转换法在物理测量型实验中的应用①

本文系南京市教育科学规划研究课题“初中物理实验教学中的科学方法教育实践研究”(编号：LK0592)的成果.

鲁佩用

(江苏省南京市育英第二外国语学校，江苏　南京　210044)



转换法在物理测量型实验中的应用①

①本文系南京市教育科学规划研究课题“初中物理实验教学中的科学方法教育实践研究”(编号：LK0592)的成果.

鲁佩用

(江苏省南京市育英第二外国语学校，江苏南京210044)

摘要：课程标准强调实验在物理教学中的作用，把“过程与方法”作为重要的课程目标.转换法是一种重要的科学方法，转换法在物理测量型实验中有广泛应用.

关键词：中学物理；测量型实验；转换法

测量型实验分直接测量型实验和间接测量型实验，间接测量型实验根据待测物理量和其它物理量之间的关系，先测出关系式中其它各量，再算出待测量.间接测量要用到转换法.物理测量型实验中的转换法主要有以下方面.

1转换测量对象

间接测量中的转换测量对象指某些量的测量对象不容易直接测量，而用测量具有相同效果的不同对象来替代.如用棉线测量地图上铁路线的长度，由于铁路线的长度不方便直接测量，因此转换成测量棉线的长度，由于两者完全等效，因此该实验应用的方法为等效转换法.这样的例子还有很多，如阿基米德利用等质量的金块和皇冠排开水的体积，将测量皇冠的体积转换成测量排开水的体积，从而判断皇冠掺了假；聪明的曹冲利用等效转换法称出了大象的体重；在用电阻箱测量电阻的实验中，用等效转换法来测量未知电阻的阻值等.

2转换测量工具

间接测量中的转换测量工具指某些物理量不能用该工具完成测量任务或不是唯一的测量工具，而用具有相同效果的不同工具来替代测量.在测量乒乓球直径的实验中，可以用细线、笔和直尺测量，也可以如图1所示，用刻度尺和直尺测量出乒乓球的直径，转换了测量工具.

图1

3转换测量的量

电学仪器的设计均是把待测量诸如电阻、电压、频率等转化为电流的测量.如图2所示，为自动测定油箱内油面高度的装置，通过测量油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度.测量的量转换法引申到科学技术中，就是信号转换.遥控器是把电信号转换为光信号；声控开关把声信号转换为电信号；电子秤是把力信号转换为电信号；酒精测试仪是把酒精浓度转换为电信号等.自动化设备中核心元件几乎都是传感器，而传感器的设计和制作就是用转换测量物理量的方法，把非电学量转换为便于测量的电学量.

图2

由上面的分析可以看出，在实验教学中蕴藏着大量转换的科学方法，作为教师要让学生领会转换法的原理，学会该方法的操作过程，并能将该科学方法迁移到新知识的学习中，从而达到培养能力、提高科学素养的目的，有利于学生终生的发展.

参考文献：

[1] 张宪魁.物理教育科学方法[M].青岛:青岛海洋大学出版社，2000.

[2] 鲁佩用. 浅谈物理科学方法在“透镜”教学中的应用[J].物理教学探讨,2014，(8).