淺談高中物理力學試驗數據的獲取與分析處理

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高中生的科學素質，落實到物理課堂中，實驗部分的調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節出發，探究實驗數據獲取和分析處理的重要意義和具體操作步驟。

【關鍵詞】實驗數據；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濟發展，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的教學方法，以此來適應對學生素質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，提高中學生的創新精神和協作技能，培養學生對物理學、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。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，已經通過課程改革，認識和覺察到傳統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，不斷培養學生的學科綜合素養。因此，新一輪的課程改既是機遇，也是挑戰。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，實驗作為科學探究的一種方式方法，能夠有效地體現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，對于數據的獲取方式以及分析研究便成了廣大教師在教學設計中需要思考的重要部分。

（三）物理實驗教學的現狀

在傳統的處理教學課堂中，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構，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，對學生的創造和創新能力，并無明顯提高，同時，也起不到相應的推動作用。

二、研究的內容和實施步驟

（一）高中生對實驗數據的獲取和對數據處理能力的現狀

通過調查發現，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，沒有創新意識，同學間的配合度也不高。

（二）常見的獲取實驗數據的方式與方法

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系，做出相應的轉換來達到最后的結果。

（三）常用的實驗數據的處理方法

物理實驗數據的分析過程包括：對數據的清洗記錄和標注，從數據中觀察、總結出規律。這其中，經常會用到以下的集中數據處理方法。

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

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

3.平均值。對于試驗后的數據，負責記錄的同學需要精確保持數據的準確性，即保留數據中小數點的后幾位，通過數據相加得出的數字，再除以測量的次數，來得到相應的結果。

4.作圖法。作圖法也是在實驗數據處理中經常會用到的方法，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，即利用信息技術對試驗數據進行處理的方法。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合的重要方面。

6.相關的誤差分析。誤差對實驗結果的影響是必然的，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、 高中生對實驗數據的獲取和分析能力的培養途徑研究

1.學生和老師來共同完成實驗過程，給學生創造可以自己動手的實驗環境；2.學生可以自主進行實驗的設計，教師發揮輔助指導作用；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）