初中物理多次實(shí)驗(yàn)應(yīng)用例談

覃寧杰

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)貫穿課堂教學(xué)的始終，幾乎每節(jié)課都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)在初中物理學(xué)習(xí)中的重要性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們可以有效地讓學(xué)生理解學(xué)習(xí)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(shí)，實(shí)驗(yàn)也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)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(shí)驗(yàn)都要經(jīng)歷多次實(shí)驗(yàn)來(lái)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(lái)談?wù)劧啻螌?shí)驗(yàn)在探究中的目的。

一、通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，求平均值，可以減少實(shí)驗(yàn)誤差

這一目的主要體現(xiàn)在常規(guī)的測(cè)量類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)中。比如，要測(cè)量初中物理教科書(shū)的長(zhǎng)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，就必須在保證測(cè)量方法完全正確的前提下測(cè)量多次，收集數(shù)據(jù)，然后計(jì)算平均值來(lái)得到書(shū)的長(zhǎng)，使測(cè)量值更準(zhǔn)確。再如，在測(cè)量定值電阻的阻值時(shí)，在嚴(yán)格按照操作規(guī)范的前提下，改變電壓和電流，測(cè)出其阻值，然后計(jì)算平均值，來(lái)減少誤差。在實(shí)驗(yàn)中，往往會(huì)出現(xiàn)一次實(shí)驗(yàn)的誤差較大，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)求平均值就可以大大地減少誤差。值得注意的是，有些實(shí)驗(yàn)雖然也進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，但是不能求平均值，比如，測(cè)量溫水的溫度、測(cè)量燈泡鎢絲的阻值等等。

二、通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，還可以有效地避免實(shí)驗(yàn)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(lèi)的探究實(shí)驗(yàn)中。而這類(lèi)實(shí)驗(yàn)又分為三種情況，其一是常規(guī)規(guī)律實(shí)驗(yàn)。比如，在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，我們先讓杠桿在水平位置平衡，然后通過(guò)多次改變動(dòng)力、動(dòng)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(dòng)力乘以支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離等于阻力乘以支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離，這正確嗎？所以，就必須在增加實(shí)驗(yàn)及改變動(dòng)力的方向再次實(shí)驗(yàn)以得到規(guī)律，然后評(píng)估實(shí)驗(yàn)：為什么讓杠桿水平平衡。又如，在平面鏡成像特點(diǎn)的探究中，多次改變物體到平面鏡的距離，來(lái)探究像的特點(diǎn)。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，多次實(shí)驗(yàn)是為了得出普遍規(guī)律，避免因?qū)嶒?yàn)次數(shù)過(guò)少，得出偶然性的結(jié)論。第二類(lèi)是特殊測(cè)量性實(shí)驗(yàn)。比如，在測(cè)量小燈泡的功率和電阻值的實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)不斷地改變燈泡兩端的電壓和通過(guò)燈泡的電流，得出了燈泡的電功率和電阻。此時(shí)，在分析處理數(shù)據(jù)時(shí)，就不能簡(jiǎn)單同常規(guī)測(cè)量時(shí)的方法來(lái)求平均值了，而是要得出新的規(guī)律，即實(shí)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(lèi)實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)才得出了規(guī)律，避免了試驗(yàn)次數(shù)太少而得不出規(guī)律的弊端。第三類(lèi)是探究不同情況下的規(guī)律性實(shí)驗(yàn)。比如，在探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)時(shí)，我們需要多次改變壓強(qiáng)計(jì)探頭的方向、深度、液體的密度。然后通過(guò)分析數(shù)據(jù)得出不同情況下的規(guī)律，當(dāng)然在這個(gè)試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，我們則首先要根據(jù)凸透鏡在生活中的應(yīng)用，對(duì)應(yīng)地探究在不同物距下像的特點(diǎn)、像距的大小規(guī)律，在這個(gè)試驗(yàn)中，需要進(jìn)行的試驗(yàn)次數(shù)則更多，否則，根本就不能得出規(guī)律。在這類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，我們多次實(shí)驗(yàn)，才能總結(jié)出對(duì)應(yīng)的規(guī)律，保證規(guī)律的正確性。

總而言之，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了減小誤差或?qū)ふ移毡橐?guī)律，經(jīng)常需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。在初中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，多次實(shí)驗(yàn)是常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，我們要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)，不斷地提高自己科學(xué)探究的能力。

·編輯 張珍珍