2026年11月5日上午，“数字·变革·创造——DIS赋能初中物理实验教学”专题教研活动在蓟州区教师发展中心报告厅如期举行。来自全区直属、乡镇初中的一百余名物理骨干教师以及天津市中小学人工智能应用高振坡名师工作室的核心骨干教师齐聚一堂，围绕数字化实验（DIS）在初中物理教学中的应用展开深入研讨。

本次活动旨在落实《关于加强和改进中小学实验教学的意见》《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》《中小学实验教学基本目录（2023年版）》《关于加强中小学科技教育的意见》《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》《义务教育物理课程标准（2022年版）》关于加强实验教学、强化学科实践的要求，推进数字技术在初中物理“做中学”的应用。

一、政策落地：解读数字化实验和“做中学”

本次活动特邀天津师范大学物理与材料科学学院原实验中心主任，中国教育学会物理专业委员会副主任委员，全国高等院校物理演示实验研究会秘书长孙佩雄教授作专题解读。他系统梳理了相关政策脉络，以“探究滑动摩擦力”为例，完整呈现了“做中学”的五步探究闭环：情境导入、猜想假设、设计实验、数据采集、分析论证。从“推箱子时重的箱子更费力，摩擦力大小到底和什么有关”的真实情境出发，学生自己提出猜想、小组设计验证方案，力传感器自动生成F-t曲线，各组共享数据、得出结论。“结论是学生找出来的，不是老师给的。”

明确指出“做中学”，要看四个维度：

●学生是否亲手在做，而非仅作为演示的旁观者；

●是否由真问题驱动，结论是否由学生自己得出；

●是否有迭代试错，有无反复调整、逼近规律的过程；

●是否基于证据交流论证，学生之间有无围绕数据的讨论与辩论。

数字化实验的独特价值正在于此：它把“验证已知结论”变为“探究未知规律”，大幅降低试错成本；把“一次做完算数”变为“反复迭代优化”；把“各自做各自的”变为“协同共建证据”，实现数据共享与集体论证。

二、现场演示：让数据“看得见”，让过程“留得下”

本次活动还特邀湖北教育学会科学教育分会主任委员，华中师范大学、湖北师范大学、黄冈师范大学特聘实验讲师于飞老师做专题讲座《数字·实践·变革》。

什么是数字化实验？于老师用一个简洁的架构图讲清了它的构成：传感器＋数据采集器＋计算机软件＋配套器材。传感器的根本作用，是将物理信号转换为电信号进行传输，从而实现实时可视化呈现与高精度、高频率采集。

在全场期待中，于老师现场演示了多经典实验：

蒸发降温实验：三路温度传感器同时监测空气、酒精和水的温度。酒精挥发降温效果显著强于水，而实验并未就此结束——传感器取出后温度逐步回升、逼近空气温度的完整过程被连续记录下来。“常规课堂常常忽略了回升这一段，恰恰是这一段，才是完整探究闭环的关键。”

比热容对比实验：通过蓝牙无线连接，水与煤油在远红外加热器上同步升温，红蓝两条曲线实时爬升，差异一目了然。于老师还介绍了“包裹式测量”、红外与热成像等非常规测温手段，把抽象的物理原理讲得通俗易懂。

于老师将数字化实验的特点概括为四句话：变不可见为可见；实时连续采集；捕捉瞬间暂态；测量微小信号。他特别提醒：技术只是工具，若课堂设计不同步升级，先进的设备反而会成为“做中学”的阻碍——要警惕“技术反噬”。

三、区域实践：DIS在初中物理自制教具中的创新应用

随后，蓟州区教师发展中心初中物理兼职教研员高振坡老师主讲《DIS在初中物理自制教具中的应用》，展示了三件凝聚蓟州一中团队智慧的自制教具。

1. 数字多维探究摩擦力演示器（中国教育学会物理教学专业委员会年会创新实验奖）

针对人教版经典实验“人工匀速拉动难、测力计示数波动大”的痛点，该教具以电子拉力传感器替代弹簧测力计，“拉木板代替拉木块”，让木块始终静止，从原理上消除了匀速操作的技术门槛；引入手摇杆提升可控性，利用橡皮筋改变压力、拓展探究维度，两组数据同步采集、同屏对比，摩擦力与压力、粗糙程度、接触面积、速度、材料的关系尽在曲线之中。

2. 拔河比赛取胜原因演示器（天津市科技创新大赛辅导员项目一等奖）

“赢的队伍拉力一定更大吗？”这是学生由来已久的误区。该教具历经三代改进，最终借助力传感器捕捉拔河瞬间的峰值力，用数据证明：双方所受拉力大小相等，取胜的关键在于脚下所受摩擦力的大小。一个顽固迷思，在一条曲线面前烟消云散。

3. 可视化重力势能演示仪（全国青少年科技创新大赛辅导员项目国家级三等奖）

该教具运用转换法，将小球下落砸中杠杆的“看不见的能量”转化为力学传感器的示数，定量探究重力势能与质量、高度、密度的关系，既补上了教材的实验空缺，又大大增强了可视化程度。

高老师将数字化改造的核心逻辑凝练为三个转变：

1.把“读不准”变成“测得准”——用传感器替换依赖人眼人手的读数环节；

2.把“抓不住”变成“可回溯”——把瞬时、单点的数据变成连续曲线，让过程本身成为可分析的对象；

3.把“单点”变成“对比”——同一装置、多组变量、同屏呈现，让比较与归纳成为课堂的常态动作。

“教具是‘物’，数据是‘证据’，思维才是目的。一台传感器、一根手摇杆、一条橡皮筋，改变的不是课堂的‘技术含量’，而是那些原本只能靠讲授‘讲过去’的环节——现在，学生可以亲眼看见。”

四、展望未来：从数字化走向智能化

活动最后明确了下一步工作方向：

1.积极协调设备方，尽快解决区内部分学校传感器数据线短缺问题；

2.调研各校DIS装备使用情况，推动成熟教师开设数字化实验公开课；

3.探索数字化教学向人工智能应用的转变，尝试引入AI评价系统，让技术与课堂深度融合。

从杜威的“做中学”，到课标里的“探究实践”，再到今天的DIS课堂与AI展望，变的是工具与形态，不变的是让学生“亲眼看见、亲手做到、亲历思维生长”的育人初心。蓟州物理人将以此次活动为新起点，让数字化之光照进每一间物理实验室，照亮每一个孩子的科学梦想。

主办单位：蓟州区教师发展中心初中物理组

承办：天津市中小学人工智能应用高振坡名师工作室

撰稿：王一凡

摄影：王一凡

审核：高振坡