——直观。
二、DISLab系统与传统实验的区别实验是物理学的基础，每一个物理概念和规律都是建立在相应的实验基础上。
传统物理实验教学中由于仪器的落后以及实验条件的限制，很多物理实验只能做定性分析，教师演示，让学生观察。
教师启发学生进行推理分析最后得出结论。
在学生分组实验中存在着误差较大，数据采集慢，读数不方便，更为重要的是数据处理手工完成，效率低，误差大。
还有的物理量无法直接测量，而且在许多分组实验中都是学生按教师设计好方案进行，学生缺乏独立思考和创造性活动，各种仪器的测量都是由学生来读数、记录数据，然后都是人工进行数据处理，绘制图线，往往所得结果与理论结果大相径庭。
而DISLab系统在物理教学中的运用是初中物理实验教学在新技术下创新，学生利用DISLab可以把探究问题的范围及深度有所扩大，由于计算机技术应用于物理学科教学，使得实验中，学生对数据处理的能力大大加强，学生从而能更深层次地探究客观的物理规律。
浅谈利用朗威数字化实验系统对高中物理实验的拓展
浅谈利用朗威数字化实验系统对高中物理实验的拓展简阳市阳安中学课题组周浦良摘要从实验仪器、实验原理、实验目的三个角度论述运用朗威数字化实验系统对物理实验进行拓展，提出从多个角度对物理实验进行拓展研究是探索数字化实验系统与物理课程整合的有效途径之一。
关键词数字信息化实验系统物理实验物理实验拓展物理实验教学是物理教学的主要内容和手段，是培养学生科学素质和提高学生分析物理问题能力的有效途径。
信息化、数字化是二十一世纪的重要标志，是当今世界经济和社会发展的大趋势，以网络技术和多媒体技术为核心的数字化信息技术已成为拓展人类思维的创造性工具。
在基础物理教学领域，数字化数字化信息技术与物理课程的整合日益成为人们关注的焦点，并获得了丰富的理论与实践的成果。
一、问题提出的背景1、数字化数字化信息技术与物理课程的整合的意义数字化数字化信息技术与课程整合的内涵要求运用数字化信息技术作为工具，使课程内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式实现全新的变革，促进教学过程中的各个要素和环节实现全面优化。
目前，数字化信息技术与物理课程整合的方式主要有三种：以传感器的方式进入物理教学的实验领域；以仿真模拟的方式进入物理教学的思维领域；以网络通信的方式进入物理教学的交流沟通领域。
将数字化信息技术有效融合于物理教学过程来营造一种新型的教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学的方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使学生的创新精神和实践能力的培养真正落到实处。
2、数字化实验系统与物理课程整合的优势数字化实验系统是一种全新的软硬件一体化的实验系统，它具有多类型的传感器、多通道的数据采集器、多样化的自主操控平台以及强大的函数图像处理系统，实现了实验手段数字化、测量呈现实时化、现象规律可视化、操作测量简单化，在真实实验的基础上实现了数字化信息技术与物理实验教学的整合，在延续传统的同时超越传统。
朗威DIS生化实验实例
电导率传感器
LW6162
量程：0~20mS/cm；分度：0.001 mS/cm
温度传感器
LW6121
量程：-20℃~+130℃；分度：0.1℃
高温传感器
LW6163
量程：0℃~+1000℃；分度：1℃
压强传感器
LW6122
量程：0kPa~300 kPa；分度：0.1 kPa
色度传感器
LW6164
量程：0～100％，分度 0.1％
三、朗威®DISLab V6.0 生命科学实验实例……………………………………...P29
实验一 半透膜的性质………………………………………………………………...P30
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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 V6.0
化学、生命科学用户手册
实验二 温度对变温动物呼吸作用的影响…………………………………………...P30 实验三 酶的特性（一、二）…………………………………………………………...P31 实验四 影响酶催化作用的因素（一、二）………………………………………..…P33 实验五 神经冲动的传导……………………………………………………………...P34 实验六 蒸腾作用……………………………………………………………………...P35 实验七 温度变化对恒温动物呼吸作用的影响……………………………………...P36 实验八 温度变化对植物呼吸作用的影响…………………………………………...P36 实验九 酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸对比实验……………………………………...P37 实验十 温度对酵母菌呼吸作用的影响……………………………………………...P38 实验十一 酸碱度变化对酵母菌呼吸作用的影响…………………………………...P39 实验十二 光合作用（一、二）…………………………………………..….........…P39 实验十三 光照强度对光合效率的影响（一、二）……………………………………P41 实验十四 二氧化碳浓度对光合作用效率的影响（一、二）……………………….P42 实验十五 温度对光合效率的影响（一、二）………………………………………...P43 实验十六 光质对光合效率的影响（一、二）……………………………………….P44 实验十七 不同水质对好氧细菌繁殖的影响………………………………………...P45 实验十八 酸碱度对好氧菌繁殖的影响 …………………………………………….P46 实验十九 不同饮用水溶解氧含量的测定…………………………………………...P46 实验二十 种子萌发（一、二）……………………………………………………...P47 实验二十一 不同土壤酸碱度的测定……………………………………………...…P48 实验二十二 蒸腾作用与温度、光照强度的关系（一、二）..…………………….P48
DIS物理实验演示与操作 ppt课件
拉力 、压力 和撞击
推力
拉力
撞击
超重和失重
手持挂有重物的力 传感器，沿垂直方向 快速运动。
选用质量较大的物 体（如8N），可以充 分展示图线的特征， 但不要超过10N。
实验界面
上升阶段的超重
下降阶段的超重
上升阶段的失重
电流传感器
电压传感器 灯
滑动电阻器
DIS物理实验演示与操作
• 点击“开始记录” 和“传感器调零” 。 • 接通电源，点击“记录数据”，将一组电压、电
流值记录在软件的表格中。 • 以适当的电流间隔，改变小灯泡的电流，同时点
击“记录数据”，记录不同电流以及对应的电压 值 。额定电流较大的小灯泡，间隔可相应增大。
2、各组实验可能会有干扰。
3、避免气流扰动（空调、电风扇、 气垫导轨等）。
DIS物理实验演示与操作
DI点S图击物进 线理入窗组口实合验演示与操作
DIS物理实验演示与操作
DIS物理实验演示与操作
点D击I选S择物图线理2 实验演示与操作
通过拟合图线方程读出 斜率，即加速度a
点击拟点点合击击按线拟其键性合他，拟，处选合选理择择，拟选合择方求程导 点击选择区域按键，选择有效区域
DIS物理实验演示 与操作
上海市中小学数字化实验系统研发中心
实验列表
1、运动物体的位移、速度、加速度 2、牛顿第三定律；超重与失重 3、平抛运动 4、小灯泡的伏安特性曲线 5、通电螺线管的磁场分布 6、电容充放电 7、利用微电流传感器探究电磁感应现象 8、玻意尔定律 9、摩擦生热；压缩气体做功使温度升高 10、法拉第电磁感应定律 11、机械能守恒定律 12、向心力研究
数字化信息系统实验室在中学物理新课程教学中的应用
数字化信息系统实验室在中学物理新课程教学中的应用作者：马少军来源：《教学研究》 2013年第6期马少军（临洮县第二中学，甘肃临洮730500）[摘要] 数字化信息系统实验室不仅在物理实验设备的技术硬件方面进行了全新的信息化升级，而且丰富和完善了物理实验教学的内容，改变和突破了传统的实验教学方法，创造了一种全新的物理实验教学模式。
在物理实验教学中，科学合理的利用和发挥数字化实验的优势，促进实验教学的现代化，能够提升实验教学的档次，培养学生的创新意识和实践能力，为学生的终身发展奠定坚实基础。
[关键词] 数字化信息系统实验室；新课程；中学物理；实验教学[中图分类号]G633.7[文献标识码] A[文章编号] 1005-4634 (2013) 06-0115-05数字化信息系统实验室(Digital InformationSystem Laboratory)，简称DISLab，是基于计算机技术，在传统的实验仪器设备的基础上集成了力、热、光、电、声、磁等用于数据采集的高智能数字化传感器和进行数据处理的专用实验分析软件的新型智能化实验平台。
它能够高效、灵活、多变量并行采集和处理数据，输出信息在终端可以以示波器、电流表、电压表等虚拟仪表的形式显示，同时支持对实验结果的线形、曲线、二次及高次曲线的拟合分析。
用户也可以自定义变量和表达式，实现包括高阶多变量函数在内的复杂运算的自动化处理。
数字化信息实验室系统的工作流程如下：实验装置一传感器一数据采集器一电脑随着教育现代化的不断深入，数字化实验教学越来越多的进入到普通中学的实验课堂。
因此，学习和研究数字化实验教学已经成为新课程背景下实验教学的趋势和方向。
1 数字化信息系统实验室的应用策略物理实验教学通常分为演示实验和学生实验。
演示实验是根据教学内容的性质和要求，由教师操作展示，以帮助学生获取新知识或巩固验证知识为目的的实验过程。
演示实验是教师在实验教学中最为主要的部分，其显著特点就是具有示范性、高效性和直观性，能将学生不易理解的抽象知识具体化、形象化和临场化。
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数值计算
利用Scilab计算出不同初始条件下单摆的 角度与角速度，并绘制出不同扰动系数下 单摆在相空间的轨迹图，以观察从有序到 混沌的变化过程。
扰动系数m=0
扰动系数m=0.17
扰动系数m=4.89
计算结果可视化
利用Scilab计算表征干涉光强的矩阵，并将其 作为颜色索引向量，绘制出牛顿环的干涉图像， 实现数据的可视化。
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。
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不同的音色，不同的波形
（a）小提琴 （b）大提琴 图2 小提琴和大提琴的发音波形
7
实验二
探究拍的波形，量度拍频。学生可 以通过观察拍的波形，加深对波的叠加 规律的理解。
频率相差大约2Hz的两个音叉
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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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自由及开源软件的杰出代表
★Linux ★Netscape 提供他们的 Navigator浏览器的源代 码，其后发展成为现今非常受欢迎的Mozilla(或 Firefox)浏览器 ★ Sun公司 办公室套件 除了操作系统、浏览器及办公套件外，在 数据库、中间件、开发环境、测试工具、电子 商务平台、群件、教育软件等领域里都有大量 成熟的自由及开源软件存在。 3
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3 自由及开源软件在物理教育中 的应用举例及讨论
Praat 声音分析软件
免费从 http://www.fon.hum.uva.nl/praat/ 下 载 录制声音，实现声音波形的图形化，能实 现声音的声谱分析，音高分析，共振峰分析， 音强分析等几乎所有的语音分析。 6
实验一
⑴探究敲打力度与声音的响度、波形的振幅之 间的关系，探究声音的音调与音叉频率之间 的关系，精确的测量音叉的频率，探究声音 的音色与波形的关系。
Байду номын сангаас
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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”
参数设定：Param=Rmeasure Start=100 ohm ;Stop=1kohm;point=100 Param=Rbranch; Start=500 ohm;Stop=1.5kohm,point=3
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 2006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。
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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。
图形化动态模型仿真(Scicos)
Scicos (SCILAB connected object simulator)是一 种基于SCILAB平台的图形化动态模型仿真器，它 可以直观、有效地表现物理过程或数字模型中的数 据传递、演算、变换、显示等过程。本例“李萨如 图形”的图形化模型仿真就是它的一个简单应用。
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。 此外，在高中及大学物理教学中，我们还可应用到很多著名的自由及 开源软件，其中包括制作立体及虚拟真实的各类物理课件。最后，通过以 上的介绍和应用例子的说明，我们期望能启发更多物理教师去尝试采用及 推广自由及开源软件在物理教学上的有效应用。
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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。
自由及开源软件在教育中应用的优势
⑴节约有限的教育经费，缓解教育行业资金短缺 ⑵倡导合法、规范地使用软件的风气 ⑶自由及开源软件的运行更加稳定和安全，并对 硬件的要求不高，可拯救部分被淘汰的旧计算 机设备。 ⑷自由及开源软件可以培养人的创新精神，使教 学资源发挥最大的收益。 4
尽管自由及开源软件有如此多的优势， 但由于其发展还不够完善，存在着一些局限 性，如需要对老师和学生的计算机能力的再 培训，技术支持的缺乏，硬件驱动的无效， 加之学校管理层对自由及开源软件缺乏认识 以及来自专利软件的压力，使其应用受到了 一些限制。
图9 电源的整流滤波电路
图10 不同的负载电阻整流后的输出波形
SCILAB科学计算软件
下载。 Scilab内含大量各类的数学函数、统计函数、 线性代数处理、矩阵处理、多项式计算、积 分微分、二十多类数学难题或方程式的求解。 另外，它亦提供约70项信号处理的过滤、采 样及转换等方法。它主要有三个功能：数值 计算、计算结果可视化以及图形化动态模型 仿真。这三个功能在物理教学中有着广泛的 应用