初中物理实验教学实践浅析
初中物理实验教学实践浅析 物理实验教学对于学生形成物理概念、掌握物理规律、 提升学生的观察能力、培养学生动手能力、改善学生分析归 纳能力都有重大的意义．众多物理实验教学方法中DIS实验 是一种能够能够给初中物理实验教学带来变革的教学方式． 现在文章主要针对基于DIS的初中物理实验进行探析． 一、DIS实验技术的优越性 1．优化了物理实验仪器的效果 目前我国初中物理实验仪器都相对简陋，精度不高，十 分容易导致实验结果不准确，使得通过操作实验来验证物理 规律的教学目的无法实现．并且传统的物理实验器材难以进 行抽象的物理实验，存在一定的限制性．而DIS实验有着传 统物理实验仪器难以比拟的优势，其主要是由软件与硬件两 大部分组成，其中硬件部分包括各种设备，比如传感器、数 据采集器等;软件主要包括教材专用、通用软件等．利用DIS 实验能够快速的收集各种物理信息，并且将收集到的信息通 过计算机进行处理，十分便捷．DIS实验还能够直观的展示 各种物理量之间的关系，方便对物理量进行研究．可以看出， 合理灵活使用DIS实验能够显著提高物理实验所带来的教学 效果． 2．拓展了物理实验的教学范围 将DIS实验应用到初中物理实验能够有效的拓展物理实 验的教学范围．在没有使用传感器之前，有的重要的物理实验没有办法通过传统的实验器材完成．而拥有传感器之后可 以利用传感器实现各种实验，例如关于温度、湿度的实验． 由于DIS传感器的精度较高，可以完成各种关于温度、红外 线、气体、光线有关的实验．DIS实验系统给初中物理教学 插上了科技的翅膀，能够对传统实验方式难以进行的实验或 数据进行妥善处理，进一步挖掘、拓展了物理实验的资源， 提升了物理实验的趣味性与直观性． 3．加深物理实验的研究深度 DIS实验系统中经过传感器收集的信息被数据采集器收 集存储，而数据采集器又将数据信息传送给计算机，计算机 使用专业的软件对数据进行加工处理，最后再通过计算机将 数据通过图像展现出来．进行初中物理实验的过中数据的收 集与处理是同时开展的，能够加大DIS实验的效率，实验结 果的得出十分迅速．因此，初中物理实验课堂中应用DIS实 验，能够节约课堂时间并且保证实验效果． 二、基于DIS实验的初中物理实验教学研究 1．利用DIS实验进行摩擦力教学 初中物理摩擦力实验是一项重要的学习内容，虽然学生 可以直接感受到摩擦力的存在，但是传统物理实验中测量摩 擦力是使用手拉弹簧来进行的．这种方式难以准确控制物体 进行匀速直线运动，因此只能够进行定性的观察，难以开展 定量的研究．尤其是探索摩擦力与接触面积、运动速度等指 标关系的时候，几乎无法进行有效的研究．但是利用DIS实验系统中的传感器与位移传感器就可以轻松的获得摩擦力 变化的图像，进而对图像进行摩擦力与压力、接触面材料、 接触面面积与运动速度等因素的关系．利用DIS实验开展摩 擦力的实验，实验器材包括DIS实验系统、带小车的模板、 滑块、砝码、铁架台等．首先，将力传感器与铁架台相固定， 然后使用绳子将滑块与力传感器相连接，滑块下面放置好带 有长木板的小车，然后用手给小车施加一个水平拉力，进而 使用控制变量的方式分别对压力、接触面材料、接触面积、 运动速度等因素对摩擦力的影响进行研究．同时，如果开启 了DIS实验绘图功能就能够实时观察摩擦力随着变量因素改 变时的动态变化．这样一来就能够直接、准确的得出相关结 论．使用DIS实验对影响摩擦力的因素进行探究的过程中， 用固定滑块使模板进行相对运动的方法能够避免直接拉动 滑块而导致速度不稳定的情况．整个利用DIS实验进行摩擦 力的实验十分简便，所的出来的实验结果也十分明确．因此 可以看出，利用DIS实验开展初中物理实验能够有效提升学 生的实验探究意识，让学生能够加深对摩擦力特点的认识． 如图1所示，该图为DIS试验软件界面直接显示的有关静摩擦 与滑动摩擦力随时间变化而改变的图像．通过图像可以明显 看出，当静摩擦力随着外力增至最大程度的时候，在突变为 滑动摩擦力保持不变的过程．由于在实验操作过程中难以实 现绝对的平稳，因此图像中所显示的滑动摩擦力也存在着细 小的变化，这一现象充分说明DIS实验的灵敏度与准确性．2．利用DIS实验进行磁感应与电流关系的教学 首先将电流传感器与通电螺线管同时串联在电路当中， 然后将磁传感器的探头放置于螺线管内的某个地方，之后再 将DIS通用扩展软件打开．使用其中坐标绘图中的“电流－ 磁感应强度”图线这一功能，对滑动变阻器的数据进行调节， 以改变通电螺线管中的电流大小，进而改变电流的方向．通 过反复重复上述实验步骤与过程就可以获得一条图像，如图 2所示．然后调整磁传感器探头在螺线管内的位置，进而再 重复上述操作过程，就能够获得若干条磁感应强度与电流之 间的关系的图线．所得到的若干图线均经过原点的．这充分 说明点螺线管内的磁感应强度与螺线管中所通过的电流呈 正相关．同时，在这一实验基础上还能够进一步对螺旋管的 磁场特点，例如线圈的匝数，软铁棒对磁场的影响等．总体 来说，在初中物理实验过程中利用DIS实验系统在深度的探 析通电螺线管磁场特征的实验过程中可以让学生深刻、直观 的感受到数字化实验所带来的优势与特点，完好的弥补了由 于传统实验器材的缺陷，显著提升了自身的实验操作能力与 计算机信息技术的利用能力．通过DIS实验系统在初中物理 实验教学中的应用来看，不论是在学习较为抽象的物理概念 的过程中，还是探析直观的物理量的过程中，DIS实验系统 均有其不可比拟的优势．其实，DIS实验系统的本身就是物 理技术层面的领先成果，其应用领域与范围正在不断的扩展， 影响力也在不断的扩大，这一情况说明人们
教育理念的改善与进步．在DIS实验系统中传感器、数据采集器与计算机等 硬件设备均为物理技术的成果，将这一成果
应用于物理实验 就是物理学自身的发展方向与趋势．
