新的理念呼唤新的教学方式，新的教学方式呼唤新的技术支撑，新的技术需要赋予新的教育内涵。在新课改理念下，数据采集器系统，作为信息技术在实验教学中应用的载体走进了高中物理教材，走进了中学物理课堂。课堂教学是学校教学活动的主要方式，为了能够在物理课堂教学中有效地使用数据采集器，需要充分理解数据采集器系统在课堂教学中的作用模式。因此，有必要更深入地对数据采集器的应用效果进行实证研究。本文采用个案研究的方法，通过对学生的学习过程、学习效果的追踪，找到支持其有效应用途径的证据，并从学习心理学角度对数据采集器在实验教学中具有优势的原因做出解释。在实证研究部分，区别以往通过班级教学来做研究的方法，本文采取对少量(1～2名)学生授课的教学实验研究方法，控制影响教学实验的变量干扰。并通过第一手材料——课堂实录的教学录像，追踪学生的学习过程和半定量分析学生的心理变化过程。根据三维教学目标，运用测验法、分析法、观察法等多种手段检测学生的学习效果，从教学层面验证数据采集器在物理课堂教学中的优势。在此基础上，把教学视频信息材料转换成文本材料，对教学片段进行编码和采样，研究学生在解决物理定量问题时心理机制的转换过程，从学习心理学层面证实数据采集器系统在物理课堂教学中具有优势。最后得出结论，归纳数据采集器在实验教学中哪些方面具有优势及具有优势的心理原因，并提出教学建议，为教师在物理课堂上能够有效地采用数据采集器的教学模式提供指导和参考。 本论文的主要工作包括： (1)实验案例的再设计，根据研究目的对典型实验案例进行再设计和完善，进一步提高其在课堂教学中的实用性和可操作性。 (2)对数据采集器应用于物理课堂教学的实录观察与编码，对数据采集器的应用效果进行个案研究，从知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观的三维目标检测教学效果和学生的学习效果，验证数据采集器的教学优势。 (3)半定量分析数据采集器在物理教学中对学生学习心理机制的影响，对表征学生学习心理环节的各个行为类型进行采样统计，从心理学层面对数据采集器在实验教学中的具有优势的原因做出解释。 本文的研究结果表明利用数据采集器系统革新物理课堂教学的模式是可行的，也为用技术手段提高学生学习能力的理论提供了证据。 本研究的突破点： (1)从学习心理的角度观察数据采集器系统的教学优势。将数据采集器应用效果的研究与学生的学习心理相结合。 (2)将半定量的心理学分析方法应用到实证研究中。 (3)初步得到一些结果。