(1)DIS實驗中使用的大部分設備都是有20世紀前沿科學技術支撐的,在20世紀下半葉已經得到實際應用。其中包括:
微型計算機、傳感器、數據采集器和軟件。
其中,數據采集器以串行方式與計算機通信,采用4路並行輸入,可同時連接和插拔4種傳感器。
傳感器包括電流、微電流、電壓、溫度、聲波、位移、力、磁、光電門等器件。
該設備的特點是能快速、準確、動態地采集實驗信息,並實現數字化顯示,由計算機進行分析處理。
(2)實驗誤差可分為兩類:系統誤差和偶然誤差。傳統的實驗大多需要人工讀取和記錄實驗數據,因此偶然誤差在整個實驗誤差中占有相當大的比例。DIS實驗可以自動采集實驗數據,從而基本消除偶然誤差。
“DIS實驗”是利用現代信息技術進行的實驗。與傳統的物理實驗相比,它在培養學生各方面能力的側重點上有著明顯的區別:
第壹,觀察能力的培養。
觀察是對事物和現象的仔細觀察和理解。它是思維的感知,是智力活動的門戶和源泉。傳統物理實驗要求學生的觀察能力,要求學生觀察儀器的刻度(1);(2)觀察儀器的結構;(3)觀察儀器的銘文,了解儀器的名稱、規格、用途和使用條件;(4)觀察實驗裝置的安裝;(5)觀察實驗操作過程;(6)觀察實驗現象等等。實驗過程較長,需要多次觀察和反復測量,有利於培養學生耐心不疲勞的良好心理素質和觀察習慣,從而提高觀察能力。
DIS實驗少了很多培養觀察能力的觀察項目。例如,在研究勻速直線運動物體的S-T圖和V-T圖的實驗中,需要用傳統儀器觀察,了解刻度尺的最小刻度、測量方法、點計時器的結構和用法。在DIS實驗中,不需要觀察上述儀器的規模、結構和使用方法,將運動傳感器與數據采集器相連,就可以通過計算機直接獲得圖像。實驗操作的過程也相對縮短,但要求學生在觀察現象的同時觀察S-T和V-T圖像,找出規律。即積極的思維活動嵌入在現象觀察中。兩者相比,傳統實驗重在培養細致、認真、耐心的觀察習慣;DIS實驗註重培養學生在觀察中思考和探索的能力。
第二,培養正確選擇和使用儀器的能力。
“學生要有初步的實驗能力,主要是學會如何正確使用儀器進行觀察、測量和讀數……”這是現行教材大綱的要求。當然,傳統的物理實驗要非常重視這種能力的要求。首先要分清儀器的量程,測量不能超量程;其次,儀器的精度必須滿足實驗要求;另外,要了解儀器使用的基本要求。對於DIS實驗來說,這方面的能力要求明顯降低了很多。只需要學生基本了解各種探頭和傳感器的使用方法,就可以選擇合適的探頭和傳感器采集數據。至於閱讀,準確性等。,它是由儀器本身完成的。比如“氣體壓力與體積的關系”實驗,傳統的是用天平稱量活塞和框架的總質量,用刻度尺測量註射器的滿刻度長度,得到活塞的截面積。因此,需要了解天平的使用方法以及天平和秤的讀數方法。DIS實驗不需要上述測量,只使用壓力傳感器,通過數據采集器直接顯示壓力值並做出圖像(見附圖)。因此,DIS實驗不再是正確選擇和培養儀器使用能力的關鍵點。