基于實(shí)驗(yàn)誤差分析的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

趙秀紹, 刁心宏, 莫林利, 胡文韜, 石鈺鋒

(1. 華東交通大學(xué) 江西省巖土工程基礎(chǔ)設(shè)施安全與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江西 南昌 330013； 2. 華東交通大學(xué) 軟件學(xué)院, 江西 南昌 330013)

1 誤差分析在人才能力培養(yǎng)中的重要地位

誤差分析及其數(shù)據(jù)處理在各行各業(yè)占據(jù)非常重要的地位,通過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差分析及其數(shù)據(jù)處理能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并提出問(wèn)題解決的方案[1]。由于學(xué)生的操作、儀器和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的差異,會(huì)出現(xiàn)各種各樣的實(shí)驗(yàn)誤差,因此有必要對(duì)誤差進(jìn)行系統(tǒng)分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差分析及其數(shù)據(jù)處理,可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察能力和思維能力,激發(fā)學(xué)生的求知欲、探究欲和創(chuàng)造欲[2]。通過(guò)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告復(fù)核，可以使學(xué)生進(jìn)一步鞏固理論基礎(chǔ)知識(shí)、自檢實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因、分析操作過(guò)程中失誤的地方,是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)[3-5]。

土力學(xué)是一門實(shí)踐性、經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的力學(xué)學(xué)科,其“感性”多于理性[6],很多基礎(chǔ)理論均來(lái)源于實(shí)驗(yàn)[7],要在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上趁熱打鐵,讓學(xué)生既掌握操作技巧,又掌握相關(guān)理論知識(shí)[8]。

2 誤差來(lái)源分析可增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握

誤差來(lái)源分析往往比做實(shí)驗(yàn)操作更能鍛煉學(xué)生的思維能力,是邏輯分析能力的體現(xiàn),相對(duì)實(shí)驗(yàn)操作本身更能訓(xùn)練學(xué)生的理性認(rèn)識(shí)。要合理分析誤差產(chǎn)生的原因,首先必須了解實(shí)驗(yàn)原理。例如土粒比重是土的3項(xiàng)基本指標(biāo)之一,需在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)定,是土力學(xué)必開(kāi)實(shí)驗(yàn)之一。該實(shí)驗(yàn)主要包括6個(gè)步驟:①查表或稱重得比重瓶質(zhì)量m瓶；②加入干燥土粒并稱得瓶土質(zhì)量m瓶土；③在電爐上進(jìn)行煮沸排氣1 h,實(shí)驗(yàn)時(shí)由于時(shí)間限制一般為20 min；④加水近滿至瓶口,放入恒溫水槽冷卻澄清20 min；⑤加滿水,擦干比重瓶外部的水,稱量瓶水土總質(zhì)量m瓶水土；⑥測(cè)定水溫。在實(shí)驗(yàn)完成后,學(xué)生僅需要把相關(guān)步驟實(shí)測(cè)的質(zhì)量指標(biāo)填入表1中,然后依據(jù)表中第3行指示的計(jì)算方法即可得土粒比重,無(wú)需知道實(shí)驗(yàn)的原理即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在教學(xué)和檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)發(fā)現(xiàn),許多學(xué)生測(cè)出的土粒比重已經(jīng)大大偏離了實(shí)際值2.7,但讓學(xué)生尋找誤差原因時(shí),學(xué)生卻無(wú)從下手。

表1 土粒比重實(shí)驗(yàn)計(jì)算表

2.1 實(shí)驗(yàn)原理分析

當(dāng)誤差(差錯(cuò))產(chǎn)生以后,并不是所有誤差原因均是學(xué)生操作不當(dāng),因此必須讓學(xué)生理解土粒比重實(shí)驗(yàn)的測(cè)試原理,掌握實(shí)驗(yàn)規(guī)范,分析誤差產(chǎn)生的原因。根據(jù)土粒比重的定義,土粒比重是土粒密度與4 ℃時(shí)水密度的比值,其表達(dá)式如式(1)所示。

(1)

(2)

即土粒比重在數(shù)值上與土粒密度相等(注:土粒比重?zé)o單位,而土粒密度單位為g/cm3)。為了測(cè)定土粒比重,實(shí)驗(yàn)室常采用如圖1所示原理進(jìn)行測(cè)定。

圖1 土粒比重實(shí)驗(yàn)原理

如圖1等式右邊分子部分為“m瓶土-m瓶”,剩余質(zhì)量就是干土粒的質(zhì)量ms；分母部分通過(guò)換算,剩余項(xiàng)是為土粒排出同體積水的質(zhì)量,mw/Gwt即為t溫度下土粒排開(kāi)水的體積Vw,此部分水的體積正是土顆粒排開(kāi)的,因此Vw=Vs,其計(jì)算原理與公式(2)對(duì)應(yīng)。

當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成后,可能產(chǎn)生或大或小的結(jié)果,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生誤差(或差錯(cuò))的原因。首先學(xué)生分析時(shí),要理解圖1所示的土粒比重的實(shí)驗(yàn)原理,可以從分子、分母2個(gè)方向考慮誤差的原因。

2.2 引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理分析誤差來(lái)源

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),大部分學(xué)生測(cè)試結(jié)果都偏小,應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后立即檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告,讓學(xué)生自己對(duì)產(chǎn)生誤差的環(huán)境進(jìn)行分析,查看實(shí)驗(yàn)原理圖,輔以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法規(guī)范的認(rèn)識(shí),有時(shí)效果要優(yōu)于讓學(xué)生重新做一遍實(shí)驗(yàn)。仍以土粒比重為例,可能引起土粒比重偏小的原因有:

(1) 煮沸步驟中搖動(dòng)比重瓶不及時(shí),土顆粒隨煮沸液溢出。土粒溢出很顯然會(huì)引起公式(2)中的ms減小,則Gs測(cè)試結(jié)果偏小。

(2) 煮沸時(shí)間偏短?！锻凉ぴ囼?yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50123—1999》和規(guī)定煮沸時(shí)間為1 h,但由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間限制,實(shí)驗(yàn)時(shí)僅煮沸20～30 min,導(dǎo)致煮沸不充分,土顆粒中的空氣沒(méi)有充分排出,致使分母部分土粒排出水的質(zhì)量偏大,即Vs偏大,根據(jù)公式(2),則會(huì)引起Gs偏小。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理對(duì)誤差進(jìn)行分析,不但加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí),同時(shí)也知道自己誤差的來(lái)源,同時(shí)對(duì)誤差做出分析并對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。如果是系統(tǒng)誤差，例如煮沸時(shí)間較短,是受實(shí)驗(yàn)時(shí)間限制引起的,如果學(xué)生能正常煮沸1 h,這個(gè)誤差是可以消除的,因此沒(méi)有必要重新做實(shí)驗(yàn)；如果是沒(méi)有稱量瓶塞,則可以把瓶塞烘干,把公式上下需要加瓶塞的質(zhì)量進(jìn)行疊加,則可以得出正確結(jié)果；如果是液體溢出引起的實(shí)驗(yàn)誤差,則需要重新做實(shí)驗(yàn),并加強(qiáng)動(dòng)手能力和操作技巧的訓(xùn)練。

3 誤差預(yù)判有利于操作能力的培養(yǎng)

在土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師不僅要求學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)條件的控制,正確地操作和測(cè)量,還要鼓勵(lì)學(xué)生站在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者的角度思考和分析有關(guān)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,并設(shè)法在實(shí)驗(yàn)中減少錯(cuò)誤操作,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸變被動(dòng)為主動(dòng),提高其動(dòng)手能力。要根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中所暴露的具體情況,結(jié)合土粒比重實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行分析預(yù)判,減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中犯錯(cuò)誤,增加實(shí)驗(yàn)的成功率。

土粒比重的重點(diǎn)就是利用土粒排開(kāi)水的體積來(lái)計(jì)算土粒的體積。目前土粒比重實(shí)驗(yàn)中以下方面容易產(chǎn)生操作上的失誤:

(1) 稱量m瓶土?xí)r,比重瓶與瓶塞沒(méi)有一起稱量,造成m瓶土質(zhì)量過(guò)小,同時(shí)引起m土過(guò)小。

(2) 在電爐上煮沸時(shí),由于沒(méi)有及時(shí)搖動(dòng)比重瓶,造成土液混合體沸騰溢出。

(3) 在稱量m瓶水土?xí)r,比重瓶表面的水分沒(méi)有擦拭干凈。

(4) 煮沸液體時(shí),瓶塞沒(méi)有拔下,造成液體噴涌。

(5) 使用電爐加熱煮沸時(shí),開(kāi)始采用大功率進(jìn)行加熱,目的是縮短加熱時(shí)間。如果沸騰后繼續(xù)使用大功率煮沸,則容易造成煮沸的液體溢出。

4 誤差設(shè)計(jì)加強(qiáng)分析能力的培養(yǎng)

土力學(xué)實(shí)驗(yàn)操作是幫助學(xué)生深刻理解知識(shí)、培養(yǎng)解決問(wèn)題能力必不可少的重要一環(huán)。如果僅僅滿足于讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程,而沒(méi)有充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)操作中蘊(yùn)含的思維因子,就會(huì)造成實(shí)驗(yàn)操作中思維環(huán)節(jié)的缺失[9]。強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的剖析和再認(rèn)識(shí),可以改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)流于形式、效率低下的弊端,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中求知?jiǎng)?wù)實(shí)的科學(xué)精神,切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)的實(shí)效,從而實(shí)現(xiàn)土力學(xué)教學(xué)的最優(yōu)化。

根據(jù)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)計(jì)初衷和知識(shí)目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)偏差進(jìn)一步將實(shí)驗(yàn)預(yù)期目標(biāo)明確化、具體化,引導(dǎo)學(xué)生將注意力集中到實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)上[10]。通過(guò)回顧與反思,在學(xué)生所經(jīng)歷的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)的各種信息進(jìn)行比對(duì)和思考,實(shí)現(xiàn)加深印象、突出重點(diǎn)的教學(xué)效果。

目前,實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)判的主要依據(jù)仍然是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正誤。以土粒比重為例,只要學(xué)生測(cè)定出了相關(guān)指標(biāo),填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)中的表格,根據(jù)表中的計(jì)算方法,很容易得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此教師僅對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出評(píng)判,則不可能引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的重視。

4.1 設(shè)計(jì)誤差環(huán)境加強(qiáng)學(xué)生的分析問(wèn)題能力

在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差環(huán)境,由淺入深,由容易出現(xiàn)的操作錯(cuò)誤入手,設(shè)計(jì)一些比重可能過(guò)大或過(guò)小的環(huán)境,讓學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理對(duì)原因進(jìn)行分析。例如在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)中設(shè)計(jì)簡(jiǎn)答題,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理對(duì)誤差原因進(jìn)行分析。

4.2 設(shè)計(jì)誤差數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生思維能力的鍛煉

誤差環(huán)境設(shè)計(jì)有時(shí)不太直觀,要通過(guò)邏輯推理來(lái)確定誤差的大小,部分學(xué)生難以確定誤差的偏大與偏小。此時(shí)可以設(shè)計(jì)一些誤差數(shù)據(jù),讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算對(duì)實(shí)驗(yàn)的偏差有直觀的認(rèn)識(shí)。

首先設(shè)計(jì)一組正確的數(shù)據(jù),然后根據(jù)實(shí)際的環(huán)境,讓學(xué)生通過(guò)正確的數(shù)據(jù)，計(jì)算由實(shí)際失誤操作引起的誤差,例如:誤差A(yù)，煮沸時(shí)土粒溢出,溢出土粒1.000 g；誤差B，由于煮沸時(shí)間不足,實(shí)驗(yàn)完成后測(cè)得m瓶水土比實(shí)際小0.231 g；誤差C，稱m瓶水土?xí)r,比重瓶外表沒(méi)有擦干凈,造成m瓶水土比實(shí)際多0.323 g；誤差D，在實(shí)驗(yàn)第6步,測(cè)量比重瓶里液體溫度時(shí),測(cè)定時(shí)間延遲,造成測(cè)定結(jié)果比實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度低了2 ℃；誤差E，測(cè)量m瓶土?xí)r,沒(méi)有稱取瓶塞的質(zhì)量6.561 g；誤差F，測(cè)量m瓶土和m瓶水土?xí)r,均沒(méi)有稱瓶塞的質(zhì)量6.561 g。

根據(jù)上面的誤差數(shù)據(jù)設(shè)計(jì),分析計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 誤差因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

注:m的單位為g,表中劃?rùn)M線的數(shù)據(jù)為誤差設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

對(duì)于誤差情況B、C、D,屬于單因素失誤,需要根據(jù)正確的數(shù)據(jù),把相應(yīng)的數(shù)據(jù)改成錯(cuò)誤的,則可以通過(guò)計(jì)算得出土粒比重,并與正確數(shù)據(jù)對(duì)比,得到誤差評(píng)價(jià)為偏小或偏大。對(duì)于情況E,僅在稱m瓶土?xí)r沒(méi)有稱瓶塞的質(zhì)量,則計(jì)算結(jié)果為負(fù),這是實(shí)驗(yàn)失誤,可以補(bǔ)稱m瓶塞質(zhì)量得到正確結(jié)果,實(shí)驗(yàn)無(wú)需重做。對(duì)于誤差情況A,液體溢出不但會(huì)引起m瓶土和m土減小1 g,且會(huì)影響m瓶水土的質(zhì)量,需要分析計(jì)算由于土粒溢出后換成同體積水的質(zhì)量:

m瓶水土2=m瓶水土1-1.000+1.000/2.691×0.997

(3)

根據(jù)式(3)可得溢出后m瓶水土質(zhì)量變?yōu)?43.330 g,求的結(jié)果為Gs=2.538,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)偏小。

對(duì)于誤差情況F,m瓶土與m瓶水土均沒(méi)有稱取瓶塞的質(zhì)量,此時(shí)代入公式計(jì)算可得實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重偏小,m瓶水土項(xiàng)中瓶塞所排開(kāi)水的體積無(wú)法修正,此種情況與情況A類似,均需要重新做實(shí)驗(yàn)。

通過(guò)上述的計(jì)算,學(xué)生可以直觀地判斷誤差A(yù)—F 6種情況下錯(cuò)誤操作對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。在誤差設(shè)計(jì)與問(wèn)題引導(dǎo)下,學(xué)生必須熟悉實(shí)驗(yàn)原理,并針對(duì)每一個(gè)誤差設(shè)計(jì)進(jìn)行針對(duì)性的分析,必要時(shí)做出一定的假設(shè),從而驗(yàn)證各因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,從而達(dá)到鍛煉學(xué)生思維能力和解決問(wèn)題能力的目的。

5 誤差分析教學(xué)法的應(yīng)用效果

傳統(tǒng)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)分依賴于《土力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》,而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主要是從《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》摘錄而來(lái),因此,大部分學(xué)生反映指導(dǎo)書過(guò)于條框，生硬、抽象、晦澀難懂,由此降低了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的積極性[11]。多數(shù)學(xué)生表示依賴實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書是“照葫蘆畫瓢”,因此,對(duì)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)、原理沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)。

5.1 以誤差分析為中心,采用多種教學(xué)手段

在土力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中采用了提問(wèn)式、啟發(fā)式、討論式和研究式等多種教學(xué)手段,在教學(xué)模式上按教學(xué)內(nèi)容和誤差分析分為操作教學(xué)和理論分析2個(gè)階段。第一階段,訓(xùn)練基本實(shí)驗(yàn)技能,讓學(xué)生先掌握土力學(xué)特有的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。在教師的指導(dǎo)下,通過(guò)多媒體、演示等教學(xué)手段,讓學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)內(nèi)容獨(dú)立完成,使學(xué)生掌握土力學(xué)實(shí)驗(yàn)最基本的實(shí)驗(yàn)操作技能,同時(shí)熟悉各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)規(guī)程和規(guī)范化要求。第二階段,強(qiáng)化綜合能力與思維能力的培養(yǎng),主要是在實(shí)驗(yàn)操作與記錄的基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差分析、實(shí)驗(yàn)誤差設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)誤差預(yù)判等環(huán)節(jié),進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生思維能力培養(yǎng),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論的掌握,為將來(lái)科研奠定基礎(chǔ)。

5.2 減少了學(xué)生的依賴性

由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)套數(shù)限制,土力學(xué)實(shí)驗(yàn)均為分組進(jìn)行,對(duì)于30人的標(biāo)準(zhǔn)班級(jí),一般分為8～10組。分組造成了不愿動(dòng)手的學(xué)生依賴動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生,部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中存在“看熱鬧”現(xiàn)象。學(xué)生課后的反饋表明,每個(gè)實(shí)驗(yàn)均親自動(dòng)手操作過(guò)儀器和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的學(xué)生僅占很少部分,而從未動(dòng)手操作過(guò)儀器和計(jì)算的也大有人在。對(duì)此,教師除了過(guò)程控制外,可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)誤差,讓學(xué)生對(duì)誤差產(chǎn)生的原理及可能產(chǎn)生誤差的步驟進(jìn)行分析,加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)。如果學(xué)生沒(méi)有參與實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,則其對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析也是淺顯的,甚至對(duì)誤差基本無(wú)知。

5.3 提高了學(xué)生的參與度

除了土粒比重實(shí)驗(yàn),在土力學(xué)其他實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,也制定了誤差原因分析、誤差設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行獨(dú)立的考核。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、誤差原理分析、誤差問(wèn)題引導(dǎo)、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié),觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中土的各種現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)土的各種特性,養(yǎng)成獨(dú)立思考結(jié)合理論學(xué)習(xí)的習(xí)慣,了解測(cè)試指標(biāo)在工程中的應(yīng)用。通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),熟悉各種土工實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的原理,掌握實(shí)驗(yàn)技巧,增加工程實(shí)踐能力[12]。對(duì)實(shí)驗(yàn)資料、誤差數(shù)據(jù)的分析整理,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)參與度與學(xué)習(xí)興趣,根據(jù)近2年的調(diào)查,學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度提高較大。

5.4 實(shí)驗(yàn)考核效果

實(shí)驗(yàn)原理與誤差分析考試是對(duì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的一個(gè)重要途徑[13],從2015年和2016年的土力學(xué)期末考試中可以看出,通過(guò)誤差原理教學(xué)改革,優(yōu)秀率提高了14.5%,良好率提高了4.8%,不及格人數(shù)下降了9.2%。數(shù)據(jù)說(shuō)明，通過(guò)誤差分析教學(xué)法達(dá)到了提高學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理及誤差分析能力的目的。

6 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與輔導(dǎo)中,教師要不斷引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)分析解決實(shí)驗(yàn)中遇到的各種誤差問(wèn)題,擴(kuò)展其思路,培養(yǎng)其探索和創(chuàng)新精神。事實(shí)表明,只有在積極思考中才會(huì)真正掌握知識(shí),形成自己的能力。通過(guò)誤差分析法實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,可以得出如下結(jié)論:

(1) 誤差分析有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握,基本可以杜絕“轉(zhuǎn)身忘”的情況。

(2) 誤差預(yù)判+實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制,可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相應(yīng)步驟的注重,增加實(shí)驗(yàn)成功的概率。

(3) 誤差設(shè)計(jì)與問(wèn)題引導(dǎo)可促使學(xué)生對(duì)各種信息進(jìn)行對(duì)比和思考,實(shí)現(xiàn)思維能力、邏輯推理能力培養(yǎng),特別是誤差數(shù)據(jù)驗(yàn)證環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)到各因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

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