伴随着新课程改革以来的十余个春秋,数字化信息系统(Digital Information System,DIS)实验逐渐走进了物理学科的教材与教学中,DIS实验器材也在全国范围内进行了推广。它以迅速准确的数据分析和形象具体的图像展示等优势冲击了传统的教学和学习模式,尽管如此,许多一线教师表示DIS实验并非如此神奇,它也存在着诸如对实验本质体现的不够具体等不足之处。因此,DIS实验的引入,并不是将传统实验完全取代,而应是彼此互补、扬长避短。作为一种新生事物,DIS实验受到了越来越多教师及研究者的关注。本研究的主要目的是了解不同版本高中物理教材中DIS实验的编写特点,以及在实际教学中DIS实验的应用情况和影响其使用的因素。研究一:教材中DIS实验的内容及呈现形式比较研究。首先,本研究选取了上海科学技术出版社(简称上海版)、人民教育出版社(简称人教版)和广东教育出版社(简称粤教版)的高中物理教材为研究对象,对教材中涉及到的DIS实验进行统计。然后采用比较法,对教材中DIS实验内容及呈现形式进行比较分析,从而找到不同版本教材中DIS实验内容的编写特点。结论如下:(1)DIS实验数量最多的是上海版教材,其次是人教版和粤教版教材。教材中共同编写的DIS实验仅一个,即借助传感器测量物体的速度,说明该实验受到了不同版本教材的重视。按照实验教学目的对DIS实验类型进行划分,发现上海版和粤教版教材中探究性DIS实验最多,分别占52%和54.5%,人教版教材中探究性DIS实验最少,仅占16.7%。而人教版教材中测量性DIS实验最多,其余两个版本教材的验证性DIS实验最少。按照教学组织形式,将每套教材中DIS实验类型分别与传统实验比较,发现上海版教材DIS学生实验与演示实验分别占该类总数的52.6%和51.7%,人教版教材DIS学生实验与演示实验分别占该类总数的8.7%和3.9%,粤教版教材DIS学生实验与演示实验分别占该类总数的8.6%和4.0%。说明人教版与粤教版教材类似,且DIS实验大多出现在其他类实验中。(2)教材均注重以多样化的形式呈现DIS实验内容,图文并茂,也各具特色。相比之下,上海版教材的图片类型更加丰富,人教版和粤教版教材都没有为学生提供实验数据表,多为实验结果展示图。从栏目设置上,上海版和粤教版教材DIS实验栏目设置多样,人教版教材较为单一。从篇幅呈现上,上海版教材DIS实验占据较大篇幅,粤教版教材对DIS实验的编写有详有略,人教版教材对DIS实验的编写较为简略,说明上海版高中物理教材对DIS实验的关注程度更高。(3)对探究性DIS实验的“七个探究要素”进行深入分析,发现上海版和粤教版教材更注重从七个或部分探究要素来编写DIS实验,人教版教材多以七个要素中的关键环节来编写DIS实验。研究二:高中物理教学中DIS实验的应用情况调查。调查内容包括教师对DIS实验的了解度和认可度,DIS实验的开展情况、教学过程、实施效果及教学评价。通过问卷调查与访谈,得到如下结论:(1)高中物理教师对DIS实验的认识不够,包括对DIS实验的含义、DIS实验的组成部分不够了解。大部分教师认为DIS实验与传统实验可以优劣互补,有一大半的物理教师对DIS实验的情感程度表示喜欢并且赞成在教学中使用DIS实验。(2)DIS实验在高中物理教学中的应用情况不佳,使用频率不高,评价方式单一。在实际教学中,仍然有很大一部分教师选择传统实验。“用传感器探究作用力与反作用力的关系”“借助传感器用计算机测速度”两个实验做的最多,其余教材中出现的DIS实验做的很少。大部分教师选择2-3位同学合作完成DIS实验。研究三:高中物理教学中DIS实验使用的影响因素研究。主要从教师因素、学校因素、学生因素及其他因素四个方面进行调查。最后,将问卷题目赋值,利用SPSS软件将各维度下的影响因素与应用情况进行相关性分析,得出影响高中物理教师在教学中使用DIS实验的因素有:(1)教师因素:教师对DIS实验的认识、关注程度、提升学生实验能力的教学动机、个人能力以及教师的教育观念都与DIS实验的使用显著相关。其中教师的个人能力对DIS实验在教学中使用的影响相比于其他教师因素是最大的。(2)学校因素:学校对DIS实验的支持度,其他因素主要是高考的影响。学生因素下的班级人数和学生感兴趣程度均没有影响DIS实验在教学中的使用。最后,为使DIS实验在高中物理教学中有效地应用,根据以上结论提出以下几点建议:加大硬件设施的投入;组织教师进行培训并创设DIS实验交流平台;注重评价体系的建设。