物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法

1、物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法2007年10月20日來源:網(wǎng)友供稿作者:未知字體:[大中小]物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，而我們目前的物理教學(xué)，基本上是停留在關(guān)于物理學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)的歸納和理論體系的闡述上，就連物理實(shí)驗(yàn)本身的教學(xué)，也是按教材的分析按部就班地進(jìn)行純理論的講解其弊端是顯而易見的，如果考查的實(shí)驗(yàn)不是教材所限的實(shí)驗(yàn)?zāi)?？一、?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的必要性一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的必要性１９９６年上海高考第四（５）題要求測定陶瓷管上均勻電阻膜的厚

2、度，就屬于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)但由于題目給出了全部實(shí)驗(yàn)器材和所有相關(guān)量，使實(shí)驗(yàn)定位在電阻或電阻率的測定上，又大大降低了實(shí)驗(yàn)難度，只屬于局部設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)無論命題者出于何種考慮，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了，這多少給教學(xué)工作者提了個(gè)醒１從小處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)１從小處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)上海作為高考改革的試點(diǎn)城市，其成功的改革將為全國高考提供可能的改革方向，甚至一些新穎的題型和情境，都可能為全國高考所借鑒如１９９６年全國高考第２１題就是從１９９

3、５年上海高考第一（５）題脫胎而來的無疑上海高考關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查是又一個(gè)成功的改革舉措，極有在全國推廣的價(jià)值而物理《考試說明》中要求“會(huì)用在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法”，也為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查在全國的推廣提供了可能２從大處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)２從大處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)著名核物理學(xué)家錢三強(qiáng)先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中，曾嚴(yán)厲指出：“今天我們科學(xué)界有一個(gè)弱點(diǎn)，這就是思想不很活潑，這也許跟大家過去受的教育有一定關(guān)系……”

4、我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”；我們的考試題目常常不惜筆墨描述背景、附加條件，最后只有一個(gè)小小的空格“是……”這樣培養(yǎng)選拔出來的人才在學(xué)校是好學(xué)生，步入社會(huì)是好職員，大腦中只是機(jī)械地跳動(dòng)著兩個(gè)問題：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相當(dāng)漂亮，但思想僵化，毫無創(chuàng)見這正是我們的悲哀！長期以來的這種教育選拔模式，致使我們現(xiàn)在仍只能在很羞澀地提到幾個(gè)美籍華人時(shí)才有一種借來的榮光與自豪！思想不活躍，是因?yàn)槲覀兘o了學(xué)生太

5、多的“必須”的限制；思想僵化，是因?yàn)槲覀兞艚o學(xué)生太少的“可能”的余地實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)，正是活躍思想，培養(yǎng)能力的一種好方法，授以實(shí)驗(yàn)的基本方法，讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法，自己會(huì)怎么做（１０）在焦耳測定熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)中，若能測出水的質(zhì)量和升高的溫度，算出水增加的內(nèi)能，再測出重物的質(zhì)量和下落的高度，同樣可測定重力加速度（１１）帶電粒子在的勻強(qiáng)電場平行板電容器中平衡時(shí)，ｍｇ＝ｑＵ／ｄ若Ｕ、ｄ和帶電粒子的荷質(zhì)比（ｑ／ｍ）可測定，則ｇ可測出（

6、１２）假設(shè)一物體在地球表面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，ｍｇ＝ＧＭｍ／Ｒ２，ｇ＝ＧＭ／Ｒ２…………２選擇方案，簡便精確２選擇方案，簡便精確對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，都可能存在多條思路、多種方案教材中關(guān)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)驗(yàn)方案，也只是眾多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較可行的一種那么在眾多實(shí)驗(yàn)方案中，我們應(yīng)如何選擇呢？一般來說，選擇實(shí)驗(yàn)方案主要有三條原則：（１）簡便性原則即要求所選方案原理簡單、操作簡便，各量易測應(yīng)盡量避免實(shí)施那些原理復(fù)雜

7、、操作繁瑣和被測量不易直接測量的實(shí)驗(yàn)方案（２）可行性原則實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，不會(huì)對(duì)人身和器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，不能脫離實(shí)際，不能超出現(xiàn)有條件（３）精確性原則不同的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的實(shí)驗(yàn)方案以上三原則通常要綜合考慮在前述方案中，方案（１）中常用的測力計(jì)誤差較大；（２）中Ｆ⊥和ａ⊥均不易測定；（

8、３）中θ和ｔ不易測定且難以保證斜面足夠光滑；（４）中θ、ｔ和μ均不易測定；（５）中若用秒表計(jì)時(shí)人為因素較大，若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，紙帶受振針阻力與通常小物塊所受重力相比不能忽略；（６）中儀器先進(jìn)但一般中學(xué)沒有；（７）中若用閃光照像技術(shù)則是一種好方案，但設(shè)備和技術(shù)都達(dá)不到要求，若用平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法誤差較大；（８）中θ和ｖ０的測量難度較大；（９）中相對(duì)而言較切合中學(xué)實(shí)際；（１０）中需測定的物理量多且很難采取絕熱措施；（１１）中學(xué)階段不易測定