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“做”出真实数据,“学”到科学思维——数字化实验DIS做中学案例精选2
我们一直在用DIS做中学!本期继续带来DIS数字化实验做中学案例分享:
南宁二中
南宁二中化学组以自治区级创新实验室为依托,构建了"基础—拓展—创新"三级课程体系,开发了基于DIS传感器的校本选修课程,以"做"为核心,设计了系列真实项目驱动任务。学生手持传感器在校园内外解决真实情境的问题,将课堂知识迁移至现实场景。课程同步开发了系列课程资源包,涵盖教师指南、学生指南及评价体系,为教师提供了可迁移推广的实践工具。李晓老师作为主创,在全区各地推广DIS传感器实验,显著促进了县域高中教学质量的提升。

华科附中
华中科技大学附属中学刘婷老师开设的专题探究课《探究沉水植物的消亡之谜》,以蓝细菌水华这一真实生态问题切入,引导学生探究光照强度与无机碳源对黑藻光合作用的双重限制效应。学生以黑藻为模式生物,借助DIS pH传感器与溶解氧仪等数字化设备,自主设计多组对比实验,实时监测不同条件下水体溶解氧与pH的动态变化,定量分析光补偿点曲线与碳源吸收数据,归纳生态因子协同作用规律,最终基于实证数据提出生态修复方案。课堂将传统讲授式"忆旧知"升级为探究式"用新知",学生完整经历"提出问题→设计实验→分析数据→获得结论"的科研流程,融合化学平衡与数学建模,建立从微观机制到宏观现象的因果逻辑链,夯实核心概念的同时提升了真实情境问题解决能力与社会责任感。

武汉一中
武汉市第一中学柯小敏老师在高一化学《离子反应》一课中,以酸性废水中和处理为真实情境,借助DIS电导率传感器突破教学难点。课堂分三环节推进:学生通过宏观现象定性判断离子浓度变化,再借电导率传感器实时监测滴定全过程,获取"先降后升"的V型曲线,定量验证离子浓度变化规律,自主归纳离子反应实质,最后通过多组对比实验总结四大发生条件。电导率传感器将原本只能靠想象的微观离子行为转化为可视化实证数据,学生完整经历"观察现象—实时监测—曲线验证—归纳实质—总结条件"的探究闭环,打通"宏观辨识"与"微观探析"的认知鸿沟,实现从"听中学"到"做中学、探中悟"的课堂转型,为化学概念教学提供了可复制的数字化实践范式。

武汉市第一中学朱莉老师联合湖北省武昌实验中学屈波老师,依托DIS数字化传感设备开展系列化学探究实验,为学科落实"做中学"提供鲜活样本。针对铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀分界问题,实验同步接入pH、氧气浓度、压强三类传感器,精准界定两种腐蚀的临界范围,破解了腐蚀条件难以定量观测的痛点。在氯水光照分解实验中,同步监测氯离子浓度、pH与氧气体积占比的动态变化,数据曲线直观验证了次氯酸分解的反应本质。此外,朱莉老师以日常饮品为情境,引导学生借助pH传感器、氧化还原传感器测定饮料中柠檬酸与维生素C含量,完整经历科学探究全流程。系列实验将抽象微观反应转化为可视化实证数据,践行"做中学、探中悟"育人理念,为区域化学实验教学数字化转型积累了可推广的经验。

朱莉老师利用DIS传感器验证次氯酸光照分解的产物视频
武汉中学
武汉中学徐东方老师依托全国首批"小平科技创新实验室",在高中物理电磁学课堂中开展三项典型DIS数字化实验。电容器充放电实验中,学生借助电压、电流传感器实时采集不同电阻条件下的变化曲线,直观理解RC时间常数的定量影响;断电自感实验中,磁吸式电流传感器吸附于黑板,实现电路连接、实时曲线与板书讲解同步呈现,实时捕捉断开开关瞬间电流反向突变的完整过程;魔术贴测力实验中,力传感器将日常物品的剥离过程转化为力-时间曲线,逆向推测微观作用机制。三个案例分别破解"瞬态现象捕捉""动态过程追踪""非传统物理量转换测量"难题,将抽象物理规律从"教师描述"变为"数据显形",让学生以数据说话、从实证中悟规律。徐老师还将实验视频上传B站,累计播放近百万次,实现课堂内外的双轮驱动,诠释了"以做启思、以探促学"的物理教学新范式。

徐东方老师利用DIS传感器+电子积木观察不同电阻下的电容器充放电过程视频
徐东方老师利用DIS力传感器测量魔术贴的相互作用力视频
徐东方老师利用DIS电流传感器观察断电自感现象课堂视频
宜昌市第十一中学
宜昌市第十一中学邹嫚老师以《绿色植物的呼吸作用》一课,用DIS数字化实验破解初中生物教学难点。针对呼吸作用过程肉眼不可见、传统教学易流于知识灌输的问题,课堂引入氧气、二氧化碳数字化传感器,将微观生理反应转化为实时动态数据曲线,实现抽象知识可视化。学生分组搭建密闭装置,对比遮光与光照下气体浓度变化,完整经历"提出问题—实验探究—搜集证据—分析结论—交流反思"的科学闭环,自主推导呼吸作用实质。教师从讲授者转变为引导者,鼓励学生在误差调试中培养严谨求实态度。本课以数字化工具打通知识与探究的壁垒,以过程探究替代纸笔记忆,是基层学校落地"做中学"的优质范例,为科学课堂提质增效提供了可复制路径。

江苏天一中学
针对教学难点——《受迫振动》,江苏天一中学陈怡老师依托DIS数字化实验系统,由学生分组合作完成组装器材、采集数据、分析图像的全流程探究,实现从定性感知到定量推导的思维跨越。整节课将数字化实验与物理教学深度融合,坚持以学生为主体,在实践中构建物理模型、理解物理规律,充分展现了天一中学"做中学"的教学理念,先后在市级和省级教学比赛中斩获一等奖。

临朐县朐山小学
临朐县朐山小学牟晓芹老师针对科学实验"重操作、轻思维"问题,将DIS数字化传感设备引入日常教学,实现从"感性体验"向"实证探究"的转型。以"水的沸腾"实验为例,借助数字化温度传感器实时采集水温并自动生成温度—时间折线图,学生直观看到沸腾段呈水平线,将"沸腾时温度不变"的抽象规律转化为可视化数据,突破了传统人工读数延迟、误差大的瓶颈。同时,自动数据采集功能将师生从机械记录中解放出来,学生有充足时间分析异常数据、讨论误差来源,培养了批判性思维与推理能力。实践证明,数字化实验与传统实体实验互补共生,不仅提升实验精度,更改变了学生认识世界的方式,为科学教育提供了有效的实践路径。

临朐县城关小学
临朐县城关小学高度重视科学教育的做中学,针对小学科学"重识记、轻实践"问题,以"探秘石门坊黄栌红叶变红成因"为特色项目,依托DIS数字化实验设备赋能科学探究。学生分组设置温度、土壤酸碱度、水体养分、山泉水质四大对照实验组,自主操作传感器采集数据,生成可视化曲线,精准呈现微观变量对红叶显色的影响,完整落地"发现问题—提出猜想—实操验证—数据分析—推理总结"的探究闭环。DIS数字化实验补齐了传统实践观测模糊、数据缺失的短板,实现以数据实证驱动深度学习,有效培育学生科学思维与数字素养,为科学探究教学提供了可复制的实践路径。

依托DIS数字化实验,落实科学教育做中学,让学生“从做中学,从做中思”,收获最宝贵的科学思维!
上海市中小学数字化实验系统研发中心
2026年8月19日




