淺談高中物理力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取與分析處理

胡千帆

【摘 要】在高中物理學(xué)科中，實(shí)驗(yàn)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(xué)素質(zhì)，落實(shí)到物理課堂中，實(shí)驗(yàn)部分的調(diào)整與變化就顯得尤為重要，在新課標(biāo)的指導(dǎo)下，本文意欲從課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)出發(fā)，探究實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；高中力學(xué)；分析處理；探究；獲取

一、研究的背景和意義

伴隨著社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在新課標(biāo)改革的背景之下，新的高中物理教學(xué)方式與方法在逐漸取代傳統(tǒng)的教學(xué)方法，以此來適應(yīng)對(duì)學(xué)生素質(zhì)的拓展與知識(shí)增長(zhǎng)的需求。

（一）物理課程改革的理念

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

（二）物理學(xué)科的特點(diǎn)

物理是一門以探究性為特點(diǎn)的學(xué)科，其中，物理實(shí)驗(yàn)是重要的一環(huán)，實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)探究的一種方式方法，能夠有效地體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動(dòng)性和積極性，不斷開拓學(xué)生的視野和思路，綜合提高學(xué)生的閱讀能力、表達(dá)能力和實(shí)驗(yàn)、運(yùn)算能力，另一方面，也可以在實(shí)驗(yàn)中通過組合與協(xié)作學(xué)習(xí)，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)惰性，防止消極情緒的滋生，促進(jìn)共同進(jìn)步，但是，也有很多同學(xué)表示，高中物理很難學(xué)，不容易理解和消化。因此，在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)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(xué)設(shè)計(jì)中需要思考的重要部分。

（三）物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的處理教學(xué)課堂中，往往存在著以下三種弊?。?/p>

1.理論大于實(shí)踐。教師習(xí)慣在課堂中進(jìn)行“滿堂灌”的教學(xué)手法，學(xué)生不易養(yǎng)成主動(dòng)思考的習(xí)慣，甚至有些同學(xué)坐在教室中，表面是在聽課，實(shí)際上對(duì)知識(shí)掌握的多少，老師們并不能十分確認(rèn)。

2.對(duì)學(xué)生來講，容易形成只動(dòng)手不動(dòng)腦的習(xí)慣。即使在教師的帶領(lǐng)下，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有的學(xué)生只是機(jī)械性地跟隨老師或者其他同學(xué)的操作步驟，自己的腦袋中根本沒有形成對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的框架和結(jié)構(gòu)，更不用談及對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來的知識(shí)的掌握。

3.實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證多于探究。目前的高中物理實(shí)驗(yàn)課堂，學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)性質(zhì)多為驗(yàn)證性，對(duì)于新知識(shí)或是新方法的探究都屬于少部分，因此，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造和創(chuàng)新能力，并無明顯提高，同時(shí)，也起不到相應(yīng)的推動(dòng)作用。

二、研究的內(nèi)容和實(shí)施步驟

（一）高中生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取和對(duì)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(xué)甚至沒有自己親手做過實(shí)驗(yàn)，更不用說對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的了解和實(shí)驗(yàn)方法的掌握，學(xué)生們普遍缺少自主學(xué)習(xí)性，沒有創(chuàng)新意識(shí)，同學(xué)間的配合度也不高。

（二）常見的獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方式與方法

1.利用測(cè)量工具可以直接獲取的基本物理量

2.常見的可以間接測(cè)量的物理量和對(duì)應(yīng)測(cè)量方法

在高中物理學(xué)試驗(yàn)中，一部分物理量是可以直接被測(cè)量的，而另一部分，是不能由測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量得出的，這時(shí)候，就需要采取一些間接的測(cè)量方式，比如，運(yùn)用需要測(cè)量的與可以直接測(cè)量的物理量之間存在的物理量關(guān)系，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換來達(dá)到最后的結(jié)果。

（三）常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法

物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析過程包括：對(duì)數(shù)據(jù)的清洗記錄和標(biāo)注，從數(shù)據(jù)中觀察、總結(jié)出規(guī)律。這其中，經(jīng)常會(huì)用到以下的集中數(shù)據(jù)處理方法。

1.列表法。把試驗(yàn)完成后的數(shù)據(jù)標(biāo)注出來，按照物理量關(guān)系，制成對(duì)應(yīng)的表格，可以方便并且清晰地觀察出各個(gè)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(jì)算加速度中，能夠有效利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器留下的數(shù)據(jù)，對(duì)最后的平均值求取有相對(duì)好的效果。

3.平均值。對(duì)于試驗(yàn)后的數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)記錄的同學(xué)需要精確保持?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，即保留數(shù)據(jù)中小數(shù)點(diǎn)的后幾位，通過數(shù)據(jù)相加得出的數(shù)字，再除以測(cè)量的次數(shù)，來得到相應(yīng)的結(jié)果。

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

5.計(jì)算機(jī)輔助處理。顧名思義，即利用信息技術(shù)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法。這種方法普遍被教師和同學(xué)所接受，也是計(jì)算機(jī)和物理學(xué)相結(jié)合的重要方面。

6.相關(guān)的誤差分析。誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是必然的，因此，學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該明確認(rèn)識(shí)和了解及掌握到減小誤差的方法。

三、 高中生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取和分析能力的培養(yǎng)途徑研究

1.學(xué)生和老師來共同完成實(shí)驗(yàn)過程，給學(xué)生創(chuàng)造可以自己動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；2.學(xué)生可以自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，教師發(fā)揮輔助指導(dǎo)作用；3.開展實(shí)驗(yàn)主題講座，豐富學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，同時(shí)開拓思路和視野；4.充分利用課外時(shí)間，教師們可以設(shè)計(jì)一些趣味小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生配合在課外的生活和學(xué)習(xí)中完成，提高學(xué)習(xí)興趣。

【參考文獻(xiàn)】

[1]顧建新.高中物理教學(xué)的無個(gè)基點(diǎn)[J].教育探索，2010（2）