覃寧杰
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗貫穿課堂教學(xué)的始終,幾乎每節(jié)課都離不開實驗??梢妼嶒炘诔踔形锢韺W(xué)習中的重要性。通過實驗,我們可以有效地讓學(xué)生理解學(xué)習中的基本概念和基本規(guī)律,使學(xué)生學(xué)得輕松,掌握得牢固。同時,實驗也是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、探究能力、創(chuàng)新能力的重要途徑。在物理科學(xué)探究中,許多實驗都要經(jīng)歷多次實驗來完成,這又有什么意義和目的呢?我將以初中物理科學(xué)探究具體案例來談?wù)劧啻螌嶒炘谔骄恐械哪康摹?/p>
一、通過多次實驗,求平均值,可以減少實驗誤差
這一目的主要體現(xiàn)在常規(guī)的測量類型的實驗中。比如,要測量初中物理教科書的長,學(xué)生在做實驗時,就必須在保證測量方法完全正確的前提下測量多次,收集數(shù)據(jù),然后計算平均值來得到書的長,使測量值更準確。再如,在測量定值電阻的阻值時,在嚴格按照操作規(guī)范的前提下,改變電壓和電流,測出其阻值,然后計算平均值,來減少誤差。在實驗中,往往會出現(xiàn)一次實驗的誤差較大,通過多次實驗求平均值就可以大大地減少誤差。值得注意的是,有些實驗雖然也進行了多次實驗,但是不能求平均值,比如,測量溫水的溫度、測量燈泡鎢絲的阻值等等。
二、通過多次實驗,還可以有效地避免實驗的偶然性,便于得出普遍規(guī)律
這一目的主要體現(xiàn)在規(guī)律類的探究實驗中。而這類實驗又分為三種情況,其一是常規(guī)規(guī)律實驗。比如,在探究杠桿平衡條件的實驗中,我們先讓杠桿在水平位置平衡,然后通過多次改變動力、動力臂、阻力、阻力臂讓杠桿再次平衡,收集數(shù)據(jù),得出規(guī)律。但在分析數(shù)據(jù)后,有小組也得出了其他的結(jié)論:動力乘以支點到動力作用點的距離等于阻力乘以支點到阻力作用點的距離,這正確嗎?所以,就必須在增加實驗及改變動力的方向再次實驗以得到規(guī)律,然后評估實驗:為什么讓杠桿水平平衡。又如,在平面鏡成像特點的探究中,多次改變物體到平面鏡的距離,來探究像的特點。此類實驗中,多次實驗是為了得出普遍規(guī)律,避免因?qū)嶒灤螖?shù)過少,得出偶然性的結(jié)論。第二類是特殊測量性實驗。比如,在測量小燈泡的功率和電阻值的實驗中,我們通過不斷地改變燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流,得出了燈泡的電功率和電阻。此時,在分析處理數(shù)據(jù)時,就不能簡單同常規(guī)測量時的方法來求平均值了,而是要得出新的規(guī)律,即實際電功率的值與電壓的關(guān)系、燈泡的電阻值與溫度的關(guān)系。這類實驗中,我們通過多次實驗才得出了規(guī)律,避免了試驗次數(shù)太少而得不出規(guī)律的弊端。第三類是探究不同情況下的規(guī)律性實驗。比如,在探究液體壓強與哪些因素有關(guān)時,我們需要多次改變壓強計探頭的方向、深度、液體的密度。然后通過分析數(shù)據(jù)得出不同情況下的規(guī)律,當然在這個試驗中,我們還應(yīng)用了控制變量法。又如,在探究凸透鏡成像的規(guī)律的實驗中,我們則首先要根據(jù)凸透鏡在生活中的應(yīng)用,對應(yīng)地探究在不同物距下像的特點、像距的大小規(guī)律,在這個試驗中,需要進行的試驗次數(shù)則更多,否則,根本就不能得出規(guī)律。在這類實驗中,我們多次實驗,才能總結(jié)出對應(yīng)的規(guī)律,保證規(guī)律的正確性。
總而言之,在科學(xué)實驗時,為了減小誤差或?qū)ふ移毡橐?guī)律,經(jīng)常需要進行多次實驗。在初中物理的學(xué)習過程中,多次實驗是常見的實驗方法,我們要根據(jù)實驗的要求準確實驗,不斷地提高自己科學(xué)探究的能力。
·編輯 張珍珍