创新实验成果 | DIS的高效率加强教师开发实验能力

DIS引入课堂是一种创新，它激发了学生学习的兴趣，转变了学生的学习方式，拓宽了实验的方法和手段，拉近了学生物理学习与当今物理科学研究的距离，也为学生在信息化社会中解决学习、工作等方面的问题提供了宝贵的经历。

1.师生的实验素养获得提升

（1）教师实验教学的观念得以转变

课程改革初期，DIS试点学校的教师即开展了很多基础性研究，并逐步认识到DIS在实验教学中的优势。

（2）教师开发实验的能力得到加强

部分教师在熟悉、掌握DIS后，不满足于完成课程规定的实验，针对教学的重点、难点，自主开发了许多创新实验，如“推测绝对零度的探索”“研究轻绳与弹性绳弹力变化区别”等。

（3）学生实验探究的能力得到培养

在数字化环境下学习物理，学生的能力结构会发生相应的变化，读图、处理图像、误差分析等探究能力得到加强，描点绘图等繁复操作被精简。例如：在向心力实验中，学生可以在一张图中同时分析不同旋转半径的多条向心力与角速度关系的图线（图1—4—1），便于比较找出规律。课后学生反映：“头脑中数据图线和物理规律之间已经开始‘搭界’，图线不再仅仅是对物理现象的直观描述，而且已经发展成为表达物理规律的模型和验证实验结果的工具。”之后，学生常会主动借助图像描述物理过程、说明物理规律（图1—4—2）。

图1—4—1　向心力实验数据分析过程（教材专用软件）(https://www.xing528.com)

图1—4—2　深圳滨河中学的学生自主讲解超重失重实验探究过程

2.教与学的方式得以优化

（1）增加了探究学习的机会

“二期课改”课标规定：高中学生实验中探究性实验的比重从“一期课改”的25%上升到50%，DIS为开展探究性实验提供了有力支持。例如：借助DIS安培力实验器，学生能够在课堂上完成对安培力大小的定量探究；借助二维运动传感器系统，学生可以对各种平面内物体的运动规律进行研究。

（2）实现了学习时空的重新分配

增加学生对实验方案的自主设计，合作交流都需要有充足的时间作保障。DIS的高效率，使学习时空的重新分配成为可能。例如：用无线力传感器和位移传感器替代传统实验中的打点计时器及纸带，研究牛顿第二定律，不再需要平衡摩擦力和“小桶的质量必须远小于小车的质量”的要求，减少了繁复操作，用于实验的自主设计和合作交流方面的时间大大增加。

3.师生的创新能力得到培育

DIS与配套器材的系统开发与完善，构筑了开展创新教育的平台。教师可利用平台自由组合设计创新实验，不仅突破教学难点，激发学生学习兴趣，而且为学生提供了创新示范。平台为学生的课题研究和探究学习提供了有力的工具支持。例如：学生设计的“关于各种光源频闪情况的研究”课题，就是利用平台提供的DIS光强传感器完成了实验数据的采集与分析。