由高考实验题数据合理性引发的思考

何淯鹛+叶建柱

摘 要：本文运用误差理论对某些高考试卷中物理实验试题的实验数据进行分析，指出其数据的不合理性.强调在中学阶段应规范学生的实验操作，培养学生科学收集数据的能力，以此提升学生的实验素质和科学素养，为未来从事更高级的科学研究奠定基础.

关键词：高考试卷；实验数据；物理实验；中学教学

电压表（内阻约为3kΩ），滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流为2A）

开关，导线若干.

某同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

（2）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已经标出了与测量数据相对应的四个点，请在下图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U﹣I图线，由图线得到金属丝的阻值Rx=Ω（保留两位有效数字）.

不必再多举例子了.以小见大，窥斑见豹，可以推知此种现象有一定的普遍性.

3.2 中学物理实验的要求

之所以存在上述情况，可能是由于很多老师认为中学生做物理实验不需要进行这么严格的要求.笔者认为，对中学生来说，关于物理实验误差理论确实不必要求太高，但是作为老师尤其是高考试卷的命题专家应该是了解的，我们不能把明知是不合理的数据呈现给学生.也许一开始，有些道理还不能跟学生讲得很清楚，但是我们必须一开始就让学生接触的是规范的东西.所以，即便学生对误差理论不需了解，但也要知道用電流表、电压表测量时应该尽量使测量值靠近量程，至少二分之一量程以上.中学物理实验要求学生能够正确使用电流表、电压表，包括如何接入电路、如何选择量程、如何读数等.选择量程的依据是什么，除了不能使测量值超出量程，还应该考虑使读数靠近量程.另外，作为教师，在选择如何给学生提供合适的实验器材，就需要用实验误差理论进行分析，尽量满足仪表读数要求，虽然这方面不要求学生了解.

实际上《普通高中物理课程标准》中对高中生物理实验能力的要求并不低，要求学生在“制定计划与设计实验”方面要“知道实验目的和已有条件，制定实验方案；尝试选择实验方法及所需要的装置与器材；考虑实验的变量及其控制方法；认识制定计划的作用.”在“进行实验与收集数据”方面要求“用多种方式收集数据；按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器；如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义；具有安全操作的意识；认识科学收集实验数据的重要性”.在科学实验中，数据的含义是深刻而广泛的，对物理学的发展起着重要的作用，它深刻地反应了物理世界的某些基本特征，规范，正确、真实的数据有助于揭示科学的真相，物理实验史上很多重大的实验发现都是存在于差别微乎其微的实验数据当中.科学地收集实验数据，一方面要求学生更准确地得到实验结果、减小实验误差，在未来学习甚至工作中进行专业实验时，能够科学地选取最有利的数据，帮助实验顺利完成，为科学研究奠定方法论基础；另一方面有助于培养学生的科学态度，拥有判断正误的能力，今后在数据面前懂得甄别筛选、敢于质疑.

3.3 对中学物理实验教学的建议

在物理实验教学中，应该在学生刚接触到实验伊始，就要培养其严谨的科学态度，这是实验教学在情感态度价值观维度上不可替代的作用.所以一开始就应该对学生有规范要求.能够讲明白道理的，应该让学生“知其然并且知其所以然”；暂时还不能讲清楚道理的，至少做到让学生“知其然”，等待日后进一步学习当中慢慢达到“知其所以然”.不能因为还讲不明白道理，就连规范要求也放弃了.初时让学生接触了不规范的东西，接受不规范的要求，养成不规范的习惯，等待日后再去纠正，这是不可取的.那样既是教育的浪费，也难以取得应有的效果，因为习惯养成后改之是很难的.

中学阶段的学生其实验能力总体不强，很多实验操作与数据处理停留于模仿阶段，教师的操作技能对学生的影响很大，教师怎么教，学生怎么做，不懂得其中缘由也不会提出质疑.而规范的实验操作是实验成功的前提，理科实验的特殊性更要求实验操作必须规范，包括仪器操作的规范，数据记录的规范，数据处理的规范，实验报告的规范等.因此，教师要在中学阶段就应该对学生的实验操作进行规范，教导正确的实验做法，帮助学生养成严谨的科学态度和良好的实验习惯，为未来的科研能力奠定基础.

参考文献：

[1]任惠娟. 电表读数的准确性探析[J]. 绵阳师范学院学报，2009，（05）：39-42.

[2]杨述武. 普通物理实验（二、电磁学部分）第三版[M]. 北京：高等教育出版社，2000：22-25.

[3]曾贻伟，龚德纯，王书颖，汪顺义. 普通物理实验教程[M].北京：北京大学出版社，1989：30.endprint