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改革开放以来我国的教育事业一直在不断探索中前进.在这期间也经过了一次又一次的教育课程的改革.物理是一门以实验为基础的课程,也是一门非常重要的自然科学探索的课程.如何上好物理课堂中的实验课对老师来说是教好物理这门课程的关键所在.而在实验当中得到的数据的正确处理又关系到整个物理实验的正确性和科学性.在这期间运用误差理论对物理实验数据的处理有很大帮助.
1 物理实验数据的产生
高中物理课程里有大量的物理实验现象,这些现象都是现实中实际存在的.但是要经过合理、严密的实验来完成.而实验的正确性又要根据实验中得到的实验数据来判定.怎样的实验数据才是最可靠的,这是困扰着老师讲好实验课程的重要因素.由于外在因素和内在因素的共同作用下很多实验产生的数据都会出现不同的误差.但是这又是不可避免的现实情况,只有在保证实验原理没有错误的同时将实验数据进行正确的处理同时运用误差理论来解决这个问题.所以说在物理实验中物理实验数据的产生是必不可少的,同时对物理实验的数据的记录也是不可或缺的一个实验步骤.
2 实验数据的处理与误差理论在物理实验中重要性
2.1 误差理论学习的意义
物理实验中会有很多的实验误差,可是误差不是凭空出现的,它是由环境因素和人为因素共同作用的结果.实验误差主要有系统误差、偶然误差、绝对误差和相对误差这四大类.在理解了误差的种类后还要深刻理解精度和准确度的区别,决不可一概而论或者混淆它们之间的概念.深刻理解了以上两个问题后,才能稍微明白了误差理论在物理实验中的作用和价值.误差理论的运用非常广泛,无论是物理实验还是化学实验还是其他实验.只要你去做一项实验必定会出现实验数据.对实验数据的处理非常重要,如何去正确的处理又是很关键的问题,这时候我们就可以运用到误差理论来帮助我们分析实验数据.真正学习并理解了误差理论对我们学习物理实验有很大的帮助.同时还可以培养学生们科学、严谨的学习态度和正确分析实验数据的能力.
在很早考生大纲已经对误差理论作出了相应的要求,具体要求是主要学习其中的系统误差、偶然误差、绝对误差和相对误差.当然这也是高中物理在实验中经常会遇到的问题.在实验过后对一些不可控制的误差,一律不需要计算在内.可是不管怎样这些误差都是实实在在的或多或少的存在物理的实验当中的,这一点我们不可以忽视.
2.2 物理实验数据处理的要求
做任何一个实验都是一个验证的过程,特别是高中物理的实验基本上都是先知道结论再去用实验去验证这个结论的正确性.这时候就要求学生必须要以实事求是的态度,去真实的记录实验时所产生的数据,对待大量的重复实验不能想当然的去改变实验数据去去迎合正确的结论.只有严格真实的记录下实验的数据,在实验过后去认真的分析和处理,才能真正起到实[HJ1.3mm]验的效果.实验数据的处理过程中很多学生不能够很好的理解什么是有效数字.所以在一开始老师就应该让同学们理解实验中有效数字的概念,使学生们学会如何用有效数字来表达实验结果.最终做到正确观察和理解实验过程正确与否的能力.这对整个实验的整体判断有很大的帮助.这些好的处理方法是高中实验数据处理的关键步骤,要让学生牢牢的记住.学好了这些正确的数据处理方法是高中物理实验数据处理过程的关键,同时也使得实验中得到的实验数据更具有说服力.
3 误差理论在高中物理实验中数据的处理应用的必要性
误差理论和物理实验数据的处理都是高中考试中重点要求的考点,所以在平时的实验当中老师要重点突出他们的重要性,同时也是实验过程中必不可少的环节.需要注意一点的是由于实验数据处理被经常用到,并且可以实实在在的体现在书面上,所以老师对这部分的考察比较多,相应的就会弱化或者直接忽视误差理论的考察.但是在实际的物理实验当中他们两者是密不可分的,缺少任何一方实验的数据就不够客观准确.由于误差理论在老师的教学当中还处于比较的理论化,大部分都是老师自己的主观意思.这样就会造成学生在学习理论误差时理解不透彻,处于模棱两可的状态.这样带来的后果是学生在处理实验误差时,很自然的将实验的误差全都归结为系统和偶然误差.对真正实验中出现的问题点不去深入的理解和探索,这样对学生理解实验以及实验过程中的数据处理的很好理解和深入挖掘起到了不好的作用.还有,由于在高中阶段所有的实验过程产生的误差数据都不用去计算,这样很有可能导致学生一旦遇到实验误差就只是进行定性分析,最重要的是他们会很自然的将实验数据的处理与实验误差分开来考虑.事实上,误差理论包含了很多数据的分析方法,不仅仅只是误差分析.它还包括严密的数据处理法则,这是计量的一种方式,当然这种方法大部分是运用到工业生产上.其实误差理论很多情况下都会用到高级的数据处理上,这种处理问题的思想和考虑问题的方法经常被用到.所以说误差理论和数据的处理是密不可分的.很好的运用误差理论对高中实验数据的处理有着实质性作用.
4 误差理论在高中实验数据处理的具体运用
将误差理论很好的应用到高中实验数据的处理中,不仅要充分理解误差理论的系统误差、偶然误差、绝对误差和相对误差并且能够很好的将精度与准确度区分开来这些基础知识.同时还要相应的配合着数学计算.
前面我们已经说过任何实验,在实验过程中都是会有误差产生的这是我们无法避免的.但是误差总是有一个大致的范围的.如果一个实验的误差范围比较小得到的实验结果比较接近于实验的实际值,这样的实验测量质量就比较高,实验的数据就是有意义的;当然如果一个实验的实验误差比较大,那么这个实验的实验数据值与实际值就会有严重不符的情况,那么这个实验就没有任何的意义.下面我就以一个例子来说明这个问题.在一次实验测量中,有一个数据需要重复大量的实验就用N来代替.其每次测量的值为N1、N2、N3…,Nx假如这些数据很多情况下像这样的必须依据数据的分析方法,像这样需要被表示为有标准偏差的量u(m)以A类评论标准来评定,也就是它的不确定度.最后的结果是这样的N=[AKN-]±u(m)所以正如你看到的最终得到的结果是一个范围,而不是一个确定的值.这就是误差理论在物理数据处理中的具体运用.
还有在高中物理中打点计时器的数据处理中的应用.在判断小车是否在匀变速的直线运动时,随着小车的速度加快,小车所受到的阻力其实在不断的发生着变化.这种由于快速运动产生的风的阻力是我们在实验当中不可控制的.但是到最后我们依然可以打出小车在做着匀变速的直线运动.小车在向前奔跑时在打点计时器上产生的距离,由于受到外界不可控制而产生的误差并没有影响到实验结论的正确性.所以根据误差理论的数据分析,这样的误差是在误差范围内的,所以得到的结论也是正确的.
高中物理实验数据的处理对误差理论的应用是广泛的,使得实验过程与得到的实验结论更科学有效.很好的促进了学生们对物理实验的真正理解.同时能很好的引导学生在以后的物理试验中有科学严谨的态度,增强他们对实验的探索精神.
1 物理实验数据的产生
高中物理课程里有大量的物理实验现象,这些现象都是现实中实际存在的.但是要经过合理、严密的实验来完成.而实验的正确性又要根据实验中得到的实验数据来判定.怎样的实验数据才是最可靠的,这是困扰着老师讲好实验课程的重要因素.由于外在因素和内在因素的共同作用下很多实验产生的数据都会出现不同的误差.但是这又是不可避免的现实情况,只有在保证实验原理没有错误的同时将实验数据进行正确的处理同时运用误差理论来解决这个问题.所以说在物理实验中物理实验数据的产生是必不可少的,同时对物理实验的数据的记录也是不可或缺的一个实验步骤.
2 实验数据的处理与误差理论在物理实验中重要性
2.1 误差理论学习的意义
物理实验中会有很多的实验误差,可是误差不是凭空出现的,它是由环境因素和人为因素共同作用的结果.实验误差主要有系统误差、偶然误差、绝对误差和相对误差这四大类.在理解了误差的种类后还要深刻理解精度和准确度的区别,决不可一概而论或者混淆它们之间的概念.深刻理解了以上两个问题后,才能稍微明白了误差理论在物理实验中的作用和价值.误差理论的运用非常广泛,无论是物理实验还是化学实验还是其他实验.只要你去做一项实验必定会出现实验数据.对实验数据的处理非常重要,如何去正确的处理又是很关键的问题,这时候我们就可以运用到误差理论来帮助我们分析实验数据.真正学习并理解了误差理论对我们学习物理实验有很大的帮助.同时还可以培养学生们科学、严谨的学习态度和正确分析实验数据的能力.
在很早考生大纲已经对误差理论作出了相应的要求,具体要求是主要学习其中的系统误差、偶然误差、绝对误差和相对误差.当然这也是高中物理在实验中经常会遇到的问题.在实验过后对一些不可控制的误差,一律不需要计算在内.可是不管怎样这些误差都是实实在在的或多或少的存在物理的实验当中的,这一点我们不可以忽视.
2.2 物理实验数据处理的要求
做任何一个实验都是一个验证的过程,特别是高中物理的实验基本上都是先知道结论再去用实验去验证这个结论的正确性.这时候就要求学生必须要以实事求是的态度,去真实的记录实验时所产生的数据,对待大量的重复实验不能想当然的去改变实验数据去去迎合正确的结论.只有严格真实的记录下实验的数据,在实验过后去认真的分析和处理,才能真正起到实[HJ1.3mm]验的效果.实验数据的处理过程中很多学生不能够很好的理解什么是有效数字.所以在一开始老师就应该让同学们理解实验中有效数字的概念,使学生们学会如何用有效数字来表达实验结果.最终做到正确观察和理解实验过程正确与否的能力.这对整个实验的整体判断有很大的帮助.这些好的处理方法是高中实验数据处理的关键步骤,要让学生牢牢的记住.学好了这些正确的数据处理方法是高中物理实验数据处理过程的关键,同时也使得实验中得到的实验数据更具有说服力.
3 误差理论在高中物理实验中数据的处理应用的必要性
误差理论和物理实验数据的处理都是高中考试中重点要求的考点,所以在平时的实验当中老师要重点突出他们的重要性,同时也是实验过程中必不可少的环节.需要注意一点的是由于实验数据处理被经常用到,并且可以实实在在的体现在书面上,所以老师对这部分的考察比较多,相应的就会弱化或者直接忽视误差理论的考察.但是在实际的物理实验当中他们两者是密不可分的,缺少任何一方实验的数据就不够客观准确.由于误差理论在老师的教学当中还处于比较的理论化,大部分都是老师自己的主观意思.这样就会造成学生在学习理论误差时理解不透彻,处于模棱两可的状态.这样带来的后果是学生在处理实验误差时,很自然的将实验的误差全都归结为系统和偶然误差.对真正实验中出现的问题点不去深入的理解和探索,这样对学生理解实验以及实验过程中的数据处理的很好理解和深入挖掘起到了不好的作用.还有,由于在高中阶段所有的实验过程产生的误差数据都不用去计算,这样很有可能导致学生一旦遇到实验误差就只是进行定性分析,最重要的是他们会很自然的将实验数据的处理与实验误差分开来考虑.事实上,误差理论包含了很多数据的分析方法,不仅仅只是误差分析.它还包括严密的数据处理法则,这是计量的一种方式,当然这种方法大部分是运用到工业生产上.其实误差理论很多情况下都会用到高级的数据处理上,这种处理问题的思想和考虑问题的方法经常被用到.所以说误差理论和数据的处理是密不可分的.很好的运用误差理论对高中实验数据的处理有着实质性作用.
4 误差理论在高中实验数据处理的具体运用
将误差理论很好的应用到高中实验数据的处理中,不仅要充分理解误差理论的系统误差、偶然误差、绝对误差和相对误差并且能够很好的将精度与准确度区分开来这些基础知识.同时还要相应的配合着数学计算.
前面我们已经说过任何实验,在实验过程中都是会有误差产生的这是我们无法避免的.但是误差总是有一个大致的范围的.如果一个实验的误差范围比较小得到的实验结果比较接近于实验的实际值,这样的实验测量质量就比较高,实验的数据就是有意义的;当然如果一个实验的实验误差比较大,那么这个实验的实验数据值与实际值就会有严重不符的情况,那么这个实验就没有任何的意义.下面我就以一个例子来说明这个问题.在一次实验测量中,有一个数据需要重复大量的实验就用N来代替.其每次测量的值为N1、N2、N3…,Nx假如这些数据很多情况下像这样的必须依据数据的分析方法,像这样需要被表示为有标准偏差的量u(m)以A类评论标准来评定,也就是它的不确定度.最后的结果是这样的N=[AKN-]±u(m)所以正如你看到的最终得到的结果是一个范围,而不是一个确定的值.这就是误差理论在物理数据处理中的具体运用.
还有在高中物理中打点计时器的数据处理中的应用.在判断小车是否在匀变速的直线运动时,随着小车的速度加快,小车所受到的阻力其实在不断的发生着变化.这种由于快速运动产生的风的阻力是我们在实验当中不可控制的.但是到最后我们依然可以打出小车在做着匀变速的直线运动.小车在向前奔跑时在打点计时器上产生的距离,由于受到外界不可控制而产生的误差并没有影响到实验结论的正确性.所以根据误差理论的数据分析,这样的误差是在误差范围内的,所以得到的结论也是正确的.
高中物理实验数据的处理对误差理论的应用是广泛的,使得实验过程与得到的实验结论更科学有效.很好的促进了学生们对物理实验的真正理解.同时能很好的引导学生在以后的物理试验中有科学严谨的态度,增强他们对实验的探索精神.