DIS实验系统在初中物理实验教学中的应用

陈行银

摘 要： 传统实验教学在教育现代化进展中已逐渐不能满足学生发展的需求，局限于课堂、书本，不能很好锻炼学生的动手能力、创新能力、数据处理能力，也不能充分调动学生的主观能动性。新教育形势下，DIS实验便应运而生。

关键词： DIS实验系统 传统实验 实验教学

DIS实验系统即数字化信息实验系统，由计算机、数据采集器、传感器、教学软件等组成，相对于传统实验，DIS实验系统有着诸多优势，如速度快，精度高，输出信号便于传输、转换、显示、处理，能实时、动态的测量各种物理量，还能测出传统实验仪器无法测量的物理量，如磁传感器能测量磁体及电流周围的磁感应强度等，不仅如此，DIS有着不同的数据处理方法，因此能培养学生的数据处理能力和创新能力。由此可见，DIS实验系统在物理实验教学中的作用显得异常重要。以下我将列举出DIS实验系统在初中物理实验教学中应用的几个实际例子。

一、物体运动

要描述物体运动必须有物体的位移信息和相应的时间点，传统实验是固定好刻度尺读取位移，还要利用停表记录时间，这样过多的人为主观因素给实验造成较大的误差，特别是时间记录误差更大，如研究速度的变化实验中，通常是测量出前半程和后半程的路程，以及各自所用的时间，再来算出前后速度的变化，该实验最大的可能误差就在于时间的测量，而且只有两组数据，而改用DIS试验系统后，利用位移传感器研究物体的运动可以把每一时刻的位移和时间点一一记录下来，时间与位移的数据相应性非常可靠，非常有效地减小误差，之后对数据组进行数据处理，可以得出任意间隔内的速度大小，更精确地说明速度变化。除此之外，还能利用DIS实验系统自动描述出运动的图像，而不用再像以往取点描点，不仅节约了大量时间，而且对学生理解匀速、变速运动的特点更有利。

二、声音

声音的特性包含了响度、音调、音色，传统实验是利用音叉弹开乒乓球的幅度大致比较出响度与振幅的关系，而音调的本质却难以借助实验描述出来。DIS实验系统利用声音传感器捕捉声信号，通过图像描述出来，声波的图像一目了然，更生动地描述了声音的本质，再通过比多次强弱不同的声音，形象生动地总结出声音的响度与振幅的关系，而通过对波形的分析，音调与频率的关系则更清晰。如果通过男生、女生的声音进行对比分析，则不仅能说明男生女生在声音响度、音调上的区辨，还能充分激发学生的学习兴趣，可谓一举多得。除此之外，通过DIS实验系统还能很好地描述出乐音和噪声的区别。

三、力

传统教学中经常用弹簧测力计测量力的大小，通常受到精度、读数的影响，由于弹簧测力计本身的构造，因此会受所测量力的方向限制。相对于弹簧测力计而言，力传感器不仅可以一键调零、自动读数，在精度值方面更是无可挑剔，而且可任性测量各方向的力。在实验教学中作用尤为明显。

在作用力与反作用力实验中，以往都是通过两根弹簧测力计对拉说明作用力与反作用力的关系，但由于弹簧秤精度太低、两根弹簧秤不等值、无法动态比较“等时性”等限制，结论的说服力大打折扣。

通过DIS实验系统实验，可以给予学生三方面很直观的感受：

1.发现作用力与反作用力的大小方向的关系。

2.体会出的大小关系的“同时”。

3.体会出作用力与反作用力“总是”大小相等。

在探究杠杆的平衡条件的实验中，往往是提出多种猜想后，再设计实验得出数据并进行分析，但在传统教学中，如果对大量数据进行分析往往要花费大量时间，结果造成课堂时间安排的失调。而对于DIS实验系统，其优势在于强大的数据处理，在输入原始数据后就会自动处理，节约了大量课堂宝贵时间。

DIS实验系统的数据处理能力不仅如此，在九年级物