轉換法在物理測量型實驗中的應用①

本文系南京市教育科學規劃研究課題“初中物理實驗教學中的科學方法教育實踐研究”(編號：LK0592)的成果.

魯佩用

(江蘇省南京市育英第二外國語學校，江蘇　南京　210044)

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轉換法在物理測量型實驗中的應用①

①本文系南京市教育科學規劃研究課題“初中物理實驗教學中的科學方法教育實踐研究”(編號：LK0592)的成果.

魯佩用

(江蘇省南京市育英第二外國語學校，江蘇南京210044)

摘要：課程標準強調實驗在物理教學中的作用，把“過程與方法”作為重要的課程目標.轉換法是一種重要的科學方法，轉換法在物理測量型實驗中有廣泛應用.

關鍵詞：中學物理；測量型實驗；轉換法

測量型實驗分直接測量型實驗和間接測量型實驗，間接測量型實驗根據待測物理量和其它物理量之間的關系，先測出關系式中其它各量，再算出待測量.間接測量要用到轉換法.物理測量型實驗中的轉換法主要有以下方面.

1轉換測量對象

間接測量中的轉換測量對象指某些量的測量對象不容易直接測量，而用測量具有相同效果的不同對象來替代.如用棉線測量地圖上鐵路線的長度，由于鐵路線的長度不方便直接測量，因此轉換成測量棉線的長度，由于兩者完全等效，因此該實驗應用的方法為等效轉換法.這樣的例子還有很多，如阿基米德利用等質量的金塊和皇冠排開水的體積，將測量皇冠的體積轉換成測量排開水的體積，從而判斷皇冠摻了假；聰明的曹沖利用等效轉換法稱出了大象的體重；在用電阻箱測量電阻的實驗中，用等效轉換法來測量未知電阻的阻值等.

2轉換測量工具

間接測量中的轉換測量工具指某些物理量不能用該工具完成測量任務或不是唯一的測量工具，而用具有相同效果的不同工具來替代測量.在測量乒乓球直徑的實驗中，可以用細線、筆和直尺測量，也可以如圖1所示，用刻度尺和直尺測量出乒乓球的直徑，轉換了測量工具.

圖1

3轉換測量的量

電學儀器的設計均是把待測量諸如電阻、電壓、頻率等轉化為電流的測量.如圖2所示，為自動測定油箱內油面高度的裝置，通過測量油量表(由電流表改裝而成)指針所指的刻度，就可以知道油箱內油面的高度.測量的量轉換法引申到科學技術中，就是信號轉換.遙控器是把電信號轉換為光信號；聲控開關把聲信號轉換為電信號；電子秤是把力信號轉換為電信號；酒精測試儀是把酒精濃度轉換為電信號等.自動化設備中核心元件幾乎都是傳感器，而傳感器的設計和制作就是用轉換測量物理量的方法，把非電學量轉換為便于測量的電學量.

圖2

由上面的分析可以看出，在實驗教學中蘊藏著大量轉換的科學方法，作為教師要讓學生領會轉換法的原理，學會該方法的操作過程，并能將該科學方法遷移到新知識的學習中，從而達到培養能力、提高科學素養的目的，有利于學生終生的發展.

參考文獻：

[1] 張憲魁.物理教育科學方法[M].青島:青島海洋大學出版社，2000.

[2] 魯佩用. 淺談物理科學方法在“透鏡”教學中的應用[J].物理教學探討,2014，(8).