高中物理实验基本方法

高中物理实验基本方法（精选8篇）

高中物理实验基本方法 篇1

中学物理基本实验方法

图像法：

1.用温度时间图像理解融化、凝固、沸腾现象。

2.电流、电压、图像理解欧姆定律I=U/R、电功率P=UI。

3.正比、反比函数图象巩固密度ρ=m/V、重力G=mg、速度v=s/t、杠杆平衡F1L1=F2L2

4.压强p=F/S p=ρgh

浮力 F=ρ液gV排

热量 Q=cm(t2-t1)等公式。

控制变量法：

1.研究蒸发快慢与液体温度、液体表面积和液体上方空气流动速度的关系。

2.研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。

3.研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。

4.研究液体的压强与液体密度和深度的关系。

5.研究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。

6.研究物体的动能与质量和速度的关系。

7.研究物体的势能与质量和高度的关系。

8.研究导体电阻的大小与导体长度材料横截面积的关系。

9.研究导体中电流与导体两端电压、导体电阻的关系。

10.研究电流产生的热量与导体中电流、电阻和通电时间的关系。

11.研究电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小的关系。

转换法：

1.利用乒乓球的弹跳将音叉的振动放大;利用轻小物体的跳动或振动来证明发声的物体在振动。

2.用温度计测温度是利用内部液体热胀冷缩改变的体积来反映温度高低。

3.测量滑动摩擦力时转化成测拉力的大小。

4.通过研究扩散现象认识看不见摸不着的分子运动。

5.判断有无电流课通过观察电路中的灯泡是否发光来确定。

6.磁场看不见、摸不着，可以通过观察小磁针是否转动来判断磁场是否存在。

7.判断电磁铁磁性强弱时，用电磁铁吸引的大头针的数目来确定。

8.研究电阻与电热的关系时，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测或比较，可通过转换为可看见的现象(气体的膨胀、火柴的点燃等的不同)来推导出那个电阻放热多。

实验推理法：

1.研究真空中能否传声。

2.研究阻力对运动的影响。

3.“在自然界只存在两种电荷”这一重要结论也是在实验基础上推理得出来的。

等效替代法：

1.在电路中若干个电阻可以等效为一个合适的电阻，反之亦可;如等效电路、串并联电路的等效电阻，都利用了等效的思维方法。

2.在研究平面镜成像实验中用两根完全相同的蜡烛其中一根等效另一根的像。

3.用加热时间来替代物体吸收的热量。

4.用自行车轮测量跑道的长度，跑道较长，无法直接测量，用滚轮法处理：轮子的周长乘以圈数即为跑道的周长。

类比归纳法：

1.研究电流时类比水流。

2.用“水压”类比“电压”。

3.用抽水机类比电源。

4.研究做功快慢时与运动快慢进行类比等。

5.用弹簧连接的小球类比分子间的相互作用力。

物理应该怎样学?

一、概念——学习物理的基础

物理概念和术语是学习物理学的基础，只有熟练掌握才能抓住问题的实质和关键。学习物理概念的方法有五种：

1、分类法

对所学概念进行分类，找出它们的相同 点和不同点，初中物理学的概念可分为四小类①概念的物理量是几个物理量的积，例如：功、热量;②概念是几个物理量的比值，如：速度、密度、压强、功率、效 率;③概念反应物质的属性，例如：密度、比热、燃烧值、熔点、沸点、电阻率、摩擦系数等;④概念没有定义式，只是描述性的，如力、沸点、温度。

2、对比法

对于反映两个互为可逆的物理量可用这种方法进行学习，例如：熔解与凝固、汽化与液化、升华与凝华、有用功与额外功。

3、比较法

对于概念中有相同字 眼的相似相关概念利用相比较学习的方法可以找出相同点和不同点，建立内在联系。例如“重力”与“压力”、“压力与压强”、“功与功率”、“功率与效率” “虚像与实像”、“放大与变大”等。

4、归类法

把相关联的概念进行分组比较便于形成知识系统。例如：①力、重力、压力、浮力、平衡力、作用力与反作用 力。②速度、效率、功率、压强。③杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂、力的作用线。④熔解、液化、蒸发、沸腾、汽化、液化、升华、凝华。⑤串联、并联、混联。⑥通路、短路、断路。⑦能、机械能、功能、势能。

5、要点法

抓住概念中关键字眼进行学习，例如“重力”由于地球的吸引而受到的竖直向上的力 叫重力，这个概念中“地球的吸引”“竖直向下”就是关键字眼，值得反复回味和理解。

二、公式——学习物理的钥匙

每一个公式都有一定的适用范围，不能乱用，每一个字母都有着特定含义，需要理解，例如P=F/S中“S”指两物全接触的公共面积，这个公式既适用于固体，也 可适用于液体和气体，而P=ρ物gh来说适用范围就更小，只适用规则固体物体放在水平面上产生的压强。我们面对每一个公式不能机械记忆其等量关系，广州中考助手物理老师建议应从以下五个方面进行扩展，这样才能形成知识体系，提升学习物理的效率。

1、根据公式想物理概念，对于ρ=m/V，V=S/t，P=F/S,W=F·S可以记：单位体积某物体的质量叫物质的密度。

2、根据公式记单位，记住物理量的 国际单位、常用单位、单位进率。

3、根据公式想变形公式，多进行这样的训练有利于扩展思维，提高分析问题的能力。

4、根据公式记影响物理量的因素，例如从 f=Fμ记影响滑动摩擦力大小因素是压力大小和接触面的粗糙程度，且成正比，又如通过P=F/S记影响压强大小的因素，其实质是乘积式或比值式的物理量都 可以采用这种方法。

5.通过公式想实验。

公式是实验的原理所在，从公式中想所要测的物理量，从所测物理量想所需的实验器材，再进一步想实验过程，操作过 程中的注意事项。

三、规律——学习物理的关键

物理规律是人们通过长期努力从生活实践中总结出来的重要结论，必须深入领会，加强理解，为了帮助记忆，我们通过口诀方式归纳如下：

1、弹簧秤原理：弹性限度是条件，伸长缩短很关键，变化包括两方面，外力可拉也可压。

2、惯性定律：不受外力是条件，保持匀直或静止，平衡效果合为零，相当没有受外力。

3、阿基米德原理：物体浸在液体中，要受浮力不密底，排开液体的重量，V排ρ液乘以g

4、功的原理：任何机械不省功，总功有用额外和，对物对功才有用，机械绳重摩擦额。

5、杠杆平衡条件：静止不动匀转动，力乘力臂积相等，支点受力画力线，作出力臂是关键。

6、反射定律：三线共面两角等，成像都是虚像的，物像镜面对称轴，镜面凹面均适用。

7、折射规律：两种媒质密不同，三线共面角不等，密度大中角度小，垂入射很特殊。

8、欧姆定律：同一导体同状态，电压电阻定电流，电阻导体本属性，材料长短粗细温。

9、焦耳定律：通电导体产生热，I平电阻乘时间，电能全部转热，纯阻两推经常用。

10、串联电路：串联电流路一条，电流大小处处等。总阻总压各部和，正比关系归电阻。

11、并联电路：并联电压处处等，干路电流支路和。总倒等于各倒和，反比关系归电阻。

12、安培定则：通电导体产生磁，电流方向定磁场。右手握螺旋管，四指电流拇指北。

13、滑动摩擦力：压力粗糙成正比，滑动大于滚动的，匀速直线或静止，根据平衡力来求。

14、大气压强：高度温度和湿度，睛夏高于阴和冬，海拔高度2千内，上升12下降1。

15、物体沉浮：浮力重力相比较，也可比较物液密。物小漂浮悬浮等，物大液密必下沉。

16、决定电阻大小因素：温度一定看材料，长度正比截面反，拉长压缩很特殊，四倍关系要分清。

17、决定蒸发快慢的因素：蒸发吸热要致冷，快慢因素三方面，温度高低接触面，空气流动摇扇子。

18、影响沸点的因素：沸腾沸点要吸热，沸点高低看气压，高山气低沸点低，高压锅内温度高。

19、晶体熔解：吸热升温倒熔点，熔解过程温不变。熔点温度物状态，固态液态或共存。

四、仪器——学习物理学的工具

学习物理的基本方法是观察法和实验法。熟悉物理学中的各种仪器是进行观察实验的基础。能正确使用各种仪器，就能很好地学习物理。

1、总纲：根据需要选器材，范围零刻最小值，使用规则认真记，记录准确加估读。

2、刻度尺：水平放置零对齐，刻线紧贴视线垂，特殊方法四小类，积小成多曲线替。

3、弹簧称：竖直静止匀速读，力的平衡替换的，调零观察最小值，使用不能超范围。

4、温度计：热涨冷缩是原理，接触范围不脱体，体温特殊可脱体，使用之前要先甩。

5、天平：水平放置游码零，刻盘指针对中块，左放物体右法码，游码始终加右盘。

6、平面镜：物像相等镜对称，物动像动含2倍，钟面问题十二减，全像镜长物一半。

7、凸透镜：二倍焦距见大小，一倍焦距见虚正，实像物近像变大，像大必定像距大。实像倒立虚像正，物距像距反向变。

8、杠杆：匀速转动或静止，力和力臂积相等，支点支在支架上，调节螺母水平衡。用力最小力臂大，支点力点连线垂。

9、滑轮：轮上之力必相等，轴上之力轮2倍，省力必定费距离，轮上移距轴2倍。

10、定滑轮：固定不随物移动，支点轴上在园心，力臂相等为半径，省力一半不变向。

11、动滑轮：动滑支点在轮上，竖直用力省力半，效率计算要计重，不变方向费距离。

12、滑轮组：n个定动一根绳，定出2n变力方，如要2n多一股，动出多省方不变。

13、伏特表：内阻很大电流忽，并联要测的两端，若是串接在电路，V表有数A无数。

14、滑动变阻器：改变电路的电阻，有效部位分清楚，无效不通或短路，滑片接伏三类型。

五、联系生活——学习物理的灵丹妙药

物理现象与生活密切联系，联系身边的生活现象，用所学的知识解决实际问题，才能变知识为能力，才能加深理解和增强记忆，如以下例子：

1、长度测量：太薄太短少积多，圆形弯屈细线法。

2、相对运动：月亮走啊我也走，巍巍青山两岸走。

3、蒸发：凉晒衣粮吹风扇，水中不冷上岸冷。

4、液化：“白气”不是水蒸气，水气液化小雾滴，雾露石油液化气，蒸气汤手更厉害。

5、升华凝华：灯泡变黑霜和雪，冰冻衣服直晒干，人工降雨用干冰，下雪不冷化雪冷。

6、直线传播：小孔成像影形成，瞄准射击日月食。

7、平面像：镜子潜艇潜望镜，水中月亮镜中花。

8、折射：筷子变弯眼受骗，叉鱼河底像变浅。

9、增大摩擦：凹凸花纹洒灰渣，筷子提米要挤压。

10、增大压强：磨刀宽带地基厚，履带大象和骆驼。

六、思路——学习物理的捷径

学习物理，要理顺解题思路，归纳起来就是一看二想三画图，根据模式去解题，具体来说，就是要：

首先看题，寻找题设中的关键字眼，理解这些字眼中的特殊含义;

二想就是要想该题属于哪个范围的题目，涉及哪些概念、规律或计算公式：

三画图就是要把抽象的文字信息变成不同的物理具体图形，最后建立解题模式。

1、下列字眼含义深刻，应该理解熟记，达到能快速提高的地步。

①匀速直线运动(静止)：要么不受力，要么受平衡力，速度不变，动能不变。

②光滑水平面：不计摩擦，摩擦力为零。

③水平面上：压力在数值上等于重力。

④照明电路(电压等于220伏);正常工作：电压等于额定电压，电功率等于额定功率。

⑤导线电阻不计，电压表内耗电流不计，电流表内耗电压不计。

⑥没有特殊要求，物体都是实心的。

⑦漂浮 悬浮 浸没

2、常见解题关键和模式

①光学问题抓“法线”，力学题目要从受力的分析，两力平衡入手;解电学问题要分析电路的性质(是串联还是并联)，弄清各个电表测量的是什么量入手(是总压还是 分压，是总流还是分流)，各个电键的作用是什么?控制什么用电器(滑动变阻器有效部位是什么?抓住这些信息分析，问题大都可以迎刃而解)。

②解物理习题的思维程序

审题→文字翻译→记忆留痕→建立物理情景→找出隐念条件→排除干扰因素→确立解题关键→建立思维网络→列方程解题。

翻译和留痕就是在审题时首先用符号来表示物理量，并标在物理量上，建立物理情景就是运用示意图变抽象为具体。

七、技巧——学习物理的杠杆

学习物理的方法很多，综合和分析是一般的思维方式，有时采用特殊方法进行思考，可以使问题简单化。下面粗略介绍几种供同学们选择。

1、因素分析法：运用有关物理公式，列出与问题有关的和类关系式，了解不变因素，分析问题涉及的变量，作出解答，例如同一物体在同一水平面上分别以5米/秒的速度和1米/秒的速度作匀速直线运动，摩擦力的大小怎样变化。

2、图示法：认真审题，把题设景象通过画图表示出来，便如力学中受力分析示意图，光学中的光路图，电学中的电路图。

3、极端法：有意扩大变量差异，扩大变化可使问题更加明显，易辩加深对问题的讨论。例如测量中的误差。

4、整体法：把研究的几个相关联的对象作为一个整体考虑，可化简为易。

5、反证法：对一些命题举出反例给予否定。对于“一定”“肯定”等字眼特别有效。

八、发现——学习物理的最高境界

通过学习，利用所学的知识，发现教材中没有出现但又有用的规律，使问题简化，这是学习物理的标准之一!

例如：

A、规则固体水平放， ρgh算压强

B、液体流动容器装，压力大小看形状上重下压形象化，上下相等叫规则

C、物体漂浮液面上，所受浮力等重力V排除以物体积，等于ρ物除ρ液

D、物体全部浸液体，V排等于物体积重力浮力比值等，物液密度的比值

E、纯冰漂在液面上，化后液面看液密大于水密要上升，小于等于均不变

F、冰含杂质船抛物，关键看物的密度小等液密液不变，大于肯定要下降

G、规则容器放物体，增压浮力除以底。

九、初中阶段常见的常数

十、初中阶段出现的几位物理学家的贡献

十一、生活中的物理量

 

 

高中物理实验基本方法 篇2

物理学是一门实验性质的学科。物理实验是物理学的基础,是探索物质间的相互作用,研究自然现象本质与规律的必要途径。在实验思想、方法、知识和技能方面具有较强的综合性,对物理学的发展始终起着非常重要的作用,对培养学生的科学素质也具有不可替代的作用。实验教学是理论到实际应用之间的桥梁,只有掌握了实验的技能,才能顺利地把本学科的原理应用到其它各学科中去而形成新的创新成果,因此实验教学在培养创新人才方面起着不可替代的作用[1,2]。物理实验课不仅能培养大学生的观察能力、想象能力、分析能力、推理能力、动手能力,而且还可以促进学生对其他学科的学习,养成严谨的科学态度与求实作风。如何提高物理实验教学质量,提升并且丰富学生们对物理实验的兴趣和逻辑思维能力,重视对学生科学素质的培养是当前教育工作者面临的一大课题,进取、开拓、创新是现代社会对高校所培养人才的基本素质要求。

目前,知识的传播与共享的方式正在发生很大变化,掌握新知识已越来越容易,特别是对大学生来说,学习的过程就是培养发现新知识、解决新问题能力的过程。因此,传统的填鸭式教育模式已不适合当今大学生要求,已不适应实验教学改革的需要,成为阻碍实验教学改革和实验教学质量提高的因素。

1 目前存在的问题

(1)现在的教学模式依旧是“大部分时间用来知识的传授,课堂基本上是满堂灌,留给学生提问、思考、交流的时间很少,根本没有计划和机会留给学生从事创新实践锻炼,从而压抑了学生主动性、独立性、创新性。”。这样“以教师和教材为中心”,其结果是不允许学生“标新立异”,学生在课堂里只是机械地学习知识、按部就班做“听话”的好孩子[3]。

(2)传统的实验课只在实验室进行,教师先作简要讲解,学生就开始进行操作。这样做学生往往只是“照猫画虎”机械地操作。至于实验的物理思想、实验技巧、实验史料等了解甚少。

由此可见,“传统的教育模式存在较多弊端,严重影响并制约学生创新能力的发展”[3]。针对这一问题,我们对物理实验课进行了以下几方面的改进和探索。

2 物理实验课改进措施

传统物理实验课,只在实验室进行操作。现在改为分两次课进行。首先,在教室上实验理论课,然后再到实验室进行实际操作。在物理实验理论课堂我们采用讲授法、问答法;在实验室实际操作过程中我们采用演示法、讨论法。讨论法不同于教授法,它是双向的,有利于加深学生对所学知识的理解,还可以激发学生就所讨论的问题进行积极思考,锻炼学生的独立思考能力和语言表达能力。

2.1 认真安排教学内容,注重科学实验基本素质的培养

课堂教学首先要备好课,认真安排教学内容,做到“三备”:1)备教材。懂、化、透。这就需要弄清这次课的教学目的、具体要求及重点、难点;“吃透”教材,并将其内容转化为自己的东西,尽量做到语言流畅、生动、清晰地表明观点,这样讲课不至于生硬、枯燥。2)备学生。即了解学生。物理实验课是在大学二年级开设,大学物理课基本结束,这时上实验课有利于学生理论联系实际,同时加深对理论的理解。3)备教案。根据每次实验课教学内容不同,有计划、有目的地借用不同的手段,传授给学生较多的相关知识信息。课堂教学是师生情感交流的场所,教室要充分给予学生参与的权利和机会,充分体现教师的主导地位和学生的主体地位。

将物理实验理论课改在教室上。这样做的目的1)可以使学生在实验前就对所做实验从理论到仪器都有个大致了解,学生预习时就不再盲目抄书,以至于预习报告写了什么自己都不明白,达不到预习的目的。2)可以使学生在实际操作前对实验要点有所思考,对内涵有所领悟和扩展,真正达到预习的目的。在上理论课时启发性地提出问题,让学生带着问题到实验室去寻找答案。这样做使得课堂教学与实验教学紧密衔接,这恰恰是在理论教学教师和实验指导教师各自独立的体制下不易做到的。

虽然只是物理实验理论课,但是要想达到好的教学效果,一定要认真安排教学内容,充分备课。由于我们针对全校各学院(文学院除外)、各专业200多个班级的学生,所以每次课间或课后要了解同学们听课的状况,观察学生的反应,及时对PPT或教案做调整、改进。

2.2 充分利用多媒体教学设备的带来的优势和便捷

多媒体在教学中的应用,改变了传统的知识储存、传播和提取方式,具有丰富的表现力、交互性强、共享性好、知识组织形式更佳、利于知识同化等特点。由于多媒体的交互作用,形成了声、光、形、色、动等直接对学生的视觉和听觉器官共同作用的情景,具有良好的强化效果和整体效应[4]。

通常我们是进行课件制作。在制作过程中,查阅大量资料,同时要考虑到学生的兴趣,适当加入相关实验仪器图片、物理学家的照片、物理史料和物理思想贯穿其中。还要把课堂与学生互动的问题拟定出来,问题要有一定难度,而又是力所能及。这就是创设问题情景,实施启发教学。采用多媒体课件教学,重点包括物理思想的讲解、实验原理、实验设计思想的切入点、实验仪器(实物图片)简介及注意事项。根据不同的实验,侧重点不同,“对一些20世纪中著名的、开拓物理学新发展方向和方法的实验,”比如:弗兰克-赫兹实验、光电效应测普朗克常数、迈克尔逊干涉仪等实验,将这些物理大师的生平简要介绍给同学们,适当地介绍物理实验史料。“这些开拓者都获得过诺贝尔物理奖。这些实验最初都经过若干年的精心计划、探索,甚至是几经失败而后成功的。”“这些实验都是'高度浓缩的',学生在做实验时要特别领会和珍惜。”[4]

教案准备两份:一份PPT、一份书写教案,这样做可以在停电或多媒体仪器出现故障时应急备用。

2.3 理论联系实际,提高科学素质

理论课后再到实验室进行实际操作,主要对照仪器讲解使用技巧、注意事项等。在实验过程中运用启发式教学法,以指导和个别辅导为主,鼓励学生独立思考问题,分析问题。实验结束后,引导学生思考实验中的问题。从而使学生的实验能力、设计能力、创新能力和科学素质在不断的解决问题和积极主动的实验过程中得到培养。

材料学院无机专业的一名同学在做完弗兰克-赫兹实验后这样写道:“这个实验对我们最大的启示在于巧妙的构思设计,其简单的装置,将不易测量量转换为易得量…”还有的同学提出改进建议。信息工程学院通信专业的同学建议:“在测定氩原子第一激发电位的基础上,增加测量氩原子较高的激发电位…”所有这些一方面是对我们的教学方法给予认可,另一方面对今后的教学改进起着一定的促进作用。为了激发学生的学习情感,提高学习兴趣,在时间允许的情况下,对于动手能力、求知欲强的同学可以考虑适当增加实验内容或提出思考性问题,布置课外扩展性题目,以满足不同层次学生的需求,逐步培养学生的创造性思维能力。

物理实验课覆盖面广,具有丰富的实验思想、方法、手段,同时能提供综合性很强的基本实验技能训练,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础,它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用[5]。

2.4 以启发式替代注入式教学,注重引导思考

启发式教学是教师针对教学内容特点采用提出问题的方式来启发、引导学生对新知识理解和掌握的一种教育方法。鼓励学生大胆怀疑,敢于求异,有意识地培养学生主动钻研知识以及积极获取知识的精神,使学生由原来的“要我学”转变为“我要学”,这样既增强了学习效果,又能带动对其它学科的学习,进而也提高分析问题与解决问题的能力。着重在传授知识的同时,重视学生能力的培养及其非智力因素的发展;在肯定及时指导作用的同时,强调学生既是受教育的对象,又是具有主观能动性的认识主体;在教学方法的具体运用上,着眼于调动学生的积极性和主动性,注重对学生进行学习方法与研究方法的指导,灵活运用多种教学方法。

启发式教学首先要提出问题,然而引导思考更为重要。“在学习那些‘半生不熟'、‘似懂非懂'、‘似会非会'的东西时,学生才感兴趣而迫切希望掌握它。”[6]只有提出问题,才会有解决问题的欲望,有了解决问题的欲望,才有可能创造出解决问题的方法,在教学中要注意营造发现问题的环境,并鼓励学生大胆提出猜想和判断,针对各种猜测让学生带着问题课后查找相关资料,从中得出结论。在启发式教学中不但要“提问题”、还要“教思路”、“教方法”。有效的提问不仅能激发学生的学习兴趣,还能启发思维,激励学生积极思考。例如,在数字示波器理论课上,先将数字示波器部分功能、用途展现出来,然后与学生一起回忆模拟示波器的结构、原理,紧接着就提出模拟示波器与数字示波器有哪些相同与差异?作为课后思考题,同学们可以从互联网进行网络搜索,可以到图书馆查找资料,还可以到各自的院校资料室针对本系统进行更专业的查找和咨询,不拘形式。大部分学生都饶有兴趣完成了作业。有的同学收集了大量相关资料,要求的实验报告纸不够写,又在A4纸上写了两页,把两种仪器的用途(具体到测量量)、功能、特点、不足等各方面做了详细的比较,激发了学生对新仪器了解和使用的极大兴趣,更使学生对物理实验课充满了兴趣和期望,对学生提前“走进”专业技能的培养十分有益。对此,学生反映良好,

2.5 激发学生的探知欲,提高综合能力

兴趣是直接影响学生学习主动性的关键因素。没有学习兴趣的学生,在学习过程中不会有激情,更谈不上创新思维的形成,这部分学生只能是被动学习。兴趣是最好的老师,它能激发大脑主动思维的欲望。有兴趣就有对事物探索的激情,就能促使人们不断思索,不断改进,不断创新,加速研究的进程并向纵深发展,这是一个良性循环的过程。例如:牛顿环实验,我们将其中一台读数显微镜稍加改装,加了CCD摄像头,这样观察牛顿环是比较容易的,通过这台仪器进行演示,让学生们先看到牛顿环。然后同学们自己调节仪器,进行观察、测量牛顿环的曲率半径。在调节过程中他们发现加了摄像头的仪器比较容易观察,人眼不是很疲劳……。通过读数显微镜这个较小的改动,告诉同学们:实验室的老师在长期工作中,发现问题,经过细心观察、反复琢磨,才进行了这样的改动而且得到较好的效果。同学们也可以参与实验室工作包括仪器的改进、改装等工作。机械学院机械制造专业的同学提了几种不同的改进方案。尽管这些方案显得有些稚嫩和不切实可行,但这毕竟是他们大胆创新的良好开端,这种敢想敢干的探索精神,我们给予了肯定和称赞。

3 结语

通过近几年对物理实验课程的不断改革,初见成效,其效果凸显于后续专业课程。特别是物理专业课的老师给予了较好的评价,普遍反映应物0801、光信息0901的同学无论是思维方式、动手能力、观察分析能力以及解决问题的能力都有所提高。学生也普遍反映这样课改效果较好。以学生教育为本,以事实求是为原则关注学生发展,注重学生各方面的培养,才能提高学生科学实验基本素质,塑造出与时代同行的新型人才。

参考文献

[1]王宏伟,郝玉英.物理实验教学中贯穿物理思想的探讨[J].大学物理教育专刊,2009,(4):42-43.

[2]王宏伟.在研究型教学中培养学生的创新思维能力[J].山西高等学校社会科学学报,2007(4):115-116.

[3]赵国俭,耿平.遵循教育规律提高教学质量[J].现代物理知识,2006(1):38-39.

[4]教育部人事司、教育部考试中心.教育学考试大纲[M].上海:华东师范大学出版社,2002.

[5]丁慎训,张连芳.物理实验教程(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2003.

[6]教育部人事司.高等教育心理学(修订版)[M].北京:高等教育出版社,2001.

[7]黄建群,胡险峰,雍志华.大学物理实验(第二版)[M].成都:四川大学出版社,2006.

物理实验设计的基本方法 篇3

１９９６年上海高考第四（５）题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度，就属于设计型实验．但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量，使实验定位在电阻或电阻率的测定上，又大大降低了实验难度，只属于局部设计型实验．无论命题者出于何种考虑，设计型实验毕竟半遮半掩地出现了，这多少给教学工作者提了个醒．

１．从小处着眼，加强实验设计教学

上海作为高考改革的试点城市，其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向，甚至一些新颖的题型和情境，都可能为全国高考所借鉴．如１９９６年全国高考第２１题就是从１９９５年上海高考第一（５）题脱胎而来的．无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措，极有在全国推广的价值．而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”，也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能．

２．从大处着眼，加强实验设计教学

著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中，曾严厉指出：“今天我们科学界有一个弱点，这就是思想不很活泼，这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”；我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件，最后只有一个小小的空格“是……”．这样培养选拔出来的人才在学校是好学生，步入社会是好职员，大脑中只是机械地跳动着两个问题：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相当漂亮，但思想僵化，毫无创见．这正是我们的悲哀！长期以来的这种教育选拔模式，致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪！

思想不活跃，是因为我们给了学生太多的“必须”的限制；思想僵化，是因为我们留给学生太少的“可能”的余地．实验设计的教学，正是活跃思想，培养能力的一种好方法，授以实验的基本方法，让学生自己去考虑有哪些可能的做法，自己会怎么做．

二、实验设计的基本方法

１．明确目的，广泛联系

题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点．实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系．对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中，涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的．

举例来说，要测定地球表面附近的重力加速度，我们就应检索：在所学知识范围内，哪些内容涉及到重力加速度，它与其他物理量有何定量关系，并一一罗列出来：

（１）在静力学中，静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力，即Ｔ＝Ｎ＝ｍｇ．若Ｔ（或Ｎ）和ｍ能测出，则重力加速度ｇ可测定．

（２）在超重或失重（但不完全失重）系统中，Ｆ⊥－ｍｇ＝±ｍａ⊥．若Ｆ⊥、ａ⊥和ｍ可测出，则重力加速度ｇ可测定．

（３）在运动学中，物体从光滑斜面上由静止下滑，ｓ＝１２ｇｓｉｎθｔ２．若ｓ、θ和ｔ可测定，则重力加速度ｇ也可测定．

（４）在运动学中，物体从粗糙斜面上由静止下滑，ｓ＝１２（ｇｓｉｎθ－μｇｃｏｓθ）ｔ２．若ｓ、θ、μ和ｔ可测，则重力加速度ｇ也可测定．

（５）自由落体运动中，ｈ＝１２ｇｔ２．若ｈ和ｔ可测出，则重力加速度ｇ也可测定．

（６）用重力加速度测定仪测定．

（７）在平抛运动中，竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δｙ＝ｇｔ２．若Δｙ和ｔ可测，重力加速度ｇ同样可以测出．

（８）在斜抛运动中，水平射程可以表示为ｘ＝ｖ０２ｓｉｎ２θ／ｇ．若ｘ、ｖ０和θ可测出，则重力加速度ｇ也可测出．

（９）单摆做简谐振动时，其周期可以表示为Ｔ＝２πｌ／ｇ．若Ｔ和ｌ可测，则ｇ可测．

（１０）在焦耳测定热功当量的实验中，若能测出水的质量和升高的温度，算出水增加的内能，再测出重物的质量和下落的高度，同样可测定重力加速度．

（１１）带电粒子在的匀强电场平行板电容器中平衡时，ｍｇ＝ｑＵ／ｄ．若Ｕ、ｄ和带电粒子的荷质比（ｑ／ｍ）可测定，则ｇ可测出．

（１２）假设一物体在地球表面附近绕地球做圆周运动，ｍｇ＝ＧＭｍ／Ｒ２，ｇ＝ＧＭ／Ｒ２．

…………

２．选择方案，简便精确

对于每一个实验目标，都可能存在多条思路、多种方案．教材中关于某个实验目标的实验方案，也只是众多方案中的一种，而且不一定是最好的一种，而只是较可行的一种．那么在众多实验方案中，我们应如何选择呢？一般来说，选择实验方案主要有三条原则：

（１）简便性原则即要求所选方案原理简单、操作简便，各量易测．应尽量避免实施那些原理复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案．

（２）可行性原则实验方案的实施要安全可靠，不会对人身和器材造成危害；所需装置和器材要易于置备，不能脱离实际，不能超出现有条件．

（３）精确性原则不同的实验方案，其实验原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的．在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的实验方案．

高中物理实验基本方法 篇4

电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏，高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架，实际上电阻的测量方法很多，了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。

一、基本方法-----伏安法（V-A法）

伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择，控制电路的选择和实验器材的选择。

1、原理：根据部分电路欧姆定律。

2、控制电路的选择

控制电路有两种：一种是限流电路（如图1）；另一种是分压电路。（如图2）

（1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。图1（2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2，其输出电压由ap之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。图2

3、测量电路

由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。

（1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图

3、图4（2）电流表内、外接法的选择，图3 ①、已知RV、RA及待测电阻RX的大致阻值时可以利用相对误差判断 若RX＞V，选用内接法，X＜V，选用外接法

RARXRXRA②不知RV、RA及待测电阻RX，采用尝试法，见图5，当电压表的一端分别接在a、b两点时，如电流表示数有明显变化，用内接法；电压表示数有明显变化，用外接法。

（3）误差分析：

内接时误差是由于电流表分压引起的，其测量值偏大，即

R测 ＞R真(R测=RA+RX);外接时误差是由于电压表分流引起的，其测量值偏小，即

R测＜R真(R测

4、伏安法测电阻的电路的改进

0

图6

RRR图4

图5

RXRV)

RXRV0

图7

第 1页（共 4页）如图

6、图7的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差，为什么？怎样测量？

二、由伏安法演变而来的其他测量定值电阻的方法归纳

（一）电压表和定值电阻替代法（V-R法）

【例1】有一个阻值已看不清楚的电阻器R，我们要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个电压表，一个已知阻值的电阻器R0和几根导线，你有办法测出R的阻值吗？说出你的办法和理由。

（二）电压表和滑动变阻器替代法（V-RP法）【例2】给你以下器材：一个电源（其电压未知），一个标有“20Ω，1A”的滑动变阻器，导线若干，一个开关，一只电压表，一个待测电阻Rx。请你设计一个能测出Rx电阻值的电路。要求：

1、画出你所设计的电路图（电压表连入电路后位置不可变动）。

2、简要写出实验操作步骤。

3、根据你所测出的物理量写出表达式Rx＝_________。

（三）电压表和开关替代法（V-K法）

【例3】给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、两个开关及几根导线，请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值，画出电路图，写出实验步骤及未知电阻的表达式。

（四）电流表和定值电阻替代法（A-R法）

【例4】现有电池组、电流表、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R0，没有电压表，你如何测出被测电阻的阻值？

（五）电流表和滑动变阻器替代法（A-RP法）

【例5】 现有电池组、电流表、已知最大阻值的滑动变阻器、导线及开关，你如何测出被测电阻的阻值？

（六）电流表和开关替代法（A-K法）

【例6】有一个阻值看不清的电阻Rx，我们要测它的阻值，但手边只有一只电流表，一个已知阻值R0的定值电阻，二个开关和几根导线：

1、画出实验电路图。

2、写出实验步骤。

3、用测出量和已知量写出未知电阻Rx的表达式。

三、其他测量电阻的方法归纳

（一）欧姆表测电阻

1、欧姆表的结构、原理

它的结构如图1,由三个部件组成：G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流计。R是可变电阻，也称调零电阻，电池的电动势为E，内阻为r。

图1 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。

当红、黑表笔接上待测电阻Rx时，由闭合电路欧姆定律可知：

I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R内+RX）

由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，这就是欧姆表测电阻的基本原理。

2、使用注意事项：

（1）欧姆表的指针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电

第 2页（共 4页）

阻之间并不是正比也不是反比的关系。

（2）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。

（3）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零

（4）测量时，应使指针尽可能在满刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3区域）（5）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。

（6）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的最高档或OFF档。

（二）用惠斯通电桥测量电阻

1、原理：惠斯通电桥的原理如图所示。电阻R1、R2、R和待测电阻RX连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。在对角A和C之间接电源E，在对角B和D之间接检流计G。因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适当调节R、R1和R2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流IG = 0，这时，B、D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状态。这时A、B之间的电势差等于A、D之间的电势差，B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2，由欧姆定律得

I1 RX = I2 R

I1 R1 = I2 R2 两式相除得： RXRR1R2

上式称为电桥的平衡条件。所以RXRR1 通常将R / R2称为比率臂，将R1称为比较臂。R22、测量方法

如图，连接电路，取R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻箱（能够直接读出数值），Rx为待测电阻。调节R3，使电流计中的 读数为零，应用平衡条件，求出Rx。

（三）等效替代法测电阻

1、等效替代法就是在测量的过程中，让通过待测电阻的电流（或电压）和通过电阻箱的电流（或电压）相等。电路如图13，将单刀双掷开关调到a，闭合S1调节R，使安培表读数为I0，保持R不动，将单刀双掷开关打到b，调节R0使安培表读数仍为I0，则电阻箱的读数就是待测电阻的数值。

2、测量原理：图14是用伏特表完成的实验，同学们自己分析测量原理。

3、注意：主要元件为电阻箱和单刀双掷开关。虚线框内可用分压控制电路。

S2 S1

图13 图15 图14

（四）公式计算法测电阻

公式计算法主要是应用串并联电路的特点和全电路的知识进行分析，并求出待测电阻的数值。图1

5第 3页（共 4页）

是测量电阻Rx的电路，Rx为待测电阻，R为保护电阻，其阻值未知，R1为已知的定值电阻，电源电动势为E未知，S1、S2均为单刀双掷开关，A为电流表，其内阻不计。（1）测量Rx的步骤为：S2向d闭合，S1向

闭合，记下电流表的读数I1，再将S2向c闭合，S1向

闭合，记下电流表读数I2。（2）计算Rx的公式为Rx=

（五）补偿法测电阻

1、基本原理：在一定温度下，直流电通过待测电阻Rx时，用电压表测出Rx两端的电压U，用电流表测出通过Rx的电流I，则电阻值可表示为：Rx=U/I

2、试验方法：连接如下电路图，调节R3使检流计G无电流通过（指针指零），这时电压表指示的电压值Ubd等于Rx两端的电压Uac，即b，d之间的电压补偿了Rx两端的电压。清除了电压内阻对电路的影响。补偿法测电阻的优点

补偿法测电阻比伏安法测电阻产生的误差要小，这主要是因为补偿法测电阻时没有引入测量仪表自身的电阻，从而降低了系统误差，提高了测量正确度。

电路简单，实用性强。电路中的元件和仪表都是常用器件，并且个滑动变阻器和电阻箱的阻值是否准确均不会影响被测电阻的测量值，从而对电阻器件的选择降低了要求。

调节方便，电路通过粗调和细调的设计，既可以提高测量的速度，又可以保护检流计，这是电桥发测量电阻时很难做到的。

修正系统误差。电路中测量仪表自身的电阻与测量结果无关，从而降低了测量方法引入的误差，这是单纯伏案法测量电阻时无法做到的。

以上电阻测量的五种方法，同学们在平时解题时可视具体情况灵活选用。

物理化学实验课基本要求 篇5

一、物理化学实验内容

物理化学实验课总学时为48学时，安排12个实验，每学期6个。教材选用，《基础化学实验》（第二版）孟长功 辛剑 主编 高等教育出版社。

大二下学期完成：实验24 燃烧热的测定；实验26 液体饱和蒸气压的测定；实验28 凝固点降低法测定非挥发性溶质的摩尔质量；实验29 完全互溶双液系沸点-组成图的测定；实验30 二组分金属相图的测定；实验31 H2O2催化分解速率常数的测定。

大三上学期完成：实验27 化学反应的平衡常数及热力学函数[ 变 ]的测定（氨基甲酸铵的热分解）；实验32 乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定；实验33 溶液表面张力及吸附分子横截面积的测定；实验35 胶体的制备及性质研究；实验38 原电池电动势的测定及应用；实验78 镍的阳极极化曲线的影响因素研究。

二、实验预习，实验操作和实验报告(1)实验预习

进实验室之前必须仔细阅读实验内容及相关资料，明确本次实验中采用的实验方法及仪器、实验条件和测定的物理量等，在此基础上写出预习报告，预习报告内容包括：实验名称、操作步骤、注意事项、需测定的数据及相应的记录表格等。进入实验室后，再对照仪器进一步预习，并接受教师的提问、讲解，在教师指导下做好实验准备工作。预习报告要求用A4打印纸写，实验结束时交给实验指导教师。（2）实验操作

实验操作需径指导教师同意方可进行。仪器的使用要严格按照操作规程进行，不可盲动；对于实验操作步骤，通过预习应心中有数，严禁“边看书边动手”式的操作方式。实验过程中要仔细观察实验现象，发现异常现象应仔细查明原因，或请指导教师帮助分析处理。实验结果必须经教师检查，数据不合格的应重做，直至获得满意结果。要养成良好的记录习惯，即根据仪器的精度，把原始数据详细、准确、实事求是地记录在预习报告上。数据记录尽量采用表格形式，做到整洁、清楚、不随意涂改。实验完毕后，应清洗、核对仪器，打扫实验室，径指导教师同意后，方可离开实验室。（3）实验报告

学生要在课堂内完成实验报告，实验结束时送交指导老师批阅。实验报告要求用A4打印纸，首页篇头要求统一格式。实验报告的内容包括：实验目的、简明原理、仪器和药品、简单操作步骤及实验装置图、原始数据、数据处理、思考题和结果讨论。数据处理应有处理步骤；结果讨论应包括实验现象的分析解释，查阅文献的情况，对实验结果误差的定性分析或定量计算，实验的心得体会及对实验的改进意见等。

三、实验室安全及课堂纪律（1）用电安全

不可用潮湿的手接触电器。

实验时，应先链接好电路再接通电源。

仪表使用前要检查线路链接是否正确，径指导教师检查同意后方可接通电源。

在实验过程中如发现异常，如不正常声响、局部温度升高或闻到焦味，应立即切断电源，并报告教师进行检查。

做实验29时要求戴防护镜，从沸点仪里取样之前一定要先断电。（2）药品安全

配置有腐蚀性的药品（如过氧化氢）时要戴胶手套和戴防护镜。用过的需要回收的药品必须装入指定的回收液瓶里。（3）课堂纪律

实验课上课时间，上午8:00开始，下午1:30开始。要求学生在上课前必须到实验室在自己的座位等候，迟到10分钟之内扣除本次实验成绩满分的30%，超过10分钟不允许做实验。

课程表是以班级为单位安排的，具体到某个实验是以组为单位，所以每个班级要分成A、B、C、D四个组，1-8号为A 组，9-16号为B 组，17-24号为C 组，其他同学为D 组。各组完成不同实验，每人一套实验装置，独立完成实验。D组超过8人时由老师安排可2人一套。不准将饮料和食物带进实验室，实验过程中不准开手机。做实验时必须穿实验服（白大衣）。

实验课要求带预习报告、实验报告纸、实验记录卡、实验教材、计算器、直尺和画曲线用具。

补做实验分三种情况：一是有指定的教师（成长导师或班主任）批准的请假条，可以在学期末约定时间补做，成绩不折扣。二是因迟到超过10分钟而没做实验的，可以在学期末约定时间补做，成绩折扣50%。三是无故没做实验的，可以在学期末约定时间补做，成绩为0分。另外，补做实验必须在本学期内完成，不得跨学期更不能跨学年。12个实验缺一不可，未能按规定在学期内完成的将没有成绩。

四、实验成绩评定

实验成绩是两个学期12个实验成绩的加权平均值，实验成绩是在大三上学期末提交石化学院和教学事务部。每个实验成绩评定办法是：实验预习占15%，实验操作占50%，实验报告占30%，安全与卫生占5%。

高中物理实验基本方法 篇6

实验：是在人为控制条件下，研究对象的一种科学方法。展开点说，实验是依据假设，在人为控制条件下，对实验变量（或因子）的变化和结果进行记录、解释的科学方法。

观察：是在自然条件下研究对象的方法，或者说观察是在自然条件下对研究对象的事实现象进行捕获解释的方法。观察是科学研究的第一步，必须客观而周详。

实验方案：即一个完整的实验设计应包含的所有内容。正规的实验方案通常包括：“实验课题”、“实验原理”、“实验假设”、“实验预期”、“实验目的要求”、“实验方法类型”、“实验对照类型”、“实验材料用具”、“实验方法步骤”和“实验结论与讨论”等项目。而在中学生物课本的实验指导中，实验假设和实验预期大都隐含在“实验原理”项目中，实验方法类型、实验对照类型则一般隐含在“方法步骤”项目里。

实验原理：是指实验操作过程中所遵循的科学原理或方法。实验原理可以是所学习的科学理论，如“观察植物细胞的有丝分裂”实验的实验原理实际上是：植物细胞有丝分裂过程中染色体的规律性变化。也可以是已有的科学方法，如“还原性糖的鉴定”实验的原理是：还原性糖遇斐林试剂，在沸水浴（隔水加热至沸腾）情况下，出现砖红色。某些实验的实验原理可能不只一个，如“DNA的粗提取和鉴定”实验，既有提取DNA的原理，又有鉴定DNA的原理。

实验假设：即假说，指用来说明某种现象但未经证实的论题，是对所提出的问题所作出的参考答案。假设一般分为3个步骤：第一步提出假设，即依据发现的事实材料和已知的科学原理，通过创造性思维，提出初步假定；第二步作出预期(或推断)，即依据提出的假设，进行推理，得出假定性的结论；第三步验证假设，即依据假设和预期，设计实验方案，进行实验验证。结果假设或被否定，或被修正，或被证实。如果假设得到证实,预期得以实现,则假设（假说）转化为科学理论，故假设是科学发展的基本形式。

实验步骤：即实验过程。就是验证实验假设是否正确的实验操作过程。实验步骤的叙述格式一般是三段式：第一步：实验材料的选择、分组与搭配，体现无关变量相同。第二步：实验组、对照组的不同处理，体现实验变量的处理差异。第三步：“培养、经过一段时间后”观察、测定或连续观察、测定实验结果，体现获得的反应变量是什么。叙述的要求是：①分步叙述，要有标号(也可采用表格方式)；②研究对象或器皿要有标记；③说明对材料的选择和处理；④对部分实验条件要有量、时间等描述：如37℃水浴中保温5min，加入等量„„。

实验结果：是指所观察、测定到的反应变量，即实验现象。实验结果可以是定性描述，如生长发育速度的快慢、开花时间的早晚、产生气泡的多少；可以是定量描述，如单位时间内气泡的产生数量、身高体重的增加值；可以是叙述式，如植物移栽后的生长状况比较；可以是表格式，如记录的数据；也可以是曲线式，如种群密度的变化趋势、个体重量变化曲线等。实验结果的预测根据不同的实验而不同：对于验证性实验结果的预测，只需答出实验的理论结果；对于探究性实验的结果的预测，就有多种可能性，一般要“穷举”。

实验结论：是指通过对实验结果进行分析而得到的理论结果。实验结论必须根据预测的实验结果或实际实验结果得出。一个结果应对应一个结论。①如果所获得的结果与假设相符，则肯定假设；②如果所获得的结果与假设不相符，则否定假设；③如果结果与假设无关，则无从判断。

变量：或称因子，是指实验过程中所被操纵控制的特定因素或条件。按性质可以分为实验变量和反应变量，无关变量和额外变量等。

实验变量：即自变量,指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。如用曲线表示即“横坐标所表示的量”。例如，“温度对酶的催化活性的影响”的实验中，“温度”是实验变量；“质壁分离和质壁分离复原的实验”中，“外界溶液浓度”是实验变量。在对照实验中实验变量必须是单一的，即所谓的“单一变量原则”。

反应变量：即因变量或应变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。如用曲线表示即“纵坐标所表示的量”。例如，“温度对酶的催化活性的影响”的实验中，“酶的活性”是反应变量；“质壁分离和质壁分离复原的实验”中，“质、壁相对位置”是反应变量。在对照实验中实验变量必须是单一的，即所谓的“单一变量原则”。

无关变量：即控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验变化和实验结果的因素或条件。

额外变量：即干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。无关变量是原因，额外变量是结果，二者也具有因果关系。额外变量会对反应变量起干扰作用。

单一变量原则：是处理实验中的复杂变量关系的准则之一。主要是对实验变量与反应变量的控制而言。它有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；二是确保“单一变量”的操作规范，即实验实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。实验设计、实施的全过程,都应遵循单一变量原则。

控制：是处理实验中变量关系的一个准则，指实验过程要严格地操纵实验变量，以获取反应变量。与此同时，还要严格地均衡无关变量，以消除额外变量。一句话,通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较为精确的实验结果。控制主要是对无关变量和额外变量。

“平衡控制”原则：主要是对无关变量与额外变量的控制而说的。意思是说,实验中作为无关变量的因素和条件，很难避免，只有设法平衡和抵消它们的影响。常用的方法是对照。

单组实验法：对一组(或一个)对象，既用Ａ法，又用Ｂ法，顺序随机或轮流循环，这是生物实验常用的实验方法。由于对象同一，无关变量影响也就被平衡和抵消了。

等组实验法：将状况相等的对象，分成两组或多组，一组用Ａ法，另一组用Ｂ法，这也是生物实验常用的实验方法。它可以对无关变量的影响起到了平衡和消除作用。

轮组实验法：对两组或两组以上的对象，轮番循环两个或两个以上的实验处理，如甲组---Ａ法、Ｂ法；乙组---Ｂ法、Ａ法等。这样能有效地平衡和抵消无关变量的影响。自然，这种实验处理的匹配操作起来要麻烦一些，但对平衡、消除无关变量和额外变量更有说服力。

对照：对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响、增加实验结果的可信度和说服力。通常，一个实验总分为实验组和对照组。一般情况下，实验组是接受实验变量处理的对象组；对照组对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。至于具体实验中哪个作为实验组，哪个作为对照组，也可以随机决定。

实验对照原则：是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。

实验组：一般是指接受实验变量处理的对象组。

对照组：亦称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。实验中哪个作为实验组，哪个作为对照组，可以随机决定。从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、被平衡了的，故实验组与对照组两者之间的差异，可以认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。

空白对照：指不做任何实验处理的对象组。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增加了说服力。

自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照。单组法和轮组法，一般都包含有自身对照。自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。

条件对照：指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变量对实验结果的影响。

相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。在等组实验法中，若不设空白对照,则大都是运用相互对照。采用相互对照，能较好地平衡和抵消无关变量的影响,使实验结果具有说服力。

捕获：即捕捉、记录实验中的事实、现象和数据，用术语说，即捕捉、记录由实验变量而带来的反应变量。

解释：即论证、说明实验中的事实、现象、数据。也就是论证、说明实验中的自变量与因变量的因果关系，从而得出结论，进行讨论。

真实客观原则：是科学实验所必须遵循的基本准则，即实验中的捕获解释一定要实事求是，一切从实际出发，使获取的材料(事实、现象、数据)尽可能地反映客观事物的本来面目，不能主观臆造，不能凭空胡诌，不能片面武断。

浅谈高中物理实验教学方法 篇7

一、高中物理实验种类

高中物理一般分为练习性、测量性、验证性和探索性四个大类, 在教学中一般概括为物理原理、物理定理、物理定律及其物理法则、公式和方程, 等等。而在实践教学中, 其又分为实验规律、理想规律和理论规律三种类型。所以实验规律的教学占着很大的比重。通常高中物理实验包括力学实验、光学实验、电学实验和热学实验。各类实验存在着一定的差别, 但在规律认识和学习方法上都有很大的相似性, 老师在教学过程中应该提醒同学们在学习中加以体会。物理是人们为解决自己现实中的问题而研究自然规律的一门科学, 但是对物理规律的认识具有相当大的难度, 无论是从深度上还是广度上人们都不可能真实地认识世界, 比如大到认识宇宙天体, 小到认识分子原子。所以人们只能建立适合于自己操作的模型来解决实际问题, 人们可以通过大量的试验去认识规律, 而不能靠主观想象来创造规律。所以物理实验在整个物理学中具有基础性的链接作用, 是整个物理学的灵魂。

在物理实验的教学中, 教师首先必须让同学们分清楚物理实验的种类, 比如老师在讲“验证牛顿第二定律”时就要告诉同学们这是实际演示实验, 而在讲“用油墨法估计分子大小”的实验时就要提醒同学们这是模型实验。这样同学们就可以清楚地认识自己的实验类型, 对整个实验的理解很有帮助。

二、原理的重要性

实验是物理的灵魂, 而物理实验的灵魂是物理实验原理。在教学过程中, 教师一定要仔细的分析清楚实验原理。只有掌握了原理, 才可以谈实验, 没有原理就没有实验。而在实际教学过程中很多同学都是不太清楚原理就去做实验, 往往是不知道该怎么操作, 该注意什么。这样不仅使得实验效率低下, 更打击了同学们对实验教学的信心和积极性。教师要用实验原理告诉同学们实验操作, 这样一定可以收到较好的效果。

比如, 在力学试验中验证机械能守恒定律时, 教师可以告诉同学们不需要选择第一个间距等于2mm的纸带, 而正确的方法是先闭合电源开关, 启动打点计时器, 待打点计时器的工作稳定后, 再释放重锤, 使它自由落下, 同时纸带打出一系列点迹。告诉他们这样做的原理所在:按这种方法操作, 在未释放纸带前, 打点计时器已经在纸带上打出点迹, 但都打在同一点上, 这是第一点。由于开始释放的时刻是不确定的, 从开始释放到打第二个点的时间一定小于0.02s, 但具体时间不确定, 因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm, 但不能知道它的确切数值, 也不需要知道它的确切数值。不论第一点与第二点的间距是否等于2mm, 它都是从打第一点处开始作自由落体运动的。这样就从实验原理上解释了为什么不需要选择第一个间距等于2mm的纸带。这样同学们一定会记忆犹新, 在以后的考试中一定不会犯与此相关的一些容易犯的错误了。

三、物理实验的方法

高中物理实验常用方法有以下几种:

1.累积法:

用累积法的实验有测纸的厚度、金属棒的直径等。比如老师在讲“用单摆测重力加速度”测周期时就可以告诉同学们这里用了累计法。即不直接测一个周期的时间, 而是测30~50个周期的总时间, 再除以周期数即得周期的值。这样同学们就可以使方法跟实验并举, 得到很大的提高。

2.替代法:

用天平称物物体的质量, 电阻测量等都可以用替代法。再比如老师在讲“互成角度两个共点力的合成”的实验时, 就可以告诉同学们这里用的是替代法:第一次用两个弹簧秤成角度地拉橡皮筋, 把结点拉到某一位置, 再换成一个弹簧秤, 同样拉这个橡皮筋, 也把结点拉到同样位置, 这说明后一个弹簧秤的拉力与前面两个弹簧秤的拉力效果相等, 因此可以互相替代。

3.测量量的转换:

例如教师在讲“碰撞中的动量守恒”的实验时, 就可以告诉同学们把测物体的速度转换为测物体平抛运动的水平位移, 即把测速度转换为测长度, 以此来让同学们体会这种方法。

4.比较法:

把被测量与标准的量进行比较, 就是比较法。天平是等臂杠杆, 因此用天平测物体质量时, 不用再进行计算, 而是直接读出砝码的质量, 它就等于物体的质量。一般情况下, 被测物跟标准量并不相等, 而是要根据某种关系进行计算, 最常用的是二者间满足一定的比例关系, 通过一定的比例计算即可得出结果, 因此常常称为比例法。比较法还可以用来测电阻。

高中物理实验设计的思想方法 篇8

一、构建物理模型法

物理学很大程度上，可以说是一门模型课，无论是所研究的实际物体，还是物理过程或是物理情境，大都是理想化模型。如，追及、相遇模型、先加速后减速模型、斜面模型、渡河模型、平抛模型、绳球、杆球模型、电路的动态变化、交变电流、电磁场中的单杆模型、电磁流量计模型、回旋加速模型、磁偏转模型、人船模型等。求解物理问题，很重要的一点就是迅速把所研究的问题归宿到学过的物理模型上来，即通常说的建模。尤其是对新情境问题，这一点显得尤为突出。

二、替代法

在“互成角度两个共点力的合成”的实验中，我们就用到了替代法，第一次我们用两个弹簧秤成角度地拉橡皮筋，把结点拉到某一位置，再换成一个弹簧秤，同样拉这个橡皮筋，也把结点拉到同样位置，这说明后一个弹簧秤的拉力与前面两个弹簧秤的拉力效果相等。因此，可以互相替代。对于“等效”这个问题，应正确理解：所谓效果相等，是对某一方面说的，并不是在所有方面都等效，仍以合力与分力来说，它们只是在改变物体的运动状态上等效，而在其他方面，例如，在产生形变上，二者并不等效。用替代法的例子还有很多，如用天平称物体的质量、电阻测量等都可以用替代法，我们古代三国时期曹冲称象的故事就是替代法的典型实例。

三、转换法

例如，在“碰撞中的动量守恒”的实验中，把测物体的速度转换为测物体平抛运动的水平位移，即把测速度转换为测长度。又如，在“测定玻璃的折射率”的实验中，本应测量入射角和折射角，再根据折射率n=sini/sinr求出折射率，但角度不容易测准确，而通过做辅助线的方法可以把测角度转换为测线段的长度，从而增加了有效数字的位数，即提高了测量的准确度。转换法是一种较高层次的思维方法，是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃。如，变曲为直，实际上就是该方法的应用。

四、比较法

用比例法测电阻是常见的，当两个电阻串联时，通过的电流相等，因此，两电阻两端的电压跟它们的电阻成正比，如果其中的一个电阻是标准电阻，另一个电阻的阻值就可测出。同样，两电阻并联时，由于两端电压相等，通过两支路的电流跟电阻成反比，只要一个是标准电阻，另一个电阻的阻值可测出。

五、控制变量法

在《验证牛顿第二运动定律》的实验，我们研究的方法是：先保持物体的质量一定，研究加速度与力的关系；再保持力不变研究加速度与质量的关系；最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体质量之间的关系。当然本实验还涉及到各种系统误差的产生，限于篇幅不再赘述。

六、留迹法

在《测定匀变速直线运动的加速度》《验证牛顿第二运动定律》《验证机械能守恒定律》等实验中，通过纸带上打出的点记录下小车（或重物）在不同时刻的位置，（位移）及所对应的时刻，可从计算小车在各个位置或时刻的速度并求出加速度；对于简谐运动，则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置，研究简谐运动的图像；又如利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实际，都采用了留迹法。

领会科学思想方法重在“潜移默化”和“融会贯通”，学生通过做物理实验，不仅提高了学习兴趣，而且掌握解了决问题的方法，使学生终身受益。

（作者单位 渭南市陇海中学）