摘 要：本文總結(jié)了測(cè)定金屬線膨脹系數(shù)實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)基本知識(shí)點(diǎn)，提出了幾點(diǎn)教學(xué)看法，進(jìn)一步探討了我校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)做法，并得出一套實(shí)用的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：線脹系數(shù)；視差；光杠桿

金屬線膨脹系數(shù)的測(cè)量是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，用來(lái)反映金屬的尺寸隨溫度的變化規(guī)律，在機(jī)械和儀表的制造中，影響著材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和儀表的精度，也是衡量耐火材料的一個(gè)重要的性能參量。在金屬線膨脹系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)該讓學(xué)生掌握哪些物理知識(shí)和技能呢？對(duì)我校的很多工科專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，很可能根本用不上線膨脹系數(shù)這一參量，比如食品科學(xué)和水產(chǎn)養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)等，那么就需要挖掘這一實(shí)驗(yàn)中最基礎(chǔ)最根本的物理知識(shí)和技能?，F(xiàn)總結(jié)出以下三個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)：（1）望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)中的視差概念及其消除方法；（2）測(cè)量微小變化量的一種方法光杠桿放大法；（3）加熱時(shí)怎樣讀取物體的溫度。那在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，怎樣使得學(xué)生熟練掌握這幾個(gè)物理知識(shí)？下面是我校在教學(xué)中的具體做法。

一、 教學(xué)中的視差概念的理解方法

金屬線膨脹系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)主要有兩個(gè)，一個(gè)是視差，另一個(gè)是光杠桿放大法。調(diào)試望遠(yuǎn)鏡時(shí)就必須對(duì)視差這一概念有個(gè)清晰的理解，并強(qiáng)調(diào)這一實(shí)驗(yàn)的重要性，教師會(huì)經(jīng)常跟學(xué)生土木系的舉例子，土木工程測(cè)量時(shí)，經(jīng)常在外面擺個(gè)架子到處觀測(cè)，若這個(gè)實(shí)驗(yàn)做不好，那到時(shí)找都找不到目標(biāo)，這樣一說(shuō)，學(xué)生就來(lái)興趣了。關(guān)于視差，實(shí)際是最基本的一個(gè)常識(shí)。舉個(gè)例子，兩個(gè)物體有一定的距離，比如兩根手指前后錯(cuò)開(kāi)位置放在眼睛的前方，你的眼睛能不能同時(shí)看清楚這兩根手指？看不清對(duì)吧，當(dāng)前面一根手指看的清晰時(shí)，后面那根手指肯定看起來(lái)是模糊的；同理，當(dāng)后面的一根手指能看清晰時(shí)，前面的那根手指又看得模糊了，即兩只眼睛不能同時(shí)聚焦在這兩根手指上，這兩根手指就不在同一平面上，那么當(dāng)你眼睛上下移動(dòng)時(shí)，手指看起來(lái)就存在錯(cuò)位，這就叫視差。那要讓它看起來(lái)都在一個(gè)平面上，該怎么辦？這時(shí)必須把兩個(gè)像調(diào)清晰，此時(shí)眼睛再上下移動(dòng)，則觀察到的手指就不再存在錯(cuò)位了，這就是視差的消除辦法，需得將這基本的方法跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)清楚?，F(xiàn)在望遠(yuǎn)鏡中一根手指代表標(biāo)尺線，另一根手指代表叉絲，要將其都調(diào)清晰，這樣才能消除視差，跟學(xué)生灌輸這一重要點(diǎn)，是這個(gè)實(shí)驗(yàn)中最基本的物理知識(shí)。

二、光杠桿放大法的理解

在實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)陋的當(dāng)時(shí)，要測(cè)量出一個(gè)物體的微小變化量，這無(wú)疑有很大的難度，即使在科技手段發(fā)達(dá)的今天，要精確測(cè)量一些微小變化量，依然做不到，這就更反映出這種光杠桿放大法的珍貴和巧妙了。光杠桿放大原理是通過(guò)光杠桿，利用光的反射將物體的微小形變放大。比如，用手按壓桌面時(shí)，這種微小的形變不容易觀察到，但當(dāng)我們?cè)谧烂娣乓粋€(gè)手電筒并使手電筒發(fā)出的光線照到幾米外的墻壁上，再次按壓桌面時(shí)，則能發(fā)現(xiàn)手電筒照射在墻壁上的光點(diǎn)位置隨著按壓桌面的程度而上下移動(dòng)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引入生活中的許多事例可以使得學(xué)生理解得很深入，提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，從而在教學(xué)上做到共鳴的效果。

三、讀取溫度時(shí)需要注意的方法

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，溫度是動(dòng)態(tài)變化的，嚴(yán)格來(lái)講，對(duì)加熱爐的溫度讀數(shù)時(shí)一定要關(guān)掉加熱爐的電源，因?yàn)楹銣貢r(shí)才能讀取數(shù)據(jù)，需待加熱爐的溫度穩(wěn)定才能讀數(shù)；否則，溫度示數(shù)都還在變化，怎么可以讀取數(shù)據(jù)。那關(guān)掉了加熱爐，溫度不是會(huì)下降嗎？要說(shuō)明的是，在降溫時(shí)，因?yàn)榧訜釥t有保溫層，相比而言，溫度下降的速度要慢些。為加深理解，我們可以舉個(gè)日常的例子，比如向?qū)W生提出個(gè)問(wèn)題，水銀體溫計(jì)測(cè)量體溫時(shí)，為什么需要設(shè)置緊縮口，防止水銀倒流？通過(guò)問(wèn)問(wèn)題的方式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考，這樣就可以改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的方式，吸引學(xué)生積極主動(dòng)地探索實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果。

四、對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能訓(xùn)練的要求

物理實(shí)驗(yàn)的技能是理工科大學(xué)生的必備技能，掌握了這個(gè)技能才可以進(jìn)一步這個(gè)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生測(cè)量完后，可以要求學(xué)生再次調(diào)試儀器至待測(cè)狀態(tài)，因?yàn)楹芏鄬W(xué)生在第一次動(dòng)手調(diào)節(jié)儀器時(shí)，可能是碰巧調(diào)試出來(lái)的，偶然性比較大，故而再讓學(xué)生做一遍很有必要， 而且要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能重新調(diào)節(jié)好儀器，只有這樣才能說(shuō)明學(xué)生已經(jīng)真正掌握了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法，理解了實(shí)驗(yàn)中的物理知識(shí)。

五、結(jié)論

通過(guò)對(duì)金屬線膨脹系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)的分析探討，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中的一些重要的物理方法和物理技能，促進(jìn)了對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的深入理解，可以進(jìn)一步提高教師的教學(xué)水平。同時(shí)注意到，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分析討論中，未對(duì)數(shù)據(jù)處理方法等進(jìn)行分析，尚存在著不足之處需待更深入的討論研究。

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項(xiàng)目基金：基金資助：武漢輕工大學(xué)校立教研項(xiàng)目（編號(hào)：XM2017005）

作者簡(jiǎn)介：李定海（1980），湖南瀏陽(yáng)人，講師，主要從事大學(xué)物理和大學(xué)物理試驗(yàn)的教學(xué)研究工作。