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1、(-)选题背景1・传感器及DIS实验的概念界定传感器是以一定的精度和规律把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，是一类电子器件的统称。国际电工委员会的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。它的功能首先在于“感”，即可将距离、速度、力、热、声、光、电、磁乃至酸碱度、导电率、气体含量等多种变量转换成电信号，以电信号的变化体现对外界变量的感知；其次在于“传”，电信号可被放大、转换、传输、编码、读取，可以通过数码管显示，也当然能够被计算机加以处理。DTS是英文DigitaiInformationS

2、ystem三个词的缩写，也是"数字化信息系统”的简称oDISLab是英文DigitaiInformationSystemLaboratoryd的缩写,意为“数字化信息系统实验室”。DTS实验是指运用基于传感器技术的数字化信息技术手段的实验，是利用多媒体信息技术辅助中学物理实验教学的一整套新型数字化教学设备，由传感器、数据采集器、实验软件、计算机以及实验附件构成。由于DIS是物理第二期课程改革屮的一个亮点，它为屮学物理教学带来了许多新技术、新情境、新方法，体现了创新精神，改变了实验手段，也改变了教育理念，甚至可以改变传统的课堂实验教育模式，创造新的实验探究

3、境界，提高实验探究的质量。因此它成为本课题的创新点。DISLab的基本系统结构为“传感器+数据采集器+计算机”，是集物理测量、自动控制、数据记录、智能化数据分析和测量结果多模显示等功能于一体的综合性物理实验平台，充分发挥了实验仪器作为实验信息的产生者、传播者、接受者和处理者的作用。它的主要技术特征是：多类型的传感器、多通道的数据采集器、多样化的白主操作平台以及强大的智能化处理功能。借助这样的技术支撑，可以使我们对物理现象进行多角度的感知和多视角的探究，促进物理教学方式和学习方式的转变。用一系列教学专用传感器及通用和专用软件与传统的测量仪器配套使用，能够快

4、速、高精度地实时采集力、热、声、光、电、位移、磁感强度、辐射等多种物理量数据，数据通过采集器处理后上传到计算机，由教学软件进行实时的处理与分析。传感器用來快速、高精度地实时采集实验数据，并将其转变为电信号传输给数据采集器；数据采集器是连接传感器和计算机的桥梁，是整个系统的核心，对传感器传输的电信号进行数/模转换和数据分析，然后将结果传输给计算机进行显示和实时处理。DISLab将传感器和计算机组成多功能的测量系统，能够独立地或者与传统的仪器结合起来进行实验，它能够完成教师和学生口行设计的许多实验，以及用传统仪器做不成或做不好的实验。它配合校园网、局域网，可

5、以实现理科实验教学的师生互动学习。它配合相应的实验评测系统，可以实现理科实验的考试、评价和诊断。2.问题的提出物理学是以实验为基础的科学，物理教学必须以实验为基础。随着教学改革的发展，实验教学得到逐步加强。但是总体来说，在屮学物理教学屮，实验仍然是薄弱的环节，它极大地影响着物理教学质量的提高，与时代发展对人才的要求很不适应。为加强髙屮物理实验教学，《普通高中物理课程标准（实验稿）》中明确指出：“物理实验是高中物理教学屮的重要内容”。“教师应该积极开发适合自己教学的实验项忖，并尽可能利用各种实验资源，用各种不同型号、规格的仪器做实验。鼓励将电子计算机等现代

6、多媒体技术应用在物理实验中”。“重视将信息技术应用到物理实验室，加快中学物理实验软件的开发和应用，诸如通过计算机实时测量、处理实验数据，分析实验结果等”。现代教学中倡导“探究式教学”，强调学生独立思考的能力、合作学习的能力以及创新精神的培养，计算机和物理实验课程的有机整合，以人机对话的方式实现实验过程，并借助计算机处理实验数据，极大地方便了学生进行探究实验。利用计算机和数据采集系统进行物理实验，形式新颖、内容丰富、操作简单、数据处理方便，从而给物理实验教学注入了新的活力。近年來我国在研制开发用于屮学物理实验的传感器利数据采集器如雨后春笋般涌现出來，如上海

7、屮小学数字化实验系统研发屮心推岀的数字化信息系统实验室，江苏苏威尔公司研制的苏威尔物理探究实验系统等等，也有很多学校装备了这种基于计算机的数据采集系统。但是，H前普遍存在的不足有以下两点：第一、中学教师对pc数据采集系统的功能和特点缺乏全面的理解，运用pc数据采集系统进行实验的意识和能力不强，指导学生实验的盲H性较大。第二、能够充分发挥该系统优势的具体实验比较少，需要开发和设计更多、更好的实验方案。有了传感器，述要有适应传感器的器材，更要有适应传感器实验的教学思想和教学方法。另外，基于传感器技术的数字化实验，因厂家过分追求技术因素，没有考虑教学原理，往往

8、设备结构复杂，自动化程度过高。学生搞不清具体过程，对岀现的现象和结果感到莫名其妙