数字化信息系统实验 DISLab 物理教学

　　DISLab以其数据的自动采集和智能化处理的突出优势进入中学物理课堂，促进了物理教学方式和学习方式的转变。但在实际教学中，教师们未对DISLab过于依赖，要在充分认识它的优点和不足的基础上加以合理利用，从而有效整合教学资源，提高课堂效率。

　　以下是DISLab应用于物理实验教学的辨证思考 

　　DISLab是对传统教学仪器的改进和延伸。引入DISLab后的物理实验，数据依然来自传统的实验装置，而其强大的数据采集和分析功能又是传统仪器无法实现的。但是，我们在惊叹DISLab带来的这一技术革新的同时，也不能忽视它的不足和负面影响。 

　　1．从DISLab仪器自身考虑 

　　中学物理实验的目的是化枯燥为生动，化抽象为具体。在实验过程中，我们要力求仪器简单、过程明了、现象直观，降低无关因素干扰。实践表明，学生在运用DIS系统做实验的过程中，常常被仪器本身的新奇所吸引，但是仪器本身的复杂性非一两句可以说清楚，这势必给学生带来干扰。 

　　2．从学生的认知规律考虑 

　　学生知识的形成和掌握是通过学生与研究对象之间的一系列相互作用实现的。而这一过程往往是从观察和感知研究对象的外显特征开始的，这将有利于学生认识和把握物理现象的条件和要素，为实现以物理实验方式对研究对象进行更为深入的探究提供具有感性意义上的认知支撑。[1]在此基础上，进一步体察和感悟研究对象的基本要素，运用多种思维方式，多角度、全方位地分析研究。DIS实验系统精确的数据采集和强大的数据分析功能虽然提供了准确的实验结果，但是在一定程度上影响学生认知结构的建立。

　　①影响学生感受真实的物理情景

例如：在“研究双缝干涉”的实验中，传统实验可以让学生观察到真实的干涉图样。但是用光强传感器采集光强分布，再利用计算机显示形成的光强分布图，这并非真实的实验现象，务必给学生增加疑问。

　　②影响学生掌握科学的实验方法

　　首先，DIS实验系统在一定程度上使“移动鼠标”替代了实验操作，让使用软件替代了观察、记录、公式计算、作图分析等基本的实验操作，这可能会使学生重结果而轻过程。另外，该系统迅速的数据处理功能，避免了学生在使用传统实验仪器时可能遇到的问题，从这个角度来看，传感器的使用则可能影响学生发现问题、分析问题、解决问题能力的训练。

　　3．从学生对知识的建构考虑

　　建构主义学习理论，强调学习是学生通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用建构自己知识的过程，因此在教学中应该重视学生新旧知识的联系。[2]但是在某些情况下DIS实验系统较传统的实验仪器，影响学生新旧知识之间的联系。如：在“研究加速度和力的关系”实验中，传统做法是运用气垫导轨、光电门进行研究，通过测量滑块通过两个光电门的速度和时间间隔，计算加速度。而利用加速度传感器则可以直接测出加速度。从建立知识点之间的联系的角度看“加速度”是连接运动学和动力学的桥梁，传统实验方法体现了“加速度”概念的形成过程，既可帮助学生回顾加速度的物理意义──加速度是描述物体运动快慢的物理量，又可以将新旧知识联系起来──力决定加速度，加速度决定速度变化快慢，故合外力影响物体的运动状态。但是如果用加速度传感器，则失去一次建立新旧知识联系的机会。

　　4．从物理实验的考核形式考虑 

　　目前，物理实验考核多以笔试为主，且多以传统实验仪器的使用为基础，从不影响学生成绩的角度考虑，DIS实验系统的推广将受到很大阻力。