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基于DIS物理实验的目的、内容及过程,高等教育论文基于 DIS(Digital Information System,DIS)的物理实验在以问题为载体,让学生通过使用传感器自个收集数据、利用计算机分析和处理数据,体验知识产生经过,学会学习,在这里经过中锻炼了学生分析、解决问题的能力1.基于DIS 的物理实验这种新型的学习方式以学生为主体,改变传统的学习方式,强调学生的主动探究,要优于传统实验教学.最近几年,在物理教学中,尤其重视学生物理实验方面的能力和发展.因而,DIS 技术整合物理实验教学,对改良和完善传统物理实验教学方式方法和手段具有极其重要的意义2-4. 二、DIS 简介及其研究内容 数字化信息实验系统 DIS 是一种新型智能数字化教学设备,主要是利用计算机辅助实验教学.利用数据采集器,教学传感器,及配套的软件对物理量测量、采集、控制、结果多模显示和智能化数据分析.该系统能够进行组合实验,同时采集四组数据,对实验数据可进行线形和曲线分析(二次甚至高次). DIS 实验研究可牵涉所有的物理量测量,并以数字或模拟信号发给数据采集器,数据采集器对采集到的数据进行简单处理,然后通过数据线与计算机相连,计算机对数据进行智能化分析.为普及使用,DIS 传感器和计算机组成的测量系统,能够独立地或是与传统的物理教学仪器相结合56.为师生进行物理实验教与学的互动平台提供了物质基础. 三、基于 DIS 物理实验的目的与意义 开设基于 DIS 的物理实验的目的是让学生通过查找资料、动手实验获得对实验经过的直接体验.对实验的一般步骤有相应的了解,为学习物理学及其专业课程打下基础.有研究者验证:基于 DIS 的物理实验教学对学生理解物理概念愈加有利,并且能够提升学生的创新能力7. 基于 DIS 的物理实验强调学生的主动探究,多样性的实验设备和方式方法激发了学生的兴趣,进而培养学生的创新意识和对科学问题探究能力.基于 DIS 的物理实验将改变传统按部就班的实验教学形式,转为以学生自主探究为主的实验操作和知识获取经过. 四、基于 DIS 物理实验的创新点 1、基于 DIS 的物理实验对学生与老师提出了新的要求基于 DIS 的物理实验中没有熟悉的套路规范,这给学生尤其是老师提出了挑战,物理实验中怎样选择问题,怎样扩展资料以备学生知识储备量不够,实验结论与实验数据会有多大的匹配,实验的不确定度的范围是多少等等都将因人而异,老师也应该随机应变.运用自个的教学智慧创造性地开展对学生的指导工作. 2、基于 DIS 物理实验的主体是学生基于 DIS 的物理实验强调以学生的自主性、探究性学习为基础,老师只是起必要的引导、协助的作用.学生按兴趣选择和确定实验课题后,分组进行实验,小组成员共同设计实验内容、确定实验原理,施行实验步骤、分析实验结果.学生真正被置于主体地位,能够充分发挥他们的主观能动性. 3、基于 DIS 的物理实验的结果和经过并重传统物理实验重视实验结果的准确性,而基于 DIS的物理实验更注重的是实验经过.学生在寻找资料、动手实验、社会调查、与别人沟通、与社会交往的经过中已经锻炼了多方面的能力,这些能力恰恰是将来走向社会所必备的. 五、基于 DIS 的物理实验经过及示例 1、提出问题 老师根据物理教学内容为基于 DIS 的物理实验提出探究性问题,并为学生在选择问题、设计实验,验证实验的经过中给予指导,协助学生进行实证性、综合性和开发性实验.利用 DIS 设备促进学生深切进入研究问题,使学生在有趣丰富的探究性经过中体验到实验的经过. 2、收集数据 基于 DIS 的物理实验经过中,学生可利用数据采集器对数据进行实时采集、实时保存、回放分析.学生仔细观察实验经过中的变化和发展情况,在数据采集经过中可选择 通用 软件来感性地感受实验经过,可以选择 专用 软件进行精到准确的采集和科学的分析. 3、处理数据 通过上一步采集好的数据学习者能够利用 DIS 实验系统的强大功能对其进行一系列的处理,迅速生成实验结果并观察到实验现象,同时还能够自动生成实验报告. 4、评价和检验结果 学生通过介入基于 DIS 的物理实验探究,讨论和比拟物理实验,通过互相沟通和讨论来改良和纠正实验,为其他同学提供解决相应问题的思路和相关材料,验证科学推理经过的正确性.进而真正解决问题,优化实验方式方法. 5、典型实验 基于 DIS 的物理实验一般遵循如上经过,国内已有相关的物理老师培训教学资料3和相关的文章发表8,在这里以电学实验 电容器充放电 为例: 实验目的:观察电容器充放电经过有哪些特性. 实验原理:电源接通时,开场对电容器充电;充电完成后将电源去掉换成导线,电容器开场放电.在一样的电气环境下,充电时间的长短取决于电容量的大小,电容量大的充电时间长,可根据充电的时间的大小,推断电容器的电容大小. 实验器材:DIS 数据采集器、电学实验板 EXB-10、计算机、学生电源、导线等. 实验经过: 1、将电压传感器接入数据采集器的任一通道.将直流电源的正负极分别连到电学实验板上.打开电源开关,选择 联机工作形式 . 2、打开 DIS 系统软件, 进入 实验控制界面. 3、单击控制界面上的 开场 采集按钮,给电容器充电,当充电电压到达输入电压值时,调整开关,使电容器放电. 4、点击 结束 按钮,可得实验结果并进行分析. 探究性问题: 假如换用大容量的电容器,充放电时间会如何变化?符合什么规律?改变电压大小会 如何?能否用其它传感器实现本实验? 辅材方面:即实验所需电源,导线,电路板等,怎样确定它们的规格才能使得实验更易于操作? 实验步骤:如何布置实验步骤才算合理?你能否针对不同的实验目的布置所需要的实验步骤? 软件方面:软件的界面应该怎样设置才愈加符合人性化? 你能否做出相应的改良? 采用 DIS 设备完成的物理实验很多,如:加速度的测量;伏安法测电池电动势和内阻;单缝衍射、双缝干预、物质透光性能研究等等.实际上对于当前所有的物理实验都能够用 DIS 设备来完成. 结论基于 DIS 的物理实验是一种全新的学习方式,学习者能够利用 DIS 实验的实践活动将理论知识和生活经历体验结合起来,以物理概念为起点,对学生动手能力和思维推理能力进行培养,进而提高学生多方面素质.基于 DIS 的物理实验的出发点是转变学生的学习方式,进而培养学生独立探究问题的能力,使物理教学和学习进入崭新的一页. 以下为参考文献 1 刘炳升.中学物理老师专业技能训练M.北京:高等教育出版社,2004:7. 2 刘炳升.走进高中新课改-物理老师必读M.南京:南京师范大学出版社,2005:4. 3 钱扬义.数字化化学探究实验室的建设与学生探究能力的培养J.中国电化教育,2006(11):49-52. 4 魏慧军.基于 DIS 的上海二期课改高中物理实验教学现在状况调查及分析D.上海:上海师范大学硕士学位论文,2006:4 . 5 丁玲.高中物理教学中的传统实验和数字化实验优化整合的实践研究D.上海:上海师范大学硕士学位论文,2008:4. 6 易勇,李汀萍.数字信息化系统实验(DIS)的量化规程J.萍乡高等专科学校学报,2008(3):34-38. 7 徐锐. DIS 数字实验系统在物理教学中的作用J.当代教育技术,2008(6):46-49. 8 朱梁权.利用 DIS 传感器研究通断电自感现象J.物理实验,2018(1):30-32.
