李雙蓮

（曲靖市會澤縣實驗高級中學校 云南 曲靖 654200）

物理是以實驗為基礎的課程，同時兼具對大自然的探索。在物理實驗的課堂教學過程中，教師如何上好實驗課堂，是這門課程的關(guān)鍵所在。在物理實驗中往往會得到大量的數(shù)據(jù)，對于得到的數(shù)據(jù)進行正確的處理也關(guān)乎課堂的質(zhì)量。在此過程中進行誤差理論的教學顯得尤為必要。在實際的物理實驗教學過程中，教師就需要帶領學生正確認識到誤差處理的重要性，同時在教學時進行誤差理論知識的傳授，并帶領學生在實驗中進行理論知識的運用，使得學生的物理學習更上一層樓。

1.高中物理實驗數(shù)據(jù)處理誤差理論應用的必要性

1.1 數(shù)據(jù)誤差的偶然性

在高中物理的教學過程中，實驗是在所難免的，而物理實驗是教材知識的現(xiàn)實具象化，在實際的操作實驗中進行結(jié)論的推導，同時物理實驗的過程中離不開其大量的數(shù)據(jù)支撐。為此想要提高數(shù)據(jù)的準確性，就需要進行大量的實驗，使得數(shù)據(jù)更加具有可靠性。實際的運用過程中，數(shù)據(jù)往往存在很多的不確定因素對齊造成影響，使得學生在實際操作的過程中容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)偶然誤差問題，而想要解決這一問題就需要進行誤差理論的研究，對問題進行分析，快速得出結(jié)論，進行誤差的控制。[1]

1.2 數(shù)據(jù)處理的必要性

在物理實驗中，誤差理論發(fā)揮著重要作用。誤差理論是當下物理考試中熱門考點之一，與實際的實驗誤差相比較而言，誤差理論容易被教師所忽視，而學生在實際的物理實驗過程中往往會把誤差的出現(xiàn)歸結(jié)為偶然性。此種情況對于學生的學習來說極為不利，容易使得學生不進行數(shù)據(jù)誤差總結(jié)，進而導致實驗無法順利完成，得出準確的實驗數(shù)據(jù)。同時學生在物理實驗的過程中，也存在誤差是正常的思維模式中，很多時候不去進行實驗誤差分析，進行定量分析，很難進行正確的物理實驗。

1.3 數(shù)據(jù)誤差的處理方法

還在物理的教學過程中對實驗數(shù)據(jù)處理的方法有很多種，進行分析和總結(jié)誤差存在的原因，然后進行處理，同時把誤差理論應用于實際實驗當中。學生根據(jù)誤差理論較快地得出實際實驗中存在誤差的原因，然后更好地進行實驗數(shù)據(jù)的處理，進行數(shù)據(jù)打磨，從而獲得更準確的數(shù)據(jù)，隨后進行實驗的總結(jié)，鞏固誤差理論在實際實驗中的運用。

2.物理實驗數(shù)據(jù)處理存在問題

2.1 學生主體地位忽視

在物理實驗中，實驗的主體是學生，而在實驗過程中學生如果不重視數(shù)據(jù)的處理，不主動進行誤差分析，那么實驗得出來的結(jié)果往往是不可靠的。在實際的教學過程中，進行數(shù)據(jù)誤差分析處理的學生占很小一部分，大部分的學生往往還不能獨立完成實驗，無法將數(shù)據(jù)完整地記錄下來。如果學生在實驗過程中忽視了數(shù)據(jù)的處理，那么在最后的實驗結(jié)束時就無法很好地得出實驗結(jié)果。在實際的實驗教學中，只有很小一部分學生可以完整地進行數(shù)據(jù)的記錄，進行總結(jié)。而大部分學生的試驗報告都存在著互相抄襲的現(xiàn)象，還有的學生整個報告都是亂寫的。又是看來實驗數(shù)據(jù)上存在著很多的問題，也給后面的實驗帶來很大的問題，因此教師要注重數(shù)據(jù)的精確處理。

2.2 數(shù)據(jù)處理方法單一

在實驗中掌握常用的方法往往是不夠的，許多學生對于實驗還是有興趣的，但是在實驗的整體過程中，實際操作知識實驗中很小的一部分，其后的數(shù)據(jù)處理才是實驗的重點。只有在教學過程中重視對實驗數(shù)據(jù)的處理才能很好地掌握和了解這個實驗。在物理的教學過程中，教學往往不夠明確。學生在學習過程中往往也會產(chǎn)生惰性思想，不給予適當?shù)膲毫W生就會懈怠。而在實際的物理實驗中，教師為課堂的主導，如果教師的教學方法不夠得當，往往會對學生產(chǎn)生負面影響，制約學生的發(fā)展，嚴重的甚至會使得學生的學習興趣大大減少，讓學生不喜歡物理實驗，從而真正的教學目的背道而馳。

2.3 數(shù)據(jù)處理工具缺少

當今社會，信息化技術(shù)高速發(fā)展，學生在日常生活中往往也能接觸到計算機的數(shù)據(jù)處理。隨著計算機的普遍應用，計算機離學生越來越近，可以幫助學生上網(wǎng)查閱資料，通過聊天關(guān)于與同學，朋友相互交流，又或是使用計算機進行娛樂。同時在數(shù)據(jù)處理方面，學生往往會忽略使用計算機進行物理實驗數(shù)據(jù)的分析處理，此種數(shù)據(jù)處理方法鮮為人知。在實驗教學過程中，教師還可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)進行教學的開展，幫助學生進行數(shù)據(jù)處理。在物理教學的過程中，物理知識的繼續(xù)存在著局限性，學生往往是生活在城市中，無法很好地與大自然進行接觸，對于物理的了解局限于課本上的知識，復發(fā)很好的體會物理知識的奧秘。而物理實驗又來自于大自然，教師要注重在物理實驗中的數(shù)據(jù)誤差處理。在實驗過程中對實驗產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)進行分析，幫助學生更直觀地認識自然物理的含義。

3.高中物理實驗數(shù)據(jù)誤差處理的對策

3.1 驗證力的平行四邊形定則實驗

平行四邊形定則一直是高中重要的教學實驗之一。在實際的實驗過程中，需要進行兩個共點力數(shù)據(jù)的測量，同時分析的兩個力合力的效果。通過實際測量，論證兩個共點力是否與平行四邊形定則構(gòu)建的理論相吻合。這次時間往往會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)誤差，影響實驗結(jié)果。如果誤差在允許范圍之內(nèi)，那么這個實驗是成功的，如果不是，在這個實驗室失敗的。因此教師在教學過程中要注意實驗數(shù)據(jù)的誤差是否在允許范圍之內(nèi)，引導學生進行誤差分析與調(diào)整。

例如，在“驗證平行四邊形定理”的實驗中，還有學生準備木板，白紙，橡皮條。平行四邊形原理是兩個力F1和F2作用效果和一個力F的作用效果相同，那么這個力就是兩個力的合力。在實際的測量中往往存在著誤差，因此在實驗過程中合力F很難與另外兩個力的實驗測量結(jié)果完全相同。在學生實驗時，學生的操作往往會造成更大的誤差。因此就需要教師進行相關(guān)的引導，分析數(shù)據(jù)流產(chǎn)的來源，但學生將誤差降到最低。經(jīng)過分析得知，實驗的誤差來源于：在實驗室沒有把彈簧測力計調(diào)零，彈簧測力計的外殼與紙殼之間有摩擦，實驗作圖時合力圖不準確。

3.2 勻變速直線運動的實驗探究

在高中的物理實驗中進行數(shù)據(jù)誤差理論的應用，需要學生在學習過程中充分地理解誤差理論中所說的系統(tǒng)誤差，偶然誤差，絕對誤差和相對誤差的基本知識，同時在實驗過程中還要準確的區(qū)分精度與準確度，還需要擁有較為強大的計算能力。無論什么物理實驗過程中，都會產(chǎn)生一些誤差，這是物理實驗中所無法避免。但是實際的實驗中誤差是存在著一個區(qū)間，如果說實驗的數(shù)據(jù)在此無償范圍內(nèi)較小，與理論上的實驗數(shù)據(jù)結(jié)果相近，那么此次試驗較為成功。如果在此次實驗中數(shù)據(jù)的誤差較大，那么此次實驗較為失敗，其實驗數(shù)據(jù)也是毫無疑義的。

3.3 測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗

測量電源電動勢與內(nèi)阻是極為重要部分。再次試驗的進行過程中往往會出現(xiàn)多個因素對實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。如不同的實驗方法會造成系統(tǒng)上的誤差，而使用的器材不同，往往也會造成系統(tǒng)誤差。同時學生在知識的學習過程中對誤差認識不夠全面，無法很好的辨別差。而在電源電動勢與內(nèi)阻的實驗過程中，實驗電路主要有四種：一是電阻值電阻箱與電流表和電源串聯(lián)，二是已知電阻者的電阻箱和電壓以及電源并聯(lián)。而第三種第四種是通過滑動變阻器，電流表等常見電器進行連接。而在實際的實驗過程中，第一種與第二種往往不會存在系統(tǒng)誤差，第三種和第四種往往會存在著很大的誤差。在此過程中，教師就可以帶領學生進行誤差分析，得到一個準確的實驗結(jié)果。

例如，在實驗開始時教師先要求學生進行電壓值與電流的記錄，并進行計算得到電源的電動勢和內(nèi)阻：E=U1+I1rE=U2+I2r同時，教師要求學生進行多組數(shù)據(jù)測量，使得測量結(jié)果更加精確，減少測量的誤差。在得到多組的電壓與電流值后，教師就可以要求學生根據(jù)測量的結(jié)果進行電壓電流之間關(guān)系圖像的繪制。在第四章電路中，電流表內(nèi)接，電表測量的就是電源兩端的電壓，電壓表的內(nèi)阻分走了電流，使得實際測量結(jié)果存在著較大誤差。ΔI=II測-I真通過實際的計算得知，隨著電壓的增大，電流的誤差也將增大，如果實驗中的電壓為零，實際的誤差就不存在。對于實驗的設計，教師要引導學生進行分析找出實驗中數(shù)據(jù)存在的誤差，將誤差減到最小，在第四種電路設計中，就需要將實驗中的電壓表內(nèi)阻增大。在此實驗中，教師需要帶領學生先進性理論的分析，然后進行實際的實驗測量，再對理論進行驗證，以得到正確的結(jié)論。

總而言之，在高中物理的教學過程中，就是要注重實驗數(shù)據(jù)的處理，在教學中廣泛運用誤差理論進行教學。使得學生在實驗的過程中能夠更科學有效地進行結(jié)果的分析。帶領學生深刻認識到誤差理論在物理實驗中的重要性，提高學生的數(shù)據(jù)分析能力。讓學生在實際的物理實驗數(shù)據(jù)處理中進行更廣泛的誤差分析，動手實踐得出結(jié)論，促進學生培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度以及對實驗的探索精神。為學生日后的物理學習打下堅實的基礎。