《高中物理DIS實驗與傳統(tǒng)實驗的比較研究》開題報告

1、高中物理dis實驗與傳統(tǒng)實驗的比較研究開題報告第一部分：問題的提出dis (digital information system)實驗是數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗的簡稱，dis作 為一種現(xiàn)代化教學技術己被引入到上海市二期課程改革的試點教材中，但它在上 海的誕生和發(fā)展將給高屮物理實驗教學帶來一片怎樣的天地？它與傳統(tǒng)實驗相 比較存在哪些優(yōu)勢和不足？在以學生發(fā)展為木進行教學的今犬，運用dis實驗來 部分替代傳統(tǒng)實驗將使學生哪些方面的能力得到加強，而又削弱了學生哪些方面 的能力？二期課改屮引入了這樣一套價值不菲的實驗系統(tǒng)到底能不能體現(xiàn)出它 的價值？帶著這些問題，我們提出了高中物理dis實驗與傳統(tǒng)實驗的比較研究

2、 的課題。第二部分：研究目標和內(nèi)容在這個課題研究中，我們將對dis實驗和傳統(tǒng)實驗進行兩個大項，五個小項 的比較。一. 碩件比較研究其屮包括：實驗設備比較2 實驗謀羌比較通過硬件比較，我們將總結出兩種實驗在實驗設備的先進性、操作的便捷性 及可持續(xù)發(fā)展性方面熟優(yōu)熟劣。二. 軟件的比較研究其中包括1 對學生基本知識掌握難易度的比較2對學生齊方面能力培養(yǎng)的側重點的 比較3對學生的情感、態(tài)度、價值觀培養(yǎng)以及改善學生學習方式的比較通過軟件比較，我們將總結兩種實驗對學生各種能力發(fā)展的影響，對教師教 學能力的影響，以及兩實驗間究竟是誰應取代誰還是互補發(fā)展的關系。第三部分：研究對彖、過程和方法.高中物理dis實

3、驗與傳統(tǒng)實驗在硬件方面的比較1實驗設備比較(l) dis實驗屮所用到的設備絕大多數(shù)是以二十世紀前沿科技作為技術理論支 撐，二十世紀下半葉得到實際應用的具冇較高科技含量的裝備。其屮包括：微型計算機、傳感器、數(shù)據(jù)采集器和軟件。其中數(shù)據(jù)采集器與計算機以串行方式通信，采用四路并行輸入，可同時接插 四種傳感器。傳感器屮包括電流、微電流、電壓、溫度、聲波、位移、力、磁、光電門等 多種設備。這套設備的特點是能快速、準確、動態(tài)地采集實驗信息，并實現(xiàn)數(shù)字化顯示, 由計算機輔助進行分析處理（2）傳統(tǒng)實驗中所用到的設備，絕大多數(shù)是以十八、十九世紀的物理學知識 作為理論支撐。使用了幾十年，其至上百年的老式裝備，其屮主

4、要包括：秒表、米尺、天平、彈簧秤、打點計時器、電壓表、電流表、溫度計等等這套設備的特點是每做一個實驗必須出多種儀器組合使用，實驗進程緩慢， 精度不高，且要由人工進行大量的計算來分析處理實驗信息。2 dis實驗與傳統(tǒng)物理實驗在誤差分析上的比較實驗誤差可以分為兩類：系統(tǒng)誤差和偶然誤差。傳統(tǒng)實驗屮的絕大部分需要 人工讀取記錄實驗數(shù)據(jù)，因而偶然誤羌在整個實驗誤羌中占了相當大的比例。而 dis實驗可以自動采集實驗數(shù)據(jù)，因而基本消除了偶然誤差。接下來的比較就是 針對系統(tǒng)誤差的。（1）力學部分：1時間測量：傳統(tǒng)秒表測量時間或者是利用打點計時器。秒表的最小數(shù)量級為0丄秒，而 打點計時器是每兩個點間隔0.02秒

5、。dis實驗會根據(jù)不同實驗的要求調節(jié)測量吋間的精度和范圍。其調整范圍在 “0.1ms7500ms”之間。就是說，可以通過調節(jié)取樣的時間，來達到實驗的要 求。如果實驗要求精度高。即間隔時間極短來取樣。由于dis采集器冇四個通道, 那么采樣點時間間隔二數(shù)據(jù)采集器的時間間隔（數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的數(shù)字）x4（四個通道）。 即采樣點時間間隔調解范圍在“0.4ms30000ms”之間。比如：在進行力學和直 流電實驗吋可使用“快”，“默認值”，“慢”三個擋位。光電門和單擺實驗，可使 用“默認值”。進行交流電（使用交流信息發(fā)生器）試驗，可在| “0.1ms0.5ms” 之間設定或選“最快” “極快”擋。如果做溫度,壓強

6、實驗，就應釆用“極慢” 擋。不同實驗對應不同頻率的取樣，可以大大提高實驗的精度，減少偶然事件對 實驗的影響。2速度測量：傳統(tǒng)實驗是利用公式計算平均速度。但大多數(shù)實驗需耍的是瞬時速度。比 如動能定理，機械能守恒等實驗均需要ii舜時速度，這在高中實驗室無法直接得到 的。通過其他辦法精確度不高。dis利用兩個光電門就可以解決這個問題。它的特點是可以記錄物體瞬間通 過門的速度，這個速度是瞬間的。間隔的時間精確度可在小數(shù)點后四位。靈敏度 在 o.lmso3勻速直線運動實驗傳統(tǒng)高中實驗不但浪費時間，而且不能形象地說明問題。dis利用運動探頭與小車連接，可以及時在電腦上顯示小車的st圖像。即 時監(jiān)測小車是否

7、是勻速。4驗證牛三定律實驗傳統(tǒng)實驗利用兩個彈簧秤相互鉤住向相反方向拉。通過彈簧秤的示數(shù)說明作 用力與反作用力的關系?？墒乔趶椈傻木忍土耍⑿×Φ淖兓緶y不出 來。彈簧秤的讀數(shù)在小數(shù)點后一位，述是佔讀。dis利用兩個力傳感器作相同的實驗。精度高，效果好。因為該儀器不但能 夠靈敏顯示微小力的變化，測量范圍到小數(shù)點后兩位，即可測（020n）,精度為 ±0.4%。而且能即時描繪出作用力與反作用力的力變化圖像，形象直觀地看出作 用力與反作用力的許多性質，如上圖就是利用dis所作的牛三定律的實驗。（2）熱力學部分：1溫度測量：傳統(tǒng)實驗利用水銀溫度計測量溫度，精確度只在小數(shù)點后兩位。而且第

8、二位 是估讀。用dis的溫度探頭做水加熱溫度變化的實驗。不但有良好的導熱性能，準確 的測出任意是課稅的溫度。而且它的測量范圍在（0°c100°c）,精度為±1%。2壓強測量：傳統(tǒng)實驗是利用的方法求壓強。雖然p可以得到小數(shù)點后許多位。但由于 f, s測量的精度不高，所以p的值一只依賴不準確。這是公認的。dis的壓強灘頭，范圍在(okpa-lookpa),精度±0.4%。出于傳感器靈敏度 高，所以能即時準確反映壓強。在波意耳實驗中，可以測得小數(shù)點后一位的數(shù)。 并能通過計算機將采集點準確標于p-v圖上。這些都大大減少了誤差。(3) 聲學，光學部分：在高中傳統(tǒng)物

9、理實驗中，有許多復雜的實驗是無法完成的。如聲學和光學中 需要了解頻率和光強的數(shù)值吋，只能直接給出，這不利于學生分析一些現(xiàn)象和揭 示本質。dis的聲波傳感器和光強度傳感器為我們捉供了測量上述物理量的儀器。聲 波傳感器測量范圍為(20db100db),精度為土0.4%。一上圖就是利用蘆咅傳感器 作的聲波的振動實驗。(4) 電磁學部分：傳統(tǒng)的電路實驗的主要儀器是安培表，量程可到3a,誤差為土o.olao伏特 表量程可達15v,誤差為土0.01vodis的電流表，電壓表精度在±0.4%。均采用數(shù)字表示形式，可以得到小數(shù) 點后兩位數(shù)據(jù)，并可根據(jù)不同試驗，改變單位指數(shù)。上面我們結合dis各個傳感

10、器的精確度，與傳統(tǒng)實驗儀器在實驗誤差上的比 較。我們基本可以得出，無論是在實驗的精度上，還是在實驗的簡單程度上， dis都優(yōu)丁傳統(tǒng)實驗。那么，下而我們通過一個具體的實驗來比較傳統(tǒng)實驗和dis 各白的特點，從而找出它們各口的優(yōu)點和弱點。附案例分析探索壓強和體積的關系(傳統(tǒng)實驗)實驗目的：探究一定質量的氣體，在溫度不變時，壓強和體積的關系。實驗儀器：1,注射器2,鐵架臺3,鉤碼4,彈簧秤5,氣壓計實驗步驟：用測壓計測量出當時室內(nèi)的大氣壓強p0 o用游標卡尺測量出注射器內(nèi)徑，算出面積s。利用彈簧秤測量帶有鐵夾的活塞的總重量mgo將活塞推入注射器，并將注射器固定在鐵架臺上，將活塞上移一段，用橡皮 帽封

11、住一定質量的氣體。先在鐵架兩側加相等數(shù)量的鉤碼，記錄數(shù)量，得出鉤碼重量g。同時記錄氣 體的體積。適當增加或減少鉤碼數(shù)量，重復實驗步驟6,做5次。撤去鉤碼，改為彈簧向上拉，待活塞穩(wěn)定后，讀出彈簧拉里的示數(shù)和氣體的 體積。適當改變拉力，重復步驟7,做5次。記錄數(shù)據(jù)：p0=99.1kpa mg=0.5n次序 g 總(n) pl(kpa) f 總(n) p2(kpa) v(ml) pv(kpa ml)1 5.4 129.6 38 4924.82 4.42 124.0 40 4960.03 3.44 118.5 42 4977.04 2.46 113.0 45 5085.05 1.48 107.5 47

12、 5052.56 0.5 102 50 5100.07 0.3 97.4 52 5064.88 1.5 90.6 56 5073.69 2.5 85.0 60 5100.010 3.5 79.3 64 5075.2114.5 73.7 70 5159一個鉤碼的質量為50g,注釋：g 總二mg+g, pl= p0+( g 總/s), f 總=f-mg, p2= p0-( f 總/s)注意事項：在活塞上涂潤滑劑，以減少摩擦。待活塞穩(wěn)定后，在讀數(shù)。注射器要豎直放置。不可用手觸摸待測容器的器壁。（dis實驗）一，實驗目的：探究一定質量的氣體，在溫度不變時，壓強和體積的關系。二，實驗儀器：1,注射器。2

13、,壓強傳感器。3,電腦。三，實驗步驟：1注射器屮保留一部分氣體，將出口與壓強傳感器連接，壓強傳感器與電腦 連接。2推動活塞改變密閉氣體的體積，在屯腦上會出現(xiàn)相應的壓強值。待穩(wěn)定后采集，在左測數(shù)據(jù)欄留下相應壓強值，在pv圖上留下相應的點。改變氣體體積重復實驗，繪出p-v圖像。四，實驗數(shù)據(jù)：通過上面的詳案我們可以看出，dis所用的實驗儀器簡單，操作方便快捷， 采集數(shù)據(jù)和繪圖同步完成。非常適合探究式教學，因為它既節(jié)約了時間，又能使 學生發(fā)現(xiàn)其屮的規(guī)律。就誤差來說，由于采用了數(shù)字化實驗，實驗誤差相比傳統(tǒng)實驗有了很大的下 降，通過最后的pv值我們可以看岀基本控制在2050左右，上下幅度不超過20。 這在

14、傳統(tǒng)實驗中是不敢想象的。二高中物理dis實驗與傳統(tǒng)實驗在軟件方面的比較1對學生基木知識掌握難易度的比較根據(jù)上海市二期課改的精神，我們利用一年的時間在吳淞中學和淞浦中學的 兩個年級針對傳統(tǒng)實驗和dis實驗做了對比實驗，下而是兩年來的分析和調查報 告，從中學生對基木知識掌握的難易度可略見一二。附案例分析1研究物體動能與物體質量和運動速度的關系動能與物體質量和速度的關系ek二mv的非常簡單的公式，傳統(tǒng)實驗較難得 出這一結論，學生掌握這一概念大多靠公式的推導及老師的灌輸，因而對這一概 念的理解是模糊和機械的。而利用dis實驗設備學生很容易利用圖像總結出： ek=mv”2，如圖所示案例分析2為了比較兩種

15、實驗，我對學生在做勻變速直線運動的加速度實驗中，采 用了兩種實驗手段傳統(tǒng)實驗和dis實驗。并設計了問卷調查，對實驗效果 進行檢測。實驗后，我們把調查的問卷進行了總結，得出了以下結果：比較的不同方面?zhèn)鹘y(tǒng)實驗dis實驗興趣引起對實驗效果的不同影響覺得傳統(tǒng)的實驗老套，沒冇現(xiàn)代的與生活 相聯(lián)系的先進設備，興趣不如dis實驗的興趣高；學生的主動性次z dis實驗， 導致學習效果明顯偏低。有了先進的和現(xiàn)代生活相聯(lián)系的技術；學生對實驗的 關注程度得到提高；主動認知的欲望增強，學習效果明顯提高。在概念的來源上對概念是從那些客觀事物中抽象出來的，都能基本知道； 但不全而，局限于勻變速運動的回答占多數(shù)。很清楚，是

16、從客觀現(xiàn)實的各種變 速運動中，不僅是勻變速運動。在判斷（即認知）物體的運動狀態(tài)上 良好 良好在理解加速度的概念上理解清楚理解清楚在理解加速度概念的直觀性上很好更好在明確加速度的內(nèi)涵、外延；物理意義；與其它概念的區(qū)別與聯(lián)系上加速 度的內(nèi)涵、外延基木清楚；物理意義基木明確；與速度等概念的區(qū)別基木清楚; 加速度的內(nèi)涵、外延基本清憩；物理意義知道得很清楚；與速度等概念的區(qū)別也 非常清晰；（由于ti提供了圖象的直觀性）運用概念解決問題能力上 能解釋說明一些簡單的物理現(xiàn)彖；解決相關的物 理問題；但應用時，方法太拘泥，不靈活，只想到用公式，而想不到用圖彖等簡 單方法。能解釋說明一些物理現(xiàn)象；解決相關的物理問

17、題，而且，方法靈活多 樣，簡單快捷，效率明顯提高。在對原來已經(jīng)形成的不正確、不全面的概念的矯正上 可以矯正一部分，但 學生的卬象不深；所以，很容易忘記，而乂冋到原來的概念上去。能很深刻的 理解和掌握新的概念，并且，不會再以原來的方式去思考問題。在形成物理概念的難易上一般。需上一個思維的臺階，對學生的思維能力 的培養(yǎng)有一定作用比較容易。思維的跨度相對傳統(tǒng)實驗不大?？傊琩is實驗是與現(xiàn)代社會緊密結合的-種教學實驗，它直觀、方便、高 效、綜合性強，在幫助學生認知、理解、掌握物理概念能力上有明顯優(yōu)于傳統(tǒng)實 驗的效果。2對學生各方面能力培養(yǎng)的側重點的比較實驗教學對學生能力的培養(yǎng)分為以下幾個方面:(1)

18、對基本儀器、實驗現(xiàn)象 的觀察能力；(2)合理選擇和正確使用儀器的能力；(3)實驗過程中的有序操作 和排除故障的能力；(4)數(shù)據(jù)處理過程屮的計算、作圖能力，數(shù)形結合、探索規(guī) 律、歸納結論的能力；(5)根據(jù)實驗目的要求獨立設計實驗方案的能力及門主探 究的創(chuàng)新和鉆研能力；(6)拓展聯(lián)想猜測能力等等“dis實驗”是運用現(xiàn)代信息技術手段進行的實驗，與傳統(tǒng)物理實驗比較在 培養(yǎng)學生各方面能力的側重點上已經(jīng)有了明顯的差異：第一，對觀察能力的培養(yǎng)觀察是對事物和現(xiàn)象的仔細察看、了解，它是思維的知覺，智力活動的門戶 和源泉。傳統(tǒng)物理實驗對學生觀察能力的要求很高，它要求學生(1)觀察儀器 的刻度；(2)觀察儀器的構造

19、；(3)觀察儀器的銘片，了解儀器的名稱、規(guī)格、 使用方法和使用條件等；(4)觀察實驗裝置的安裝；(5)觀察實驗操作過程；(6) 觀察實驗現(xiàn)彖等等。實驗過程較長，需耍多次觀察，重復測量，冇利于培養(yǎng)學生 有耐心、不厭倦的良好心理品質和觀察習慣，以提高學生的觀察能力。dis實驗對觀察能力的培養(yǎng)在所需要觀察的項目上少了許多。比如：在研究 勻速直線運動物體的st圖和vt圖的實驗屮，用傳統(tǒng)儀器做，需要通過觀察 了解刻度尺的最小刻度、測量方法，打點計時器的構造、使用方法等。而dis實 驗則不需要觀察上述儀器的刻度、構造、使用方法，用運動傳感器連接數(shù)據(jù)采集 器，通過計算機就可以直接得到圖象。實驗操作的過程也相

20、對縮短，但在觀察現(xiàn) 象的同時要求學生觀察st和vt圖象，找出規(guī)律。即將積極的思維活動寓于 現(xiàn)象觀察之屮。兩者相比，傳統(tǒng)實驗側重于培養(yǎng)細致、認真、耐心等觀察習慣； dis實驗則側重于培養(yǎng)學牛在觀察中思考探究能力。第二，對正確選擇和使用儀器能力的培養(yǎng)“學生應初步具備的實驗能力，主要是學會止確使用儀器進行觀察、測量和 讀數(shù)，”這是現(xiàn)行教材教學大綱的要求。傳統(tǒng)物理實驗當然要十分重視這方 面能力的要求。首先要分清儀器的量程，待測量不能超過量程；其次儀器的精確 度必須符合實驗要求；另外還要了解儀器使用的基本要求。對dis實驗而言，這 方而的能力要求顯然就降低了許多。它只要求學生基本了解各種探頭、傳感器的

21、使用方法，會選擇合適的探頭、傳感器進行數(shù)據(jù)的采集就可以了。至于讀數(shù)、精 確度等都曲儀器本身來完成。比如在“氣體壓強和體積的關系”這個實驗中，傳 統(tǒng)做法要用天平稱量活塞和框架的總質量，還要用刻度尺測注射器全刻度的長度 以求活塞的截而積，因此必須了解天平的使用方法，天平和刻度尺的讀數(shù)方法等。 而dis實驗則不須上述測量，只耍利用壓強傳感器，通過數(shù)據(jù)采集器直接顯示壓 強的數(shù)值并做出圖象（見附圖）。因此，在正確選擇和使用儀器能力的培養(yǎng)方面, dis實驗已不再作為側重點。第三，對實驗操作能力的培養(yǎng)操作能力是屮學物理實驗屮的基本能力，正確而冇序的實驗操作，是我們達 成實驗目的的關鍵。因此這一能力的培養(yǎng)在傳

22、統(tǒng)實驗和dis實驗中都占有一定的 位置。但二者之間也存在差異。傳統(tǒng)實驗需要的測量儀器較多，操作時間較長， 實驗屮容易出現(xiàn)故障，有利于培養(yǎng)學生清晰、有序的思維能力及勇于克服困難的 堅強的意志品質。dis實驗的操作過程相對簡單，體現(xiàn)了實驗設計的方便性原則。同時dis實 驗系統(tǒng)作為信息采集和數(shù)據(jù)處理工具，提高了學生使用計算機的操作技能，有利 于學生掌握利用現(xiàn)代化信息技術學習、拓展知識的能力。第四，對數(shù)據(jù)處理過程屮的計算、作圖能力，數(shù)形結合、探索規(guī)律、歸納結 論的能力的培養(yǎng)實驗的目的是要探索或驗證物理規(guī)律，這就必須具冇分析和處理實驗數(shù)據(jù)的 能力。傳統(tǒng)實驗在數(shù)據(jù)處理方面所花的時間很長，據(jù)部分dis實驗試

23、點學校統(tǒng)計 （見附圖），傳統(tǒng)實驗在數(shù)據(jù)處理方面所花的時間占整個實驗過程的45%,學生 要經(jīng)過詳細的計算或描點作圖，才能夠根據(jù)計算的結果或做出的圖象進行分析歸 納，得出結論。因此，傳統(tǒng)實驗在數(shù)據(jù)處理過程中，可以充分培養(yǎng)學生的計算能力，作圖能 力及利用數(shù)學知識解決物理問題的能力。但由于計算過程太過冗長，學生用于探 索研究的時間就很少很少。dis實驗則正好相反，它用于數(shù)據(jù)處理的吋間只占整個實驗過程的3%,計算、 描點、作圖的工作都由計算機來完成。學生的主要任務是根據(jù)數(shù)據(jù)進行探索、研 究、推測結論，然后選擇合適的函數(shù)進行擬合。數(shù)據(jù)分析表明，dis實驗冇57% 的時間供學生探索研究，而傳統(tǒng)實驗在這方面所

24、用的時間只有8%o從這一比例 來看，傳統(tǒng)實驗側重于培養(yǎng)學生計算、作圖、歸納等基礎能力；dis實驗則更加 側重于培養(yǎng)學牛對知識和規(guī)律的探求能力。同時現(xiàn)代信息技術的應用，使我們很 容易的得到各種圖象，如作用力和反作用力的圖彖，聲波的振動圖彖等等，更冇 利于培養(yǎng)學生的數(shù)形結合能力。dis實驗中的各種函數(shù)擬合功能，還有助于培養(yǎng) 學生處理信息推測答案的能力，以及根據(jù)信息構建物理模型的能力。傳統(tǒng)實驗在 這方面則很難望其項背。附：傳統(tǒng)實驗與dis實驗時間分配統(tǒng)計圖第五，對學生獨立設計實驗方案的能力及自主探究的創(chuàng)新和鉆研能力的培養(yǎng)基于社會發(fā)展對創(chuàng)新人才的需求，培養(yǎng)學生獨立設計實驗方案的能力及主 探究的創(chuàng)新和鉆

25、研能力已在實驗教學中占冇越來越重要的地位。傳統(tǒng)實驗由于儀 器的簡陋，操作的繁瑣，一些必要的測量無法實現(xiàn)。因此對學生的設計要求具有 很大的局限性，也限制了學牛探究和鉆研的深度和廣度。dis實驗則為解決這類難 題捉供了器材和技術保證。dis實驗儀器具冇測量范圍廣、測量精度高、操作簡 便、數(shù)據(jù)分析迅速準確等特點?？梢赃_到很高的設計耍求。所以更加注重對學生 這方面能力的培養(yǎng)。在逐步開展的研究性學習中，dis冇著廣泛的應用價值。很 多實驗都可以由學生自行設計、選材、完成，從而達到培養(yǎng)學生的自主探究能力、 研究能力和創(chuàng)新能力的目的。第六，對拓展聯(lián)想猜測能力的培養(yǎng)豐富的想象力、廣泛的聯(lián)想能力以及大膽合理的猜

26、測能力，是物理研究也是 創(chuàng)造性人才不可缺少的思維品質。許多歷史上著名的物理學家就是通過對很多未 知現(xiàn)象的觀察、想象、聯(lián)想，進行大膽的猜測，在此基礎上再進行深入的研究總 結岀規(guī)律的。所以，培養(yǎng)學生的拓展聯(lián)想猜測能力也是物理教改的方向之一。傳 統(tǒng)實驗由于過分重視基本技能的培養(yǎng)，學生習慣丁按部就班的做實驗。再加上實 驗條件木身的限制，對學生思維的廣度、深度及靈活性的培養(yǎng)不夠，使學生的想 象力得不到充分的發(fā)展。因此，在對學生拓展聯(lián)想猜測能力的培養(yǎng)方面，傳統(tǒng)實 驗是有所欠缺的。而dis實驗獨特的數(shù)形結合功能，函數(shù)模擬功能，以及先進的測量儀器，為 優(yōu)化學習方式、學會學習、倡導自主探究、實踐體驗和合作交流捉

27、供了空間和 時間。所謂見多識廣，學生思維的廣度和深度及靈活性門然會有所增加，從而也 會拓展學生的想象空間，壇強他們的聯(lián)想和猜測能力。因此，二期課改引入dis 實驗，無疑對學生這方面能力的培養(yǎng)加大了力度。綜上所述，dis實驗與傳統(tǒng)實驗在對學生各方而能力的培養(yǎng)上各冇側重，在 教學中若能取長補短，會達到更好的效果。3.對學生的情感、態(tài)度、價值觀培養(yǎng)以及改善學生學習方式的比較第一:學生使用dis實驗和傳統(tǒng)實驗的心理分析學生使用“dis”的智能結構分析：a. 智力因素a就知識結構而言，主耍是“三個一”，即一個現(xiàn)象，一個實驗，一個 基本原理.b.就智能結構來講，教與學主要借助實驗，從諸多的實驗現(xiàn)象小直接攝

28、 取相關的思維素材，從而抽象出概念與規(guī)律（包含公式的邏輯推證）.因此，主 耍培養(yǎng)學生的觀察能力、概括能力、推理能力及綜合分析能力.c就方法體系而論，運用的物理方法有：觀察法、實驗法、理論推導法、 模型法及條件控制分析法.圖象法。b. 非智力因素物理現(xiàn)彖趣味牛動，與學生生活經(jīng)驗比較接近，采用dis這有助于激發(fā) 學生學習的動機，使學生更具冇探索未知領域的興趣、情感、意志和毅力等.a. dis的動態(tài)過程與物理規(guī)律同時對應，即刻激發(fā)學生學習興趣。有利于探 究問題。b. dis的動態(tài)過程營造了-個向未知境界不斷探索的學習環(huán)境，有利學生學 習情感的培養(yǎng)。c. dis的動態(tài)過程創(chuàng)設了淫習的新陣地，使學生了解

29、現(xiàn)代科學技術的新成就。 學生學習“物理”的心理結構分析學生在學習物理時的心理特征，主要存在以下幾種心理障礙.a.形成概念的心理障礙在建立概念之前，學牛對i:確理解概念產(chǎn)牛負遷移作用.b.理解規(guī)律和原理的心理障礙教學實踐表明，當建立了概念z后，相當一部分學生對產(chǎn)生若干錯誤的 模糊認識，這是“負遷移”的心理“慣性”在起作用.c應用的心理障礙a. 計算的心理障礙.不是去分析題設情境所述物理現(xiàn)彖和物理過程，而 是亂套公式，這是典型的認知錯亂表現(xiàn).b. 學生在學習過程中，一般比較難以形成和諧統(tǒng)一的結構模式，從而產(chǎn) 生心理障礙.鑒于上述分析，教學模式的思路是：以實驗為先導，數(shù)理分析為輔助，將物理實驗加數(shù)學

30、分析的實驗研究方法用 dis展現(xiàn)在課堂教學z中.會有效的減弱學生的學習的心理障礙。通過兩種實驗 的對比，我們得出的結論是：1. dis實驗更具有吸引力(1) 在感知功能迅猛發(fā)展的高中時期，提供充分的刺激是保證這些器官 完善發(fā)育的重要舉措。dis的高科技設備比傳統(tǒng)設備新穎，那些探頭、顯示器 在高中時期，學生的非智力因素在學習探索階段起重要作用，dis實驗更能激發(fā) 學生的興趣，提高關注能力，為科學的創(chuàng)造營造良好的心境。從學生心理上dis 實驗比傳統(tǒng)實驗具有更強的吸引力.(2) 就方法體系而論，運用dis的實驗方法，即快乂準，dis的動態(tài)過程 與物理規(guī)律同時對應。這是傳統(tǒng)實驗所不能比的。學生從心理上

31、更愿意接受現(xiàn)代 的、先進的東西。2、dis實驗更能培養(yǎng)學生的毅力(1) dis的動態(tài)過程，即刻激發(fā)學生學習興趣，在這個階段學生的創(chuàng)造思維 的各種形式互相重疊交錯在一起。借助輻射型思維提供廣闊的思路，有利于探究 問題。學生從心理上更愿意研究現(xiàn)代的、先進的東西。(2) dis的動態(tài)過程，營造了一個向未知境界不斷探索的學習環(huán)境，使學生 全神貫注，迷戀創(chuàng)造活動之中，甚至如癡如醉，在這個創(chuàng)造活動階段，學生的意 志因素是學牛堅持學習探索心理上的維持力量和保證力量。dis實驗比傳統(tǒng)實驗 更能使學生對學習有持久力。3、dis實驗更能培養(yǎng)健全的人格(1) dis實驗給學生提供了科學交流合作平臺科學合作是創(chuàng)造活動

32、中對共同的創(chuàng)造目標的心理活動的協(xié)調與行為的一致。 現(xiàn)代科學發(fā)展的高度綜合、高度社會化的特點，決定科學合作成為現(xiàn)代科學創(chuàng)造 活動最基本、最常見、最主要的形式。dis實驗給學生捉供了科學交流合作平臺, 這是傳統(tǒng)實驗所不能比的。(2) dis實驗給學生提供了科學交流發(fā)展創(chuàng)造力平臺第二：教師使用dis實驗和傳統(tǒng)實驗的心理的比較1、教師以創(chuàng)造性地教帶動學生創(chuàng)造性地學教師使用dis實驗，促進教學、捉高教學效率，加大教研力度、捉高教研 水平，教師通過對科學教育成果的再學習，結合對教材的研究，創(chuàng)造性地運用 dis,更能發(fā)揮教師的主觀能力，這是傳統(tǒng)實驗所不能比的，使學生對物理問題 達到木質上的領焙。人們在接受外

33、界信息時，視覺比聽覺有更大的優(yōu)勢。我們通常在教學中使用 圖片、幻燈、電影、電視錄像、多媒體動1師等手段，便是發(fā)揮視覺的種優(yōu)勢。 dis實驗使學生得到一次直接領悟的認知，這也促進了學生直覺思維的發(fā)展，有 利于學生創(chuàng)造能力的形成。發(fā)展創(chuàng)造力，首先要具備科學的認知和健全的智力， 這是發(fā)展創(chuàng)造力的基礎，同時，還必須具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維。所以教師從心 理要投入更多的感情創(chuàng)造。使教師的創(chuàng)造性思維方式以及從中體現(xiàn)的一言一行， 無不讓學生耳濡目染、潛移默化，對帶動學生進行創(chuàng)造性學習起到積極的作用。2、教師利用dis設備率領學生敢于向傳統(tǒng)觀念挑戰(zhàn)dis的動態(tài)過程使學生創(chuàng)造了豐富多彩的成果，可及時進行交流，率領

34、學生 敢于向傳統(tǒng)觀念挑戰(zhàn)，起了很大的鼓舞作用。3、教師以dis設備讓學生充滿對周圍事物關心的激情教師對dis實驗充滿激情，把自己的發(fā)現(xiàn)，豐富多彩的現(xiàn)實作品，展示給學 生，相互激勵，增強他們對創(chuàng)造性勞動的信心；在活動中，讓學生相互啟發(fā)、相 互交流、相互競爭，造成一個發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的氣氛和環(huán)境。這也是傳統(tǒng)實驗所不能 比的。事實說明，學生的創(chuàng)新來源于他們對周圍事物關心的激情，同時，他們對事 物認真的觀察和科學的分析，又促進了他們創(chuàng)造性思維的發(fā)展。這需要我們認真、 科學地培育。江澤民主席說'創(chuàng)新是一個民族的靈魂”，如何深入地研究培養(yǎng)學 生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的途徑，這是二十一世紀帶給我們的挑戰(zhàn)和機

35、遇。笫四部分：研究結果通過對兩種實驗在以上各方而的對比研究，我們總結了 dis實驗相對于傳統(tǒng) 實驗的優(yōu)勢和劣勢所在：一. 優(yōu)勢dis實驗在硬件設備方面，具有以下特點：操作靈活、簡便，能自動、快速、 精確口實時動態(tài)地采集實驗信息，并實現(xiàn)數(shù)字化顯示，由計算機輔助進行分析處 理。在幫助學生理解掌握基木概念和基木規(guī)律方面：a曲于dis實驗實驗誤差較小，這就使物理學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)或驗證更具嚴謹性 和可信度。b由于dis實驗測量精確、快速、操作靈活、簡便，使得學生能夠較容易發(fā) 現(xiàn)或驗證各物理量間的數(shù)學關系，對定量研究物理學規(guī)律非常適用。c由于dis實驗可以實時動態(tài)地采集實驗信息，因而在分析物理動態(tài)變化問 題上

36、冇著不言而喻的優(yōu)勢。d由于dis實驗由計算機代替人腦對數(shù)據(jù)進行簡單統(tǒng)計，處理和分析，使學 生擺脫了煩瑣的計算過程，從而能將更多的時間、精力用于研究掌握物理學規(guī) 律上。在幫助學生發(fā)展提高各種能力方面：a由于有了讓算機輔助進行分析處理，這使得學生的數(shù)學圖形分析能力、對 復雜物理問題的分析判斷能力以及聯(lián)想猜測能力有了較大的提高。b由于實驗設備先進，使得原本較難完成或不能完成的實驗有了得以實施的 可能，這就在很大程度上捉高了學生的實驗設計能力。在幫助學生開展口主性學習、以及對學生情感態(tài)度價值觀的影響方面：a由于實驗設備先進，使得教師能夠在教學形式上從過多的灌輸、講授物理 規(guī)律轉變?yōu)橐龑W牛自己去發(fā)現(xiàn)、驗證物理規(guī)律。b由于實驗設備先進，使得dis實驗具有很強的拓展性，能夠更加方便地開 展研究型課程和進行研究性學習，給了學生更為廣闊的進行自主發(fā)展的空間。c研究表明，dis實驗在提高學生學習興趣轉變學生學習方式以及樹立正確 的價值觀等方面都冇著積極的作用。綜合上述觀點，我們不難發(fā)現(xiàn)，所有的這些優(yōu)勢都是建立在dis實驗設備操 作簡便，功能強大這一硬件基礎上的，可謂“牽一發(fā)而動全身”。如果把學生比 作性能卓越的汽車，那么