轉(zhuǎn)換法在物理測(cè)量型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用①

本文系南京市教育科學(xué)規(guī)劃研究課題“初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的科學(xué)方法教育實(shí)踐研究”(編號(hào)：LK0592)的成果.

魯佩用

(江蘇省南京市育英第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校，江蘇　南京　210044)

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轉(zhuǎn)換法在物理測(cè)量型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用①

①本文系南京市教育科學(xué)規(guī)劃研究課題“初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的科學(xué)方法教育實(shí)踐研究”(編號(hào)：LK0592)的成果.

魯佩用

(江蘇省南京市育英第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校，江蘇南京210044)

摘要：課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用，把“過(guò)程與方法”作為重要的課程目標(biāo).轉(zhuǎn)換法是一種重要的科學(xué)方法，轉(zhuǎn)換法在物理測(cè)量型實(shí)驗(yàn)中有廣泛應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；測(cè)量型實(shí)驗(yàn)；轉(zhuǎn)換法

測(cè)量型實(shí)驗(yàn)分直接測(cè)量型實(shí)驗(yàn)和間接測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，間接測(cè)量型實(shí)驗(yàn)根據(jù)待測(cè)物理量和其它物理量之間的關(guān)系，先測(cè)出關(guān)系式中其它各量，再算出待測(cè)量.間接測(cè)量要用到轉(zhuǎn)換法.物理測(cè)量型實(shí)驗(yàn)中的轉(zhuǎn)換法主要有以下方面.

1轉(zhuǎn)換測(cè)量對(duì)象

間接測(cè)量中的轉(zhuǎn)換測(cè)量對(duì)象指某些量的測(cè)量對(duì)象不容易直接測(cè)量，而用測(cè)量具有相同效果的不同對(duì)象來(lái)替代.如用棉線測(cè)量地圖上鐵路線的長(zhǎng)度，由于鐵路線的長(zhǎng)度不方便直接測(cè)量，因此轉(zhuǎn)換成測(cè)量棉線的長(zhǎng)度，由于兩者完全等效，因此該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的方法為等效轉(zhuǎn)換法.這樣的例子還有很多，如阿基米德利用等質(zhì)量的金塊和皇冠排開(kāi)水的體積，將測(cè)量皇冠的體積轉(zhuǎn)換成測(cè)量排開(kāi)水的體積，從而判斷皇冠摻了假；聰明的曹沖利用等效轉(zhuǎn)換法稱出了大象的體重；在用電阻箱測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中，用等效轉(zhuǎn)換法來(lái)測(cè)量未知電阻的阻值等.

2轉(zhuǎn)換測(cè)量工具

間接測(cè)量中的轉(zhuǎn)換測(cè)量工具指某些物理量不能用該工具完成測(cè)量任務(wù)或不是唯一的測(cè)量工具，而用具有相同效果的不同工具來(lái)替代測(cè)量.在測(cè)量乒乓球直徑的實(shí)驗(yàn)中，可以用細(xì)線、筆和直尺測(cè)量，也可以如圖1所示，用刻度尺和直尺測(cè)量出乒乓球的直徑，轉(zhuǎn)換了測(cè)量工具.

圖1

3轉(zhuǎn)換測(cè)量的量

電學(xué)儀器的設(shè)計(jì)均是把待測(cè)量諸如電阻、電壓、頻率等轉(zhuǎn)化為電流的測(cè)量.如圖2所示，為自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置，通過(guò)測(cè)量油量表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭?，就可以知道油箱?nèi)油面的高度.測(cè)量的量轉(zhuǎn)換法引申到科學(xué)技術(shù)中，就是信號(hào)轉(zhuǎn)換.遙控器是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；聲控開(kāi)關(guān)把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；電子秤是把力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；酒精測(cè)試儀是把酒精濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)等.自動(dòng)化設(shè)備中核心元件幾乎都是傳感器，而傳感器的設(shè)計(jì)和制作就是用轉(zhuǎn)換測(cè)量物理量的方法，把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為便于測(cè)量的電學(xué)量.

圖2

由上面的分析可以看出，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)藏著大量轉(zhuǎn)換的科學(xué)方法，作為教師要讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)轉(zhuǎn)換法的原理，學(xué)會(huì)該方法的操作過(guò)程，并能將該科學(xué)方法遷移到新知識(shí)的學(xué)習(xí)中，從而達(dá)到培養(yǎng)能力、提高科學(xué)素養(yǎng)的目的，有利于學(xué)生終生的發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

[1] 張憲魁.物理教育科學(xué)方法[M].青島:青島海洋大學(xué)出版社，2000.

[2] 魯佩用. 淺談物理科學(xué)方法在“透鏡”教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理教學(xué)探討,2014，(8).