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摘 要：在物理教育中，大学物理教学普遍对于误差的重视度较高，而中学物理实验因为相对比较简单，实验的精确度要求较低，所以一般不重视误差。其实，在中学物理实验教育中，误差的分析能够有效地提高学生对于实验本身的掌握，强化严谨的实验精神，形成从多角度判断实验结果的意识与能力。对此，本文以多个物理实验为例，探讨误差分析对中学物理实验教学的帮助和提升。
关键词：中学物理；误差；教学帮助；提升
一、 引言
从实验的角度来说，误差的来源分为系统误差与偶然误差，这一种误差只能够尽可能控制到最低，但是无法消除。对此，误差本身是绝对存在的，对于误差的分析同样应当是物理实验教学中必然可以开展的内容，许多的重要发现都需要借助对误差的形成因素、误差大小等进行分析从而总结得出。对此，探讨误差分析对中学物理实驗教学的帮助和提升具备显著教育意义。
二、 借助误差分析，提高实验方案的理解
下面以平抛运动作为研究案例。在借助实验的方式探讨平抛运动的垂直方向运动是否为自由落体运动时，许多的学生都会提出关于“对比”的实验研究方式，也就是让两个相同质量的小球从同一个高度，分别做自由落体运动与平抛运动，并从看或听的方式对比两个小球哪一个先落地。但是，在开展这一个实验的过程中，有一些教师会使用平抛竖落仪有许多的演示实验中虽然学生认为听起来两个小球是同时落地，但是也会有学生认为好像不是同时落地，甚至有些学生听出落地时间存在明显差异。在课堂当中曾做过这样一个实验“让两个小球以1.5m的高度分别释放，但是释放时两个小球的高度差约为5cm，实验的结果仍然有学生认为是同时落地”。通过这一种简单的实验，便可以发现自由落体运动的规律虽然可以计算，但是两个小球仍然可能存在落地误差，导致实验的误差较为明显。对此，便可以让学生进行分析，探讨实验是否存在错误，如果不存在错误那么应当如何改进。通过讨论后，学生一致认同实验方式无错误，其主要问题在于通过听的方式无法做出准确的判断，仍然认同对比实验方式。对此，便需要对实验方案进行改变，在教师的引导之下，最终决定采用摄像机或频闪相机的方式进行观察，在科学手段之下最好的还原实验过程，让学生从画面的定格中明确实验结果，不仅提高实验严谨性，同时还可以间接提高学生对于实验的掌握、改进能力。
三、 通过误差分析，优化实验态度
下面以力的合成作为研究案例。在分析不在同一条直线上的两个力的合成规律的时候，一般是以尝试以虚线的方式将合力的箭头端分别和两个分力的箭头端连接起来，并从中进行探索和分析。在通过绘画之后，会得出一个较像平行四边形的图形，这也间接提示学生采用平行四边形的方式可以用于合力的求证。
在教学过程中，因为一般无法直接证明在连接线之后的图形是否是平行四边形，所以一般会提出让学生将两个分力以邻边的方式作平行四边形，并观察其所呈现的夹角线是否和合力相重合。但是，在实际的操作过程中发现两者之间仍然存在偏差，许多学生会下意识认为这一种偏差是误差，同时也有学生提出在连接线后所呈现的图形并不是平行四边形，对此，这也就提供了一个研究问题。对于这一现象，其主要有两种可能，一种是误差，另一种是本身就错误。如果是误差，便需要考虑系统误差或偶然误差，考虑到偶然误差的特征，先将学生划分为多个小组，并让一半的小组在实验当中确定两个分力的夹角成锐角，另一半的小组中两个分力的夹角为钝角，最终结果并不统一，有合力在对角线左侧的，同时也有右侧的。通过分组实验以及最终统计结果，最终提出关于力的合成可以遵循平行四边形法则，实验中的偏差现象是因为偶然误差而导致的，并且可以进一步地提出关于“科研人员在实验中会对误差实行定量分析，从而确定这一误差是否属于实验偶然误差，从而在下结论时更有确定性”。通过这样的教学，培养学生的实验态度，促使学生意识到任何简单实验都不能通过几次研究而直接获得结论，而是需要不断地尝试与探索才行。
四、 应用误差分析，使实验数据更加精确
下面以气体的等温变化为例进行探讨。在讨论到一定量气体的等温变化规律的过程中，当前许多的教师都是以开展DIS实验为主，气体的压强可以借助压强传感器的方式进行测量，气体本身的体积可以通过注射器当中的刻度直接度数。那么这也就形成一个问题，对于所采集到的数据，一般是以先作P-V的图像，之后结合P-V图像实行进一步的P和V的可能性关系，并再作P-1/V的图像验证猜想的关系。实验当中所作的P-1/V的图像一般在线性度方面比较高，但是不通过原点学生通过定性分析之后可以发现，在温度达到一定量时，如果1/V=0，那么V应当为无穷大，此时的气体已经相当稀薄，并且压强P应当为0。对此，实验当中P-1/V图像无法通过原点则应当是因为误差所导致的。在对整个实验分析之后认为，其主要是没有考虑压强传感器和注射器之间的软管中气体的体积，在分析后认为这一部分的体积应当是1cm3左右。通过对原本数据的修改，再次作P-1/V图像虽然也不完全通过原点，但是和之前相比与原点的距离更近。对此，便可以明确之前的猜想，同时也提高了学生对于实验中误差的理解与认识，提高学生实验能力。
五、 结语
综上所述，中学物理是一门基础性的课程，对于实验的误差分析在整个教学过程中的重要性相当明显，其不仅是一种科研探讨能力的培养措施，更是一种态度、精神的培养措施。在今后的物理教学过程中，不能忽略对于误差的分析，教师应当将误差本身作为实验中重要的教学因素之一，从而推动实验教学质量得到提高。
参考文献：
[1]吴永均.高中物理实验数据处理的教学现状与思考[J].中学物理教学参考，2016，17（8）：515-516.
[2]曹义才，赵乃虎.突出实验之根，彰显物理之本——2015年高考物理实验题赏析[J].中学物理教学参考，2015，23（11）：67-69.
[3]徐宾.用图像法分析系统误差的探究——以“测定电池的电动势和内阻”为例[J].中学物理教学参考，2015，13（10）：91-92.
[4]陈华强.追根溯源功夫在题外——2017年高考理综新课标卷Ⅱ物理第23题评析[J].中学物理教学参考，2017，22（13）：45-47.
作者简介：
黄首义，福建省三明市，尤溪五中。
关键词：中学物理；误差；教学帮助；提升
一、 引言
从实验的角度来说，误差的来源分为系统误差与偶然误差，这一种误差只能够尽可能控制到最低，但是无法消除。对此，误差本身是绝对存在的，对于误差的分析同样应当是物理实验教学中必然可以开展的内容，许多的重要发现都需要借助对误差的形成因素、误差大小等进行分析从而总结得出。对此，探讨误差分析对中学物理实驗教学的帮助和提升具备显著教育意义。
二、 借助误差分析，提高实验方案的理解
下面以平抛运动作为研究案例。在借助实验的方式探讨平抛运动的垂直方向运动是否为自由落体运动时，许多的学生都会提出关于“对比”的实验研究方式，也就是让两个相同质量的小球从同一个高度，分别做自由落体运动与平抛运动，并从看或听的方式对比两个小球哪一个先落地。但是，在开展这一个实验的过程中，有一些教师会使用平抛竖落仪有许多的演示实验中虽然学生认为听起来两个小球是同时落地，但是也会有学生认为好像不是同时落地，甚至有些学生听出落地时间存在明显差异。在课堂当中曾做过这样一个实验“让两个小球以1.5m的高度分别释放，但是释放时两个小球的高度差约为5cm，实验的结果仍然有学生认为是同时落地”。通过这一种简单的实验，便可以发现自由落体运动的规律虽然可以计算，但是两个小球仍然可能存在落地误差，导致实验的误差较为明显。对此，便可以让学生进行分析，探讨实验是否存在错误，如果不存在错误那么应当如何改进。通过讨论后，学生一致认同实验方式无错误，其主要问题在于通过听的方式无法做出准确的判断，仍然认同对比实验方式。对此，便需要对实验方案进行改变，在教师的引导之下，最终决定采用摄像机或频闪相机的方式进行观察，在科学手段之下最好的还原实验过程，让学生从画面的定格中明确实验结果，不仅提高实验严谨性，同时还可以间接提高学生对于实验的掌握、改进能力。
三、 通过误差分析，优化实验态度
下面以力的合成作为研究案例。在分析不在同一条直线上的两个力的合成规律的时候，一般是以尝试以虚线的方式将合力的箭头端分别和两个分力的箭头端连接起来，并从中进行探索和分析。在通过绘画之后，会得出一个较像平行四边形的图形，这也间接提示学生采用平行四边形的方式可以用于合力的求证。
在教学过程中，因为一般无法直接证明在连接线之后的图形是否是平行四边形，所以一般会提出让学生将两个分力以邻边的方式作平行四边形，并观察其所呈现的夹角线是否和合力相重合。但是，在实际的操作过程中发现两者之间仍然存在偏差，许多学生会下意识认为这一种偏差是误差，同时也有学生提出在连接线后所呈现的图形并不是平行四边形，对此，这也就提供了一个研究问题。对于这一现象，其主要有两种可能，一种是误差，另一种是本身就错误。如果是误差，便需要考虑系统误差或偶然误差，考虑到偶然误差的特征，先将学生划分为多个小组，并让一半的小组在实验当中确定两个分力的夹角成锐角，另一半的小组中两个分力的夹角为钝角，最终结果并不统一，有合力在对角线左侧的，同时也有右侧的。通过分组实验以及最终统计结果，最终提出关于力的合成可以遵循平行四边形法则，实验中的偏差现象是因为偶然误差而导致的，并且可以进一步地提出关于“科研人员在实验中会对误差实行定量分析，从而确定这一误差是否属于实验偶然误差，从而在下结论时更有确定性”。通过这样的教学，培养学生的实验态度，促使学生意识到任何简单实验都不能通过几次研究而直接获得结论，而是需要不断地尝试与探索才行。
四、 应用误差分析，使实验数据更加精确
下面以气体的等温变化为例进行探讨。在讨论到一定量气体的等温变化规律的过程中，当前许多的教师都是以开展DIS实验为主，气体的压强可以借助压强传感器的方式进行测量，气体本身的体积可以通过注射器当中的刻度直接度数。那么这也就形成一个问题，对于所采集到的数据，一般是以先作P-V的图像，之后结合P-V图像实行进一步的P和V的可能性关系，并再作P-1/V的图像验证猜想的关系。实验当中所作的P-1/V的图像一般在线性度方面比较高，但是不通过原点学生通过定性分析之后可以发现，在温度达到一定量时，如果1/V=0，那么V应当为无穷大，此时的气体已经相当稀薄，并且压强P应当为0。对此，实验当中P-1/V图像无法通过原点则应当是因为误差所导致的。在对整个实验分析之后认为，其主要是没有考虑压强传感器和注射器之间的软管中气体的体积，在分析后认为这一部分的体积应当是1cm3左右。通过对原本数据的修改，再次作P-1/V图像虽然也不完全通过原点，但是和之前相比与原点的距离更近。对此，便可以明确之前的猜想，同时也提高了学生对于实验中误差的理解与认识，提高学生实验能力。
五、 结语
综上所述，中学物理是一门基础性的课程，对于实验的误差分析在整个教学过程中的重要性相当明显，其不仅是一种科研探讨能力的培养措施，更是一种态度、精神的培养措施。在今后的物理教学过程中，不能忽略对于误差的分析，教师应当将误差本身作为实验中重要的教学因素之一，从而推动实验教学质量得到提高。
参考文献：
[1]吴永均.高中物理实验数据处理的教学现状与思考[J].中学物理教学参考，2016，17（8）：515-516.
[2]曹义才，赵乃虎.突出实验之根，彰显物理之本——2015年高考物理实验题赏析[J].中学物理教学参考，2015，23（11）：67-69.
[3]徐宾.用图像法分析系统误差的探究——以“测定电池的电动势和内阻”为例[J].中学物理教学参考，2015，13（10）：91-92.
[4]陈华强.追根溯源功夫在题外——2017年高考理综新课标卷Ⅱ物理第23题评析[J].中学物理教学参考，2017，22（13）：45-47.
作者简介：
黄首义，福建省三明市，尤溪五中。