利用DIS優化高中物理實驗教學

林萍

摘要：高中物理不僅要求學生掌握基礎的理論知識，還要學生具備一定的實驗探究能力，這樣才能保障學生物理核心素養的發展。隨著信息技術的發展，DIS實驗走進了高中物理課堂，極大的提升物理課堂趣味性。但是其與傳統實驗方式有著一定區別，教師想要利用DIS優化高中物理實驗教學，就需要與時俱進，不斷調整教學方法，促使學生更主動的展開物理知識探究。

關鍵詞：DIS;高中物理;實驗教學

分類號：G633.7

DIS實驗是指利用傳感器獲取實驗數據，通過數據采集器采集相關數據，隨后利用電腦處理相關數據，最終得到實驗結果。DIS實驗可以極大的提升物理實驗精度，從而促使物理實驗教學更加高效。隨著新課標的推進，高中物理教學要求課程內容與現代生活更好的結合起來，從而引導學生積極參與、善于實驗、樂于探究。DIS實驗正符合新課標要求，因此教師要善于利用這一技術去提升學生的科學探究能力和問題解決能力，實現優化高中物理實驗教學的目的。

1.DIS在高中物理實驗教學中的作用

1.1激發學生的物理學習興趣

在高中物理教學過程中，與書本內容相比，實驗教學可以有效激發學生的學習興趣，促使學生更主動的投入到知識探究中。但是傳統實驗教學儀器相對簡單，只能完成一些簡單易行的實驗，很難滿足學生的求知欲。學生在完成相關實驗后并不會獲得成就感，所以在培養學生物理學習興趣方面效果也不理想。DIS融合了現代信息技術特點，更貼近時代，也更符合學生的認知，所以可以有效激發學生的物理學習興趣。在教學過程中，教師要合理利用這一教學方式，將學生的好奇心和對實驗探究的興趣轉化為求知動力，讓學生在興趣驅動下更深入的進行知識探究。

1.2更好培養學生的物理核心素養

高中學生在物理學習過程中需要面對大量實驗，實驗不僅可以幫助學生鞏固理論知識，還有助于學生對知識內容產生新的認知，強化教學效果。此外，物理實驗還能強化學生實驗探究能力。由此可見，物理實驗在學生物理核心素養的形成過程中發揮了無可取代的作用。因此高中物理教師應當不斷更新教學理念，學習新時代的知識內容，在科學的引導下，促使學生物理核心素養更好的發展。DIS實驗不僅僅是手腦并用的實踐活動，其依托于現代科技可以更好的激發學生的探究熱情，對培養學生創新能力有著極大的幫助。并且實驗過程中通過收集相關資料、收集數據并分析等活動，可以促使學生科學思維能力以及分析論證能力得到極大發展。

2.如何應用DIS實驗優化高中物理實驗教學

2.1在較難觀測的實驗中應用DIS

在高中物理實驗教學中經常會遇到一些難以觀測的實驗，這部分實驗現象很難清楚的呈現到學生眼前。傳統實驗教學由于技術限制，很難解決這一問題，教師通常會結合口頭講述促使學生更好的理解相關內容，但是這種方式并不能促使所有學生了解實驗內容。所以教師可以將DIS實驗應用于這部分實驗教學過程中，讓學生更直觀的看到實驗現象，從而更好的理解相關內容。比如在“觀測電容器的充放電”實驗中，傳統的電流表只能通過指針偏轉和電流方向來顯示現象，并不能具體觀察到電流的大小變化。而利用電流傳感器通過電腦就可以清楚的把電流隨時間變化的規律呈現出來，讓學生更清楚的看到實驗現象，強化教學效果。

2.2在難以控制的實驗中應用DIS

在高中物理教學中還會經常遇到難以控制的實驗，如果只憑人力控制，很難產生誤差，影響到實驗效果。比如在“測量最大靜摩擦力”教學實驗中，傳統實驗多是將裝有細沙的小桶通過滑輪與小滑塊連接，在拉動小滑塊的瞬間用小桶與細沙的重力反應小滑塊的最大摩擦力。在實驗中滑動的瞬間很難控制，并且細繩與滑輪的摩擦也會造成測量結果的誤差。而DIS實驗可以利用力傳感器與電腦簡化實驗內容，更高效的得到更精準的結果。

2.3在數據處理要求較高的實驗中應用DIS

課堂教學時間有限，高中物理教師為了更好的把控課堂時間，在實驗教學測量時往往會粗略計算，影響到數據精度。甚至部分內容只進行定性分析，很難精確的向學生展現實驗結果。實驗過程注重樂趣和科學性，而實驗結果是對科學性的求證，所以準確的結果在實驗教學中也有著非常重要的意義。比如在探究向心力大小與相關變量之間的關系時，傳統的向心力演示器不能定量得到向心力與質量、角速度和半徑的關系，只能進行定性的分析。而DIS向心力實驗演示器可以定量得到向心力與質量、角速度和半徑的關系，優化教學效果。

2.4在精度要求較高的試驗中應用DIS

由于摩擦力的存在，任何實驗都會存在誤差。實驗誤差可以分為系統誤差與偶然誤差，后者屬于可避免因素。在傳統高中物理實驗教學中，由人工讀取和記錄實驗數據，很容易出現偶然誤差。而DIS實驗可以自動采集數據，并且可以憑借軟件進行數據擬合，可以最小化偶然誤差，提升實驗精度。比如在“平拋實驗”中，二維空間掃描儀的傳感器可以將平拋物體軌跡傳輸到電腦中并進行掃描，電腦通過對掃描點的處理可以最大程度減少實驗誤差。

3.結語

在高中物理教學過程中，實驗教學可以提升課堂趣味性，同時還能幫助學生更好的理解知識內容，有利于物理教學質量的提升。但是傳統物理實驗教學存在較多限制，很難最大化實驗教學的作用。隨著DIS走進高中物理課堂，其可以更好的激發學生的物理學習熱情，并且在現代信息技術的配合下可以實現物理實驗教學的優化。因此高中物理教師應當合理利用這一教學方式來構建高效課堂，促使學生物理核心素養的發展。

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本文系福建省中小學名師名校長培養工程專項課題“利用DIS優化高中物理實驗”（課題編號WLDTR201910）的階段性研究成果。