淺談高中物理力學試驗數(shù)據(jù)的獲取與分析處理

胡千帆

【摘 要】在高中物理學科中，實驗占有重要分量，因此，在新課程改革中提到的要大力挖掘和培養(yǎng)高中生的科學素質(zhì)，落實到物理課堂中，實驗部分的調(diào)整與變化就顯得尤為重要，在新課標的指導下，本文意欲從課堂實驗環(huán)節(jié)出發(fā)，探究實驗數(shù)據(jù)獲取和分析處理的重要意義和具體操作步驟。

【關(guān)鍵詞】實驗數(shù)據(jù)；高中力學；分析處理；探究；獲取

一、研究的背景和意義

伴隨著社會進步與經(jīng)濟發(fā)展，在新課標改革的背景之下，新的高中物理教學方式與方法在逐漸取代傳統(tǒng)的教學方法，以此來適應對學生素質(zhì)的拓展與知識增長的需求。

（一）物理課程改革的理念

高中物理教學，其主要目的是為學生提供新的知識與技能，能夠熟練掌握探究科學的方式與方法、思維與思路，提高中學生的創(chuàng)新精神和協(xié)作技能，培養(yǎng)學生對物理學、對科學的學習興趣與熱愛，為樹立起科學的世界觀和人生觀打下基礎(chǔ)。這同時也是新課標改革下對高中物理教學課堂提出的高要求。對于物理教師們來講，已經(jīng)通過課程改革，認識和覺察到傳統(tǒng)物理教學與新的方式方法能夠給課堂和學生帶來的極大變化，顯著提高了教學成果，不斷培養(yǎng)學生的學科綜合素養(yǎng)。因此，新一輪的課程改既是機遇，也是挑戰(zhàn)。每一位物理教師應當明確，要改變思維慣性，認識到學生應當是課堂的主體和主人，老師不僅僅是知識的傳授者，更是思維的開拓者，應當和學生一起不斷探究物理學科的深度和廣度，逐步培養(yǎng)學生積極主動的思考能力。

（二）物理學科的特點

物理是一門以探究性為特點的學科，其中，物理實驗是重要的一環(huán)，實驗作為科學探究的一種方式方法，能夠有效地體現(xiàn)學生在學習中的主動性和積極性，不斷開拓學生的視野和思路，綜合提高學生的閱讀能力、表達能力和實驗、運算能力，另一方面，也可以在實驗中通過組合與協(xié)作學習，降低學生的學習惰性，防止消極情緒的滋生，促進共同進步，但是，也有很多同學表示，高中物理很難學，不容易理解和消化。因此，在實驗中，對于數(shù)據(jù)的獲取方式以及分析研究便成了廣大教師在教學設(shè)計中需要思考的重要部分。

（三）物理實驗教學的現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的處理教學課堂中，往往存在著以下三種弊病：

1.理論大于實踐。教師習慣在課堂中進行“滿堂灌”的教學手法，學生不易養(yǎng)成主動思考的習慣，甚至有些同學坐在教室中，表面是在聽課，實際上對知識掌握的多少，老師們并不能十分確認。

2.對學生來講，容易形成只動手不動腦的習慣。即使在教師的帶領(lǐng)下，開展實驗教學，有的學生只是機械性地跟隨老師或者其他同學的操作步驟，自己的腦袋中根本沒有形成對本次實驗的框架和結(jié)構(gòu)，更不用談及對實驗帶來的知識的掌握。

3.實驗中，驗證多于探究。目前的高中物理實驗課堂，學生進行的實驗性質(zhì)多為驗證性，對于新知識或是新方法的探究都屬于少部分，因此，對學生的創(chuàng)造和創(chuàng)新能力，并無明顯提高，同時，也起不到相應的推動作用。

二、研究的內(nèi)容和實施步驟

（一）高中生對實驗數(shù)據(jù)的獲取和對數(shù)據(jù)處理能力的現(xiàn)狀

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多同學甚至沒有自己親手做過實驗，更不用說對實驗儀器的了解和實驗方法的掌握，學生們普遍缺少自主學習性，沒有創(chuàng)新意識，同學間的配合度也不高。

（二）常見的獲取實驗數(shù)據(jù)的方式與方法

1.利用測量工具可以直接獲取的基本物理量

2.常見的可以間接測量的物理量和對應測量方法

在高中物理學試驗中，一部分物理量是可以直接被測量的，而另一部分，是不能由測量儀器直接測量得出的，這時候，就需要采取一些間接的測量方式，比如，運用需要測量的與可以直接測量的物理量之間存在的物理量關(guān)系，做出相應的轉(zhuǎn)換來達到最后的結(jié)果。

（三）常用的實驗數(shù)據(jù)的處理方法

物理實驗數(shù)據(jù)的分析過程包括：對數(shù)據(jù)的清洗記錄和標注，從數(shù)據(jù)中觀察、總結(jié)出規(guī)律。這其中，經(jīng)常會用到以下的集中數(shù)據(jù)處理方法。

1.列表法。把試驗完成后的數(shù)據(jù)標注出來，按照物理量關(guān)系，制成對應的表格，可以方便并且清晰地觀察出各個數(shù)據(jù)之間可能存在的某種關(guān)系。

2.逐差法。這種方法經(jīng)常用于計算加速度中，能夠有效利用打點計時器留下的數(shù)據(jù)，對最后的平均值求取有相對好的效果。

3.平均值。對于試驗后的數(shù)據(jù)，負責記錄的同學需要精確保持數(shù)據(jù)的準確性，即保留數(shù)據(jù)中小數(shù)點的后幾位，通過數(shù)據(jù)相加得出的數(shù)字，再除以測量的次數(shù)，來得到相應的結(jié)果。

4.作圖法。作圖法也是在實驗數(shù)據(jù)處理中經(jīng)常會用到的方法，它具有明確直觀和簡便快捷等特點，特別是在求取平均值數(shù)字中有良好的效果。

5.計算機輔助處理。顧名思義，即利用信息技術(shù)對試驗數(shù)據(jù)進行處理的方法。這種方法普遍被教師和同學所接受，也是計算機和物理學相結(jié)合的重要方面。

6.相關(guān)的誤差分析。誤差對實驗結(jié)果的影響是必然的，因此，學生們在實驗過程中應該明確認識和了解及掌握到減小誤差的方法。

三、 高中生對實驗數(shù)據(jù)的獲取和分析能力的培養(yǎng)途徑研究

1.學生和老師來共同完成實驗過程，給學生創(chuàng)造可以自己動手的實驗環(huán)境；2.學生可以自主進行實驗的設(shè)計，教師發(fā)揮輔助指導作用；3.開展實驗主題講座，豐富學生的物理實驗知識，同時開拓思路和視野；4.充分利用課外時間，教師們可以設(shè)計一些趣味小實驗，讓學生配合在課外的生活和學習中完成，提高學習興趣。

【參考文獻】

[1]顧建新.高中物理教學的無個基點[J].教育探索，2010（2）