DIS Lab在中學熱學教學中的應用

尉世民

摘要：隨著科學技術的發展進步，信息技術和與教育改革相結合，以技術為輔助的教育方式成為新世紀教育發展的方向。在這樣的教育改革形勢下，中學熱學教學作為中學物理課程的難點必須應用現代高科技的實驗器材和試驗手段進行教學，使中學熱學教學內容通俗易懂和深入淺出。本文對DIS實驗進行了全面介紹，并對DIS實驗在中學熱學教學中的作用和優劣勢進行了分析。

關鍵詞：DIS Lab實驗 中學熱學教學 作用 優劣勢分析

一、DIS Lab的相關說明

DIS Lab是Digital Information System Labratory的簡稱，中文為“數字化信息系統實驗室”。DIS Lab是一種專用于試驗室采集數據的智能化系統，由數據采集器、傳感器、計算機系統及配套軟件構成。數據采集器將傳感器采集的信息通過A/D轉換輸入計算機，并通過相應的輔助軟件對被測的信息進行各種數據處理，從而構建了一個現代化的數據測量和處理平臺。

二、DIS Lab在中學熱學教學中應用的作用

1.熱學試驗結果直觀顯示。熱學試驗結果的直接顯示是DISLab最大的特點，可以通過DIS Lab設備的輔助軟件在計算機桌面上直接觀察到試驗結果。熱學試驗結果的顯示方式有三種：數字顯示、示波顯示和儀器儀表顯示。顯示結果直觀、清晰和易懂。

2.數據的自動化采集。DIS Lab實驗系統是一個自動化的試驗數據采集、比較和分析的系統，使熱學試驗變得更加簡單和容易操作，試驗數據更加的精確。在使用DIS Lab實驗軟件系統之前，系統開發工程師就應經設定了軟件統計、計算和分析的程序，包括了中學物理熱學中的所有公式體系。并根據物理試驗的需求研制了信息化試驗系統的專用軟件系統和通用軟件系統，可以依據不同的需求選擇使用。DIS Lab實驗系統中表格計算功能可以隨心所欲地設置數據記錄時間間隔和數據統計分析方法，極大地方便了試驗數據的統計和分析。

3.數據計算分析的及時性。在熱學教學中，大多試驗需要進行定量計算。傳統的試驗儀器要對試驗數據進行一系列的記錄，再進行人工處理和計算機輔助計算。數據處理和計算緩慢，數據處理工作所花費的時間很長，不利于試驗的進行。而用DIS Lab系統時，直接進入軟件界面后，根據試驗需要選擇“計算表格”選項，設置好表格參數，再添加好各參數之間的關系，系統也自帶了熱學中所有的表達式供選擇使用。在實驗中，數據采集器將傳感器感應到的數據傳輸到軟件中，試驗的數據通過點擊鼠標可以及時顯示在計算機屏幕上，節約了繁瑣的計算和分析，減少了記錄和計算誤差。還可以設置更高的數據記錄方式如表格數據分析、圖形數據分析等，使試驗數據及時的得到處理和計算，只需要簡單的動手操作鼠標即可，簡潔方便。

三、DIS Lab 在中學教學應用中存在的問題

1.DIS Lab在物理教學中得不到重視。近幾年來，很多學校購置了DIS Lab設備，但由于DIS Lab設備比較昂貴，生怕在試驗教學中由于操作不當而損壞，從而不去使用。還有一些教師的計算機操作水平不高，對設備不會操作。另外，DIS Lab試驗需要大量的試驗材料，學校不愿花錢購置試驗消耗材料，而學生的物理試驗能力比較差，思維停留在抽象的課本知識的認知上，最后影響到學生的考試成績。

2.教師對教學再設計重視不足。DIS Lab設備為教師進行熱學試驗設計提供了很好的條件。但是傳統的試驗教學方式，教師是教學試驗的主體，學生只是參觀者，教師講解實驗過程，學生站在旁邊聽講和觀察，學生試驗操作能力差，教學方法依然單一，教學成果不明顯，學生對知識點記憶不深刻。

3.教師利用 DIS Lab 設計新實驗的能力不足。在實踐教學中，多數教師只是按照書本上所列舉的試驗教學作為試驗教學課程，并沒有自己去開發新的試驗教學課，試驗教學比較單一，試驗課程的開發與設計與教師的能力和精力有很大的關系，這就需要教師利用 DIS Lab 設計實驗的能力尚需加強。

四、DIS Lab 在熱學教學中的發展趨勢

1.DIS Lab應用技術的改進。DIS Lab在物理試驗教學中經過一段時間的應用后發現了許多問題，如無線的傳感器和數據采集器不能自由移動作業，不能自由移動作業，DIS Lab設備組合性也不太好，不同的儀器不能組合使用，情景試驗能力較差。因此，DIS Lab應用技術應該向網絡化和無線化發展，通過藍牙與電腦相連，擴展DIS Lab的使用空間。DIS Lab設備的傳感器探頭多功能化，可以適應各種不同的物理熱學試驗，避免了實驗中傳感器探頭的頻繁更換。DIS lab 軟件建立區域網絡連接，儲存實驗數據，實現試驗數據同享。學生和教師通過網絡可以查詢相關試驗過程和數據，以便學習和交流，鞏固物理試驗知識。

2.教師水平的提高和教學技術的改進。DIS Lab屬于高科技產品設備，其操作和養護需要有一定水平的計算機知識和專業的操作技能。中學物理教師僅限于物理知識，大多對計算機知識了解不是甚多，操作DIS Lab相當困難。因此，加強物理教師計算機知識的培訓，掌握DIS Lab設備的操作與維護，設置專門的物理實驗室操作人員進行管理和操作。DIS Lab在物理教學中要挖掘課本知識，創新設計多個實驗，把熱學抽象難度的知識點通過實驗以具體的直觀的展現給學生，提高學生的理解能力和動手能力。

五、結論

隨著國家對中學實驗教學的重視，DIS Lab這種先進的物理試驗設備得到了推廣和普及，改進了傳統試驗教學方式，提高了學生的試驗動手能力和知識點的理解能力。本文針對資金缺乏和教師的計算機水平和DIS Lab本身的一些問題進行分析，提出了物理熱學試驗教學進展不太順利和DIS Lab應用機會較少的因素，并提出了一些解決問題的意見。總之，DIS Lab在熱學教學中的應用已成為趨勢，問題需要改進，才能使教學能夠順利開展。

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（責編 張景賢）