摘要：本文介绍了数字化实验的内涵，提出了如何更有效的应用DIS实验促进高中物理教学的研究。我们提出了要在使用DIS实验时，不能抛弃传统实验，要向学生简要地介绍仪器的工作原理，要引导学生学会设计实验方案等高中物理课堂应用DIS实验时的相关建议。
关键词：高中物理教学；DIS实验；优化教学
中图分类号：G626.5文献标识码：A文章编号：ISSN1672-6715 （2019）07-039-01
一、引言
DIS实验通常是指通过传感器采集实验数据，通过数据采集器采集实验数据，通过计算机记录和处理实验数据，以及获取实验结果。DIS实验是教育信息化的重要组成部分。高中物理课堂教学中，使用Dis实验可以大大提高许多实验的测量精度，提高教学的效率，可以优化高中物理实验教学水平。
二、DIS数字化实验的内涵
数字实验以实际实验为基础，由计算机完成。数字实验应包括下面几方面。
1.仿真实验
模拟实验是一个开放的实验模拟软件，它为完整的综合实验系统提供了实验仪器。它可以模拟各种可想象的实验，如：提供粒子模型、弹簧、滑块等装置，提供电场、磁场、重力场、阻尼介质等实验环境……仿真实验不仅可以演示生动的实验动画，而且可以在演示的同时提供实时的实验数据。通过模拟，可以模拟出理想的实验环境，帮助学生建立理想的物理模型，获得物理规律。
2.借助传感器，计算机自动采集和处理数据
在物理实验中，实验数据的采集是通过传感器将力、声、光、温度、位移、磁场强度等各种物理量转换成模拟电信号。通过1/0和0/1转换，转换成数字信号，计算机可以识别。利用所开发的软件可以对采集到的数据进行计算机采集，对采集到的实验数据进行快速、方便、准确的处理。及时得到了计算结果、图表和误差分析等实验结果。
3.用多媒体手段表现物理现象
计算机的多媒体功能正变得越来越强大。它可以直观而生动地代表实验现象。虽然这种现象的本质是虚拟的，但它突破了时空中真实物理实验现象的局限，可以改变尺寸，运动和静电，使实验现象的观察更加方便，感知和理解更加生动。
三、高中物理课堂上如何更有效的应用DIS实验
1.遇到难以观测的实验
在高中物理教学中，经常会遇到一些难以明确表述的实验或实验现象，特别是一些短期实验，如选修3-1中观察电容器的充放电实验。虽然传统的电流表可以观察到电流表指针的偏转和电流方向，但我们想进一步观察电流大小的变化。这是不可能的。通过计算机使用电流传感器可以清楚地显示电流随时间的变化规律。例如，对动量守恒的实验进行了验证。传统的测速实验是通过遮光光电门的时间来计算速度的，不过误差较大。速度传感器能更直观地显示速度，也可供计算机使用。
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2.遇到难以控制的实验
除了遇到难以测量的实验，在教学中也会经常遇到难以控制的实验。比如必修1中“测量最大静摩擦力”这个实验。传统实验经常是利用装有细沙的小桶通过细绳绕过定滑轮拉动小滑块，在小滑块刚要滑动的瞬间所对应的沙和桶的重力作为小滑块的最大静摩擦力。首先，在这个实验中滑动的时刻看起来很简单，但是在实际操作中通常很难控制。如果处理不当，细沙会掉下来。同时，由于绳索与滑轮之间的摩擦会在最终测量中造成较大误差，因此在本实验中使用力传感器通过计算机来解决整个问题将更加容易。
3.对于数据处理要求高的
例如，通过控制变量法“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”时。传统的向心力演示器虽然有其独特的优势，但无法精确测量角速度和向心力，更谈不上二者之间的定量关系。现在教学中新的向心力DIS实验演示器通过蓝牙与电脑连接，可以显示向心力随角速度变化的实时数据，借助于电脑软件对数据进行处理，分别做出向心力与角速度一次方的图象和向心力与角速度二次方的图象，可以精确得到两个物理量之间的关系。这些在传统的实验上是实现不了的。
4.对测量精度要求较高的
任何实验都有错误。实验误差可分为两类:系统误差和意外误差。大多数传统实验都需要人工读取和记录实验数据，因此偶然误差在实验总误差中占很大比例。DIS实验可以自动采集实验数据，同时可以通过图象进行数据拟合(通过软件可以实现一次拟合、二次拟合等)，从而基本上最小化了偶然误差。比如在做“平抛运动”实验时，利用二维空间描迹仪，把平抛运动的轨迹通过传感器进行空间定位并传输到电脑中并进行描点，并对所描点进行拟合，大大减小了实验误差。
四、高中物理课堂应用DIS实验时的相关建议
1.在使用DIS实验时，不能抛弃传统实验
在运用DIS实验优化高中物理实验时，如果在每堂课上都使用DIS实验，一些传统的实验就会被抛弃，这显然不利于高中物理教学。许多传统物理实验设计得非常巧妙，实验现象非常清晰，方法非常简单，实验现象和获得的数据更加真实，学生更容易接受。也比较喜欢。没有必要放弃它。
2.在使用DIS实验时，要向学生简要地介绍仪器的工作原理
许多DIS实验仪器都是精心制作的，但由于学生是第一个接触到这些仪器的人，他们对仪器的工作原理还不清楚。这时，作为一名教师，他们不能想当然地认为这台仪器很简单，一拿起就可以操作。实际上即便是老师，如果他以前没用过这个仪器，第一次看到也是一头雾水。正因为这样，在实验之前应对仪器的工作过程加以介绍，让学生弄清实验是如何进行的，数据是怎么来的。
五、总结
物理学是一门基于实验的学科。如果物理学中的一些难题也可以通过实验来展示，学生们可以发现一些复杂的物理教学理论可以与现实有机结合，从而激发学生的学习兴趣，激发他们探索问题真理的欲望，从而动员起来。他们对学习物理的积极性和主动性。DIS实验依赖于其先进的现实。实验室设备和实验理论为我们提供了更多可操作的实验方案只要我们仔细研究它们，我们相信它们将在推动物理教学方面发挥很好的作用。
参考文献
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论文作者:赵双立
论文发表刊物:《基础教育课程》2019年7月13期
论文发表时间:2019/8/23
标签：数据论文; 误差论文; 向心力论文; 角速度论文; 传统论文; 高中物理论文; 仪器论文; 《基础教育课程》2019年7月13期论文;