摘要:本文主要剖析了偏差理論的應用在中學數學實驗數據中的重要性,論述了偏差理論的具體應用實驗教學在物理中的應用,最后總結了結合偏差理論帶給化學實驗的作用,借以強化偏差理論在數學實驗數據中的應用,促使中學生對化學的真正認識和理解。
關鍵詞:中學數學實驗;數據處理;偏差理論;應用
一、誤差理論應用的重要性
首先,中學化學實驗中的實驗現象大多在生活中都有實際意義,是真實存在于現實生活中的,并且依然必須經過一些嚴謹的實驗才才能完成驗證。為了確保實驗的正確性,一般會采用大量的數據來證明,數據的可靠性必須達到一定的標準。但是在實驗過程中,因為一些不確定誘因的影響,往往會讓實驗的數據形成偏差,這些偏差一般是不可避開的,并且對于實驗又有一定的影響。為了讓實驗確切性更高,必須在確定實驗原理沒問題的情況下,科學地使用偏差理論的原理,來解決這個問題。在化學實驗中,偏差的存在有其必然性,而實驗者對偏差的剖析也是實驗的一個重要環節。其次,偏差理論作為中學考試的必考題目和重點題目,在化學實驗數據處理中有著重要作用。偏差理論和實驗數據處理屬于考試高頻考點,然而實驗數據處理相對而言不容易被忽略,雖然在課本中它是實實在在存在的理論知識,因而班主任對這方面的關注也更多,在平常的講課中指出的程度也比偏差理論更多。所以偏差理論常常容易被忽視,班主任在講解相關理論知識和題目時實驗教學在物理中的應用,對偏差理論知識一筆帶過,中學生把握得也不夠透徹,處于一個似懂非懂的狀態。因而當實驗過程中出現偏差時,中學生容易將偏差歸結到碰巧性的偏差和系統的偏差上,沒有深入研究和探求實驗真正存在的問題,對中學生學習化學實驗數據處理并沒有幫助,甚至會對實驗的過程和結果形成一些悲觀的影響。另外,小學數學學習階段,中學生對偏差的理解逗留在“誤差的存在是正常的,不須要對偏差進行研究和估算”,這些思維的結果是中學生對于偏差理論沒有進行定量剖析,因而將偏差理論和實驗數據理論分割開,實際上這兩者是緊密聯系的。此外,偏差理論實際上包含了許多化學實驗數據的處理方式,除了是對偏差的剖析,也有嚴密的法則便捷對數據進行處理,主要被廣泛應用于工業生產中。而在考慮和處理問題的方式中,偏差理論也經常被用到,尤其是處理中級數據,可見偏差理論與數學實驗數據處理有著不可分割的關系,合理、科學地運用偏差理論,才能在中學數學實驗數據處理中發揮重要的實質作用。
二、高中化學實驗數據處理中偏差理論的具體應用
(一)力的平行四邊形定則驗證實驗
力的平行四邊形定則驗證實驗,在小學階段是一項重要的基本實驗,在實驗過程中,須要獲得的是:兩個共點分力相同作用療效和實際的檢測數據的合力,是否和這兩個共點力建立的理論合力符合,兩個共點力應用的原理是平行四邊形定則。這個實驗涉及實驗的檢測數據和理論值之間的誤差,在合理的偏差范圍內,二者的合力相同,這么印證了平行四邊形的定則。這個實驗須要的材料有木板、橡皮、白紙等,原理是假如兩個斥力F1和F2的作用療效和一個力F的作用療效一樣,這么力F就是F1和F2的合力。實驗過程中,因為偏差的存在,因而F1和F2和合力F很難完全相同。中學生實驗過程中,數值甚至可能相差甚遠,此時班主任須要及時引導中學生,觀察實驗過程中的小細節,爭取將偏差降到最低,確保實驗的確切性,完成實驗的驗證過程。經過研究剖析,偏差的來源可能有以下三個方面:第一,運用平行四邊形的定則進行畫圖時,因為畫圖不確切形成的偏差;第二,彈簧測力計沒有調零;第三,在使用彈簧測力計時,彈簧機殼與紙張的磨擦以及彈簧與殼體的磨擦導致的偏差。
(二)探究勻變速直線運動的實驗
實驗中,勻變速直線運動涉及檢測加速度的方式,加速度是一個極為具象的概念,假如班主任簡單通過理論的教學,中學生不才能將其概念理解得很透徹。因而班主任可以通過直觀的方法進行實驗教學,如通過打點計時器和紙帶,將加速度轉化為較直觀和可以進行檢測的具體數值。在實驗過程中,班主任應當要引導中學生在加速度實驗設計中剖析偏差,選擇合適的實驗參數,進而減少偏差。偏差理論的應用在一定程度上還能培養中學生對待實驗嚴謹和悉心的心態。班主任在這個過程中,通過偏差理論教學,提升中學生剖析問題和偏差的能力。在勻變速直線運動實驗中,貨車帶著紙帶在軌道上做加速運動,穿過打點計時器會留下一連串的數據點。通過逐差法估算出面包車運動的加速度T是打點計數器的周期,為了讓中學生的數據處理更便捷,這兒一個周期為五個時間間隔。s1、s2、s3……是紙帶上相鄰的點的距離,中學生可以通過檢測得出相鄰距離。實驗的偏差主要有兩個部份:第一,檢測位移;第二,檢測時間。增加紙帶檢測的偏差,才能有效提升貨車加速度的確切性。
三、總結
綜上所述,偏差理論應當廣泛應用于中學數學實驗數據處理中,讓實驗的結果和過程愈發的合理化、科學化,確切性更高,讓中學生徹底明白偏差理論知識的概念,提高中學生剖析化學實驗數據的能力,增強中學生的處理數據的能力,在之后的相關實驗中也就能以嚴謹的心態對待化學。
參考文獻:
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