浅谈DIS实验系统的应用与学生创造性思维能力培养，本文主要内容关键词为：浅谈论文,创造性论文,思维能力论文,学生论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
面向21世纪的素质教育是以创新精神为核心，培养具有创造性思维的人才的教育，其教育手段、教育方法也在不断的变革，物理教育已经成为创造性教育的主战场。DIS（Digital Information Sys-tem）实验系统是传统物理实验测量工具和数据处理方法的革命，定量、精确、快速是DIS实验系统的优势，传统实验技能是DIS实验的基础，传统实验和数字化实验的整合代表了新物理实验改革的方向。如何充分发挥DIS实验系统在中学物理实验教学中的优势，激发学生的创新意识，加强学生创造性思维能力的培养，已经成为当前中学物理实验教学中面临的崭新课题。
一、DIS实验系统的应用体现了物理创造性思维的特征
物理创造性思维的特征表现为：物理创造性思维的批判性和想象性，物理创造性思维的求异性和独创性，物理创造性思维的灵活性和跳跃性。DIS实验系统的引入和应用本身就是物理实验教学的创造性尝试与变革，DIS实验系统的应用体现了物理创造性思维的特征。
DIS技术提供了“多类型的信息传感器；多通道的数据采集器；多元化的函数图象处理平台”。种类繁多的传感器可以使学生有机会对物理现象进行多视觉感悟，有利于学生去把握研究问题的主要特征，有利于解决教学中的难点实验；学生利用数据采集器对多视觉的感悟进行整合，开拓思维空间；同时多元化的函数图象处理平台为研究性学习提供了学习环境。所以DIS实验系统应用于物理教育中，更有刊于学生去探究去创新。DIS实验操作简单、快捷，提高了实验的效率，为学生的自主学习、自主探究提供了强有力的保障，使学生能按自己的设想，利用DIS实验系统进行实验探究，促进学生思维方式、学习方式的改变，因此，DIS能带来更高层次的思维能力培养和创新发现。
二、DIS实验系统的应用有利于学生创造性思维能力的培养
（1）DIS实验系统的应用是当今信息技术变革在物理实验教学中的具体体现。
信息技术的广泛运用作为当前科技革新的标志之一，已经为人们所认可。信息技术在物理教学中的运用就是要结合物理学科的教学特点，运用信息技术与物理学科的整合来营造出一个良好的创新环境，激发学生的创新意识、创新思维，发展学生的创新能力，从而避免出现传统教学中的程式化、单一化，教出“僵硬”的学生，体现出21世纪中国对创新教育的呼唤，培养出创新型的人才。
《上海市中学物理课程标准》中要求学生通过信息技术与物理学的整合，能够从多渠道收集处理有关物理的各类信息，能够运用各种形式准确地表达与物理内容有关的科学见解。DIS实验系统在物理教学中的应用是信息技术在自然科学中的应用的具体体现，它使学生在对其有了直观认识的基础上，通过利用现代技术进行科学探索的实践活动，并且使得学生创造性思维能力的范畴有了新拓展。比如，DIS实验系统使得很多原来无法让学生看明白的物理现象，可以清楚地展现在学生面前。在传统的“研究电磁感应现象”的实验中，地磁场比较弱并且一般情况下由地磁场引起的感应电流很小，普通的灵敏电流计也无法测量出来。但在DIS物理实验中，具有很高灵敏度的电流传感器，就能使我们很容易观察到单匝线圈在地磁场中转动时产生的感应电流。再比如，以前无法探知的物理规律也可以通过DIS进行探究实验。变形弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量（见下页图1）是否有关系，有什么关系？对于这个挑战性的问题，就可以借助DIS系统的力传感器来直观地显示了。
（2）DIS实验系统能够拓展学生物理实验实践学习新视野，培养学生大科学、综合科学的思想。
DIS实验系统对学生视野的开拓作用是十分巨大的。DIS实验系统采用计算机对采集的各类物理量和数据进行快速地处理，省掉了一切繁琐的机械的重复而又单调的数据计算。而这些本是在传统实验中为减少偶然误差而不得不做的。这样为老师和学生节省了大量的时间，我们可以利用这些时间进行对物理规律的探索，这无疑会使学生拓展对物理规律认识的视野，这种拓展对学生创造性思维的影响意义是空前的。
DIS实验系统给学生打开了科学研究的另一扇门。DIS实验系统中，物理规律的呈现，是利用计算机进行整合的。它经历了从物理事实到物理模型再到数学模型的过程，这与从物理事实到物理模型的传统实验有了一次从理念到形式的双重飞跃（图2）。这种飞跃充分体现了大科学、综合科学的思想。在物理和信息科技的整合中，学生开始建立科学统一的概念。他们开始从社会发展的角度理解科学对于人类的价值，认识到科学不仅有帮助人们解释世界、促进技术进步的意义，而且还具有巨大的文化价值，它能促进人类思维方式的转变，促进文明的发展。例如我们借助DIS传感器对身边的建筑材料（花岗岩、大理石、瓷砖等），进行放射线测量实验，不仅对所处的辐射环境作出正确的评价，有效地辅助课堂教学，更体现了“STS”的理念。
（3）应用DIS实验系统，进一步提高物理教学质量，培养学生创造性思维。
应用DIS系统，首先要避免一些物理教师把信息技术仅仅作为演示工具来使用，避免在物理教学活动中将DIS实验系统简单地替代了传统实验，停留在封闭式的、以知识为中心的课程整合的层次上。我们既要利用DIS实验系统加快教学节奏，还要利用DIS实验系统，成功地演示传统实验中某些难以实现的内容，进一步使学生对物理量及物理规律得到清晰的认识，不断提高教学质量。在DIS实验系统物理教学中，还要避免学生只是根据界面来进行简单的操作，点击几下鼠标，电脑就把数据测出来了。要让学生通过学习、计算、讨论、探究性设计等手段深刻理解、真正掌握实验的原理，知道自己在做什么，为什么这样做，加强对学生理性思考的要求。
物理教育是以人的发展为目标的，应用DIS实验系统必须考虑学生的心理特点、认知特点、具体目标等因素，学生才能有创新。培养和提高学生创新意识、创新精神的主要切入点是DIS实验系统物理教学中教师必须改变“以教师为中心”的教学结构，建立“以教师为主导，学生为主体”的教学结构，充分发挥学生学习的主体性，体现“以人为本”的思想，体现学生的创新精神。在这种教学结构中，学生是教学的主体，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。教师应该做到：利用DIS实验系统提供的探究平台，去创建能够多视角探寻物理规律的研究情景；灵活利用DIS，使教学时空再分配，使信息技术与教学有深度地整合；试图积极开发更多的DIS实验以解决物理教学中的难点实验。例如以往教材都有“探究共点力作用下物体的平衡条件”的传统实验，但新教材没能设计出相应的DIS实验，成为教材上的一个空白。上海市崇明中学陆军老师就利用力的传感器，结合多媒体软件Authorware设计了“探究共点力作用下物体的平衡条件”的DIS实验，填补了这一教学空白。引导学生根据相应的实验器材及实验要求，选择合适的传感器，自己设计实验，某种传感器不适合就换另一种，一种传感器做不来就尝试多种传感器组合，这样让学生一起在DIS实验中探究、创新，使学生进行实验探究的主体性得以充分发挥。
三、DIS实验系统必须与传统实验模式恰当整合，才能最大限度地发挥在培养学生创造性思维能力方面的作用
DIS实验系统有其优势，比如DIS实验系统更适合做拓展型实验；也有其不足，如仪器比较复杂，原理不够直观，测量不很直接，操控有一定难度。对一些传统的测量物理量的基本实验，就不必费尽心思使用DIS。所以使用DIS需要选择能发挥其优势的实验内容和应用合适的教学方法，将DIS与传统实验恰当整合，取长补短，以取得最佳效果。针对传统物理实验系统与DIS实验系统的实验目的、过程和手段，表1给出了两个系统的特点及适用范围，并对两个系统的优劣进行了比较。
四、结束语
DIS对物理课程的教学模式和教学理念都将产生深远的影响，同时，DIS的应用与培养学生创造性思维联系密切。相信在未来的物理实验教学中，我们会更好地利用DIS资源，真正发挥DIS的优势，不断促进学生创造性思维能力的培养。