摘 要：在物理实验教学环节中，有针对性地开展综合性、设计性实验教学，把误差理论正确运用于设计性实验中，保证高效的完成实验任务，提高实验的准确性，合理性，可行性起着关键的作用，能更有效的培养学生的动手能力和创新能力。因此，将误差理论贯穿在整个设计性实验中，对设计性实验的教学，具有重要的指导意义。本论文以设计性实验为载体，以误差理论为依据，着重分析误差理论在具体设计性实验中的作用。
　　关键词：准确性；误差理论；设计性实验
　　设计性实验的核心是设计、选择实验方案，并通过实验来检验方案的正确性与合理性。其设计一般包括下面几个方面：根据项目要求与实验精度的要求，确定实验所应用的原理，选择测量方法和实验方法，选择测量条件和配套仪器、装置、确定对数据的处理方法[1]。
　　（1）实验方案的选择：即依据一定的物理原理，确立在被测量与可测量之间建立关系的各种可能方法。然后，比较各种方法能达到的实验精确读、适用条件、实验成本及实施的可能性，确定最佳方案。
　　（2）实验方法的选择：当实验方法选定后，为了结果的误差最小，需要进行误差来源及误差传递的分析，并结合可能提供的仪器，确定具体的测量方案。
　　（3）测量仪器的选择：选择仪器时，一般需考虑以下几个因素：
　　分辨率、有效性、成本、精确度（由所使用的仪器[Δins]来表征相对不确定度）。
　　（4）测量条件的选择：确定最有利的测量条件，即确定在什么条件下进行测量引起的结果的误差最小。一般分析从相对不确定度入手。
　　（5）数据处理方法的选择：在考虑实验方法时，经常需要利用数据处理的一些技巧，解决某些不能或不易被直接测量的物理量的测量问题。
　　例如电表内阻的测量方法很多，常用的有半偏法、替代法、伏安法、电桥法、补偿法等[2]，那么具体操作中如何用误差理论对这些方法进行优化选择，下面主要以替代法、伏安法测量为例进行具体分析：
　　替代法的测量和分析：
　　1.替代法的测量原理
　　测量电路图如图1所示，G为待测电表，其内阻为[rg]，[G0]为指示电表，R为电阻箱，[R0]为滑线变阻器。
　　测量时首先使[R0]最大，然后闭合[K1]，[K2]接通“2”，调节[R0]，使[G0]指示某一适当数值[I0]（一般接近满刻度的某一整数），在将[K2]接换“1”，调节电阻箱R，使电表[G0]的示数仍为原来的数值[I0]，则[rg]=R。
　　2.替代法的误差分析
　　此次测量的准确度取决于电表和电阻箱的准确度。
　　测量条件的选择
　　测量要满足实验条件必须要满足E要小。如果电动势E越大，电流表满刻度[I0]时需要的[R0]就越大，[R0]很大的情况下，整个串联电阻就很大，R代替[rg]调整，R改变较大时电流读数无明显变化，使偶然误差增大，应选E小一些的电源，[R0]尽可能小到使指针指示满刻度。
　　从上述分析可知，替代法在测量中的确定实验条件是很重要的。只有满足实验条件，即电源电压要小，才能使偶然误差减少。而对仪器误差上的选择，要求也是要仪器的基本误差要小。满足以上两种条件，对该方法测量电表内阻在准确性有很大提高，而满足合理性和科学性。
　　伏安法的测量和分析
　　1.伏安法的測量原理
　　2.伏安法的误差分析
　　此实验的测量误差完全取决于电表的基本误差和读数误差。
　　以上运用误差理论分析伏安法测量电表内阻的测量原理的测量数据，了解到仪器误差是该种方法的主要误差来源。优化仪器的配置，是提高该实验准确性的重点。
　　由以上综合分析可知，替代法中系统误差较小。那这一方案是否可行呢？就要分析对一个确定的[I0]值，R是否是一个确定的值，或者当R在多大范围内变化时，看不出所有的变化，R这一变化是否是实验所允许的？如果这一变化范围过大，那所引起的实验误差就很大，那么这一方案就不可行。
　　则此时，实验误差为1%左右，这是实验所允许的。说明此方案是可行的。
　　通过对两种不同测量电表内阻的比较，以及可行性的论证。知道在满足实验条件下，替代法中所产生的系统误差最小。而在上述方法中，由实验仪器所带来的仪器误差是无可避免的。只有通过误差理论来综合分析，选择好的实验方案、选用适当的实验仪器、优化仪器的配置、确定实验的条件，来提高实验的效率，增加设计性实验的准确性、合理性和科学性。
　　参考文献：
　　[1] 杨述武.普通物理实验[M].高等教育出版社，2000.5
　　[2]陶汉斌.实验误差及减小测量误差的几种方法[J].物理通报，2005.10
　　[3]王小平.实验误差的探析[J].运城学院学报，2005.5
　　[4]夏琼.浅析电表内阻的方法[J].云南煤炭，2005.2