朱瑞珠

摘 要： 本文從教學(xué)實際出發(fā)，闡述如何把DISLab儀器設(shè)備這種快捷處理數(shù)據(jù)的儀器與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，充分發(fā)揮它的長處，幫助師生提高課堂教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞： DIS實驗 商助物理 輔助實例

一、傳統(tǒng)教學(xué)遇到的困難

物理學(xué)是一種來源于生活實際的學(xué)科，很多規(guī)律定律都是從實驗中總結(jié)概括出來的，經(jīng)過提升去除雜質(zhì)，最后應(yīng)用到生活中的一門學(xué)科科學(xué)。在這個過程中，觀察與思考能力要求很重要，觀察與思考的載體是實驗，認真觀察實驗現(xiàn)象，思考為什么會這樣，真實情況是怎樣，這是在教學(xué)過程中必須培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)習(xí)慣。處理數(shù)據(jù)，這是學(xué)生最害怕的事，因為學(xué)生的數(shù)學(xué)運算能力很弱，更何況科學(xué)家們在數(shù)據(jù)處理時都是借助電子產(chǎn)品，在實際實驗過程是不能用手計算的，太煩瑣，還很容易計算錯誤。那么，在課堂上，時間是有限的，如果數(shù)據(jù)處理時間占用太多時間，將影響得出結(jié)論的速度與準確率，更何況有些實驗需要多次進行，不可能是很剛好的數(shù)字，必須尊重科學(xué)，這樣上課效率根本無法保障。

在這種情況下，DIS實驗處理數(shù)據(jù)技能剛好能幫上大忙。

二、簡單描述DIS實驗特點

DIS實驗系統(tǒng)是英文Digital information system的縮寫，通常翻譯為數(shù)字化信息系統(tǒng)，它是由傳感器、數(shù)據(jù)采集器與圖形計算機（有實驗軟件包）組成的，其中傳感器用來快速、高精度地實時采集實驗數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闃藴实碾娦盘杺鬏斀o數(shù)據(jù)采集器。采集器對傳感器傳輸?shù)碾娦盘栠M行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)分析，然后將結(jié)果傳輸給計算機。計算機通過數(shù)字化實驗系統(tǒng)軟件中的專用軟件和通用軟件，以數(shù)值、圖表、曲線等各種方式表現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)要求對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、計算、曲線猜想與擬合等各種分析與處理。特點是：處理數(shù)據(jù)速度迅速，在某些實驗中選擇適當(dāng)?shù)能浖芊从橙我鈺r刻物理量的變化，器件輕小、便于攜帶，在特殊場合如野外也能使用。

DIS實驗有很多現(xiàn)成的實驗軟件包，筆者不再詳細解說。我們有時可以根據(jù)教學(xué)實驗的要求，對軟件重新組合成適合自己教學(xué)需要的實驗裝置，下面就《驗證機械能守恒定律》一課中的探究實驗，利用DIS實驗系統(tǒng)重組了一個裝置，真正充分利用了DIS實驗的快捷、方便，達到提高課堂教學(xué)效率、調(diào)動學(xué)生探究實驗的熱情的目的。

三、《驗證機械能守恒定律》傳統(tǒng)實驗與DIS實驗相比較

1.傳統(tǒng)實驗特點

在高中物理實驗室里，這個實驗主要使用的儀器是打點計時器配合紙帶重物完成，實驗原理比較簡單，麻煩的是實驗數(shù)據(jù)的處理，雖然實驗原理簡單易懂，但對于不能使用計算器的學(xué)生來說，計算能力不強的容易出錯，使實驗結(jié)果的得出既慢又不準確，如果需要多次測量得出結(jié)論，多次反復(fù)計算在課堂上是不符合實際的。那么，如何讓學(xué)生既明白實驗原理及處理數(shù)據(jù)的方法，又在課堂上得出多組數(shù)據(jù)讓實驗結(jié)果更有說服力呢？傳統(tǒng)教學(xué)有幾種處理方式：（1）課堂上先由理論得出結(jié)論（有的直接得出結(jié)論），并學(xué)會運用定律，老師再另找一個課時用實驗驗證重物在自由下落過程中的機械能守恒。這種方法的不足體現(xiàn)不出實驗出真理的學(xué)科特點。（2）在課堂上給學(xué)生一段時間進行實驗探究，得出結(jié)果后再用理論進行驗證。這種方法看起來非常完美，但在操作過程中時間拖拉很嚴重，實驗操作部分不到一分鐘（重物下落本身很快），但一次實驗后的數(shù)據(jù)處理卻需要至少十分鐘，更何況很大一部分學(xué)生計算比較慢，容易算錯，得不出正確的結(jié)果。

2.利用DIS實驗進行輔助教學(xué)

針對上面所述問題，如果我們利用DIS實驗進行這個實驗，就能克服數(shù)據(jù)處理的困難。具體方法如下：

實驗器材：光電門傳感器（2個），長金屬板軌道，細長形圓柱體重物1個。

實驗步驟：（1）按上圖把儀器裝備好。（2）讓重物從靜止開始下落，豎直地經(jīng)過兩個光電門傳感器。（3）事先在計算機里的相應(yīng)軟件上設(shè)計好實驗公式，由計算機對實驗數(shù)據(jù)進行處理。（4）重復(fù)前面步驟進行多次測量。（5）根據(jù)處理結(jié)果進行分析，得出實驗結(jié)論。

實驗優(yōu)點：這個實驗儀器很簡單，操作不復(fù)雜，最大的特點是借助計算機進行數(shù)據(jù)整合處理，非常方便，避免人工處理的不準確性，省時省力，把學(xué)生的注意力集中在實驗過程及結(jié)果分析方面，學(xué)生興致非常高，可以進行無數(shù)次的驗證，這一方法能讓學(xué)生把對數(shù)學(xué)處理的恐慌降到最低，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的熱情。

注意事項：需要細心。如重物下落時務(wù)必保持豎直，否則容易撞到光電門。再者，重物選擇圓柱體，在下落時要平動、不傾斜。否則容易使光電門測到的遮光長度比直徑長，那么測得的瞬時速度就會偏大，增加的動能也偏大，這就是表格中會出現(xiàn)增加的動能比減少的重力勢能大的原因。在傳統(tǒng)實驗中，這是不可能出現(xiàn)的。

四、結(jié)語

DIS實驗的優(yōu)點再多，不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)物理實驗，特別是對數(shù)據(jù)處理的能力，也是高考的必考能力之一，所以DIS實驗輔助教學(xué)強調(diào)的側(cè)重點與傳統(tǒng)物理實驗是有區(qū)別的，與教師的教學(xué)目的應(yīng)該互相呼應(yīng)。如果這節(jié)課的教學(xué)目的側(cè)重于原理規(guī)律的獲得，那么可以考慮DIS實驗，畢竟在真實的實驗室里，一位科研者要得出一個規(guī)律，是必須經(jīng)常使用計算機幫忙處理數(shù)據(jù)的。拋開高考的考試目的，對于簡單的計算，可以借助計算機得出結(jié)果，何樂而不為？至于傳統(tǒng)教學(xué)中的實驗數(shù)據(jù)處理能力，必須另外安排時間讓學(xué)生掌握，在信息化高速發(fā)展的時代，原始傳統(tǒng)的計算能力有它必須存在的原因。

參考文獻：

[1]余雪妹.高中物理DIS實驗和傳統(tǒng)實驗整合初探.物理教學(xué)探討，2011年第9期上半月.