物理实验论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇物理实验论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

2、仿真技术在医用物理实验教学中的应用及优势

2.1仿真技术改变以教师为中心的“填鸭式”教学模式

随着计算机和网络的普及，将计算机仿真实验软件放入校园网络或计算机实验室中，能使实验教学走出课堂，在时间和空间上得到延伸。由于仿真软件的可视性和可操作性，学生可以提前结合实验教科书进行预习、学习和探究，大大激发了学生探索和创新的兴趣。到上实验课时，学生不再被迫接受“填鸭式”灌输，而是主动提出问题和想法，并在实验过程中予以解决和验证。

2.2仿真技术增加了合理的实验内容

2005年，我校购买了中国科技大学的大学物理仿真实验软件，此软件包含了大量的基础物理实验，其中核磁共振、原子光谱分析、核衰变的统计等实验，解决了由于资金不足无法开设和现代医学相关的近代物理实验的问题，开阔了学生的视野，使学生进一步认识到物理学的重要性，提高了学生学习物理学的热情。除此之外，该套软件里的分光计实验、偏振光的研究等降低了光学实验调节步骤的复杂性，节约了购买昂贵光学仪器的费用。

2.3仿真技术缓解了实验场地不足的情况

由于学校扩招，学生人数大量增加，导致实验场地不足。引入仿真软件，再结合学校机房的计算机就可缓解实验场地不足的情况。由于学校机房的计算机数量较多，学生可以每人一台，这样就解决了多人共用一台实验仪器的问题，使每位学生都参与到实验的过程中。

篇（2）

很多教师依然采取传统的填鸭式的教学方法，根本不重视实验教学，认为只要学生会动笔做实验课的考题就可以了，不是在实验课上下功夫，而是在研究考题上下功夫．经笔者走访发现，很多苏北的农村物理教师对实验教学认识不够，甚至认为讲实验比带着学生做实验更重要，认为做实验会浪费课堂时间．另外，很多教师在自己的学生时代就没有做过实验，现在也没有做实验的经验，对自己能不能做出书上的实验效果不自信，导致很多农村教师不愿做实验，更不要说是上实验课了．因此，很多农村的物理教学难以达到预期的目标，妨碍了创新能力人才的培养．

2．教学模式陈旧

很多教师对物理实验教学的认识不到位，在教学过程中很难对实验教学下功夫．一些教师在实验课教学上用的精力很少，教学方式单一而且枯燥，导致的结果是教师不想教，学生不想学，上实验课变成了实现完成新课程标准规定的任务，很难引导学生去主动学习，难以发挥学生的积极性和主动性．有些教师在做实验课时担心学生在规定的时间内完不成任务，不给学生想象和理解的空间，甚至剥夺了学生动手和创新的机会，学生的能力当然得不到提高．另外，由于学校的器材不够，做实验时只能分组进行，导致很多学生没有亲自动手有机会，最后只能问问别人得出的数据是多少，然后根据数据伪造实验过程，根本达不到实验教学的效果．

二、对苏北农村物理实验教学的思考

1．加大苏北地区农村物理实验教学投入力度

一方面教育主管部门要高度重视，给农村中学提供相应的实验器材，在种类上要补够，在数量上要补足．另一方面，由于受到经费等各面条件的限制和制约，在短期内农村中学的教学条件很难和城市相提并论，为了弥补这一不足，可以让学生自己动手，制作一些简单的实验工具．如在学习弹力时可以让学生去做弹簧计，学习重力时可以让学生去做不倒翁，通过这种方式可以加深学生对弹力和重力的理解，也可以培养学生的动手和创新能力，激发学生学习物理的热情．

2．对苏北农村地区的物理教师进行系统培训

世界在不断地发生变化，教学模式也应该随着时代的变化而变化，不能跟上时代变革的步伐迟早会被时代所淘汰．初中物理教师也要不断地学习，主动转变教学模式，对实验教学要有钻研和创新精神，要主动对实验教学进行研究和提高．另一方面，上级管部门对此要加强培养，给农村中学教师创造学习和进修的机会，定期对中学教师进行培训，让其接受新的教育理念，拥有新的教育思想．针对农村初中物理实验教学的薄弱环节，要加强引导，对教师实验教学要定期考核．

3．改革实验考核力度

在物理课程考试中，目前重点是关注学生对实验过程理论上的情况，对学生真正的动手能力不从考察，这种考察方式难以考出学生的基本技能．很多学生在教师对实验题研究的基础上，逐渐掌握了解题技巧，但真正动起手来却不知所措，纸上谈兵的现象非常严重．因此，对初中实验课考察要改变传统的考察方式，要重点考察学生的动手能力和创新能力，要把理论考试和实验操作结合起来，这样才能考察出学生的整体素质，才能督促教师重视初中物理的实验教学，才能为学生进一步深造打下坚实的基础．

篇（3）

早检测论文早检测论文2013-10-1002：16：13

国家标准的论文格式

1987年，我国出台了《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》，把论文的编写格式分为四大部分：即前置部分、主体部分、附录部分和结尾部分。

前置部分：

封面。封面二（学术论文不需要）；题名页；序或前言（需要时）；摘要；关键词；目次页（必要时）；插图和附表清单（必要时）；符号、标志、缩略语、首字母缩写、单位、术语、名词等；注释表。

主体部分：引言-1

正文-2

2.1

2.2

2.2.1

2.2.2

图1（或图2.1）

图2

表1（或表2.1）

结论

致谢

参考文献表

附录部分：（必要时）

附录A

附录B

B.1

B.1.1

B.2

图B1

表B1

结尾部分：（必要时）可供参考的文献题录；索引；封三、封底。

毕业论文的通用格式

对于毕业论文的格式，尽管每个学校的要求不同，文理科也有差异，但我们认为毕业论文至少有两个部分。

前置部分：封面、目录、写作提纲、标题、署名、摘要、关键词。

主体部分：绪论

本论

一、

二、

（一）

（二）

1.

2.

(1)

(2)

结论

致谢

注释（必要时），参考文献

参考范文：

大学物理实验信息化教学与物理实验教学方法的研究

摘要：信息技术将人类从形式化的脑力劳动中解放出来，为培养创新人才提供了任何时代都无可比拟的优越条件，作为教育工作者必须充分利用时代给予我们的优越条件，出色地完成时代赋予我们培养创新人才的历史使命。围绕培养学生的实践能力和创新能力，本文阐述了对以学生为主体、教师为主导的教学方法的研究及应用信息技术建立学生自主学习的网络环境和丰富的网络教学资源，营造教学互动的信息化平台，创造多元化教学模式的研究与教学实践。

关键词：大学物理实验；信息化教学；多元化教学模式；教学方法

一、信息化教学在大学物理实验中的作用和意义

20世纪末以数字化为核心的信息技术的高度发展，预示人类在本世纪又将经历一次重大变革。如果说19世纪的工业革命使人类从依靠体力的劳动中摆脱出来，那么今天的信息革命将使人类社会从繁杂的形式化脑力劳动中解放出来。大规模的记忆容量，亿次计算机的运算速度，互联网的交互管理能力，各种智能数据库、CAD等应用软件的功能，以及它们的准确性都是人脑所不能比拟的。21世纪人类对待这类脑力劳动将如同操纵机器完成体力劳动一样简单。也就是说在信息化时代，脑力劳动性质正在发生着深刻的变化。站在这个角度来思考，对未来科技人才的培养应着重探索、创新和开发方面能力的培养。信息时代需要大批有实践能力、创新能力的优秀人才，同时信息技术将人类从形式化的脑力劳动中解放出来，引发了信息化教育，为培养创新人才提供了任何时代都无可比拟的优越条件，作为教育工作者必须充分利用时代给予我们的优越条件，出色地完成时代赋予我们培养创新人才的历史使命。

物理实验是物理学的基础，大学物理实验反映了理工科及各个学科科学实验的共性和普遍性的问题。在培养学生严谨的科学思维、创新能力，培养学生理论联系实际，特别是与科学技术发展相适应的综合能力，以适应科技发展与社会进步对人才需求方面有着不可替代的作用。

近10多年来，围绕着培养具有实践能力、创新思维和创新能力的高素质人才，我校以教育部世界银行贷款项目、创建国家名牌课程、“985工程”、“211工程”教育部理工科基地建设、国家级精品课程建设、国家级实验教学示范中心等项目为依托，全面进行了实验课程体系、教学内容、教学方法、教学模式等方面的改革，在多年的教学实践中产生了教学理念先进，教学内容丰富，教学条件优良的优秀教学成果。学校实验教学硬件设备、实验室条件也发生了大幅度、跨世纪的改观，由过去的教学弱点转变为教学改革中的亮点。

当前如何进一步更新教育理念，深入进行教学改革；如何进一步巩固和用好已取得的成果，是目前我们面临的又一课题。尤其在实验教学师资队伍正在进行新老交替的今天，该课题显得更加重要。

我们认为实验教学方法的研究，尤其是如何真正在教学实践中实现以教师为主导、以学生为主体的教学方法研究是巩固十多年来的教学改革成果、进一步深入进行教学改革的重要内容和举措，也是实现教学目标的重要保证。

长期以来，我们的理工科教学，特别是物理实验教学长期受到教学环境和师资水平的限制，因袭多年的传统教学模式，客观上引导学生向形式化、记忆型方式学习，制约了学生的创新能力及科学素质的形成；近几年来我国面临高等教育从精英教育到大众教育的转变，学校扩大招生和培养学生实践能力和创新能力的教学目标都需要大量优秀的教育资源。优秀教育资源的缺乏成为严重困扰教学质量的难题，成为教学改革发展的瓶颈。针对上述问题，我们在大学物理实验课程体系、教学内容、教学方法和教学模式等方面进行了改革，并取得了显著成效。在此基础上，近几年来，我们以大学物理实验国家级精品课程网络资源建设为平台，运用信息化教育思想和技术进一步研究以学生为主体、教师为主导的教学方法，改革实验中的“模仿型”教学，建设丰富的优秀的网络教学资源，创造培养创新人才的新的教学模式、教学方法、教学环境，在教学实践中取得了很好的教学效果。

二、以学生为主体、教师为主导的物理实验教学方法的研究与实践

1、注重实验教学过程，激发学生的学习兴趣，引导学生在教学过程中积极思考

实验教学中获得实验数据，是实验课的必然结果，也是在实验课教学中师生都十分重视的重要环节，相对而言，对实验教学过程重视不够。从培养学生的素质和能力的角度来看，实验的教学过程非常重要。实验课的教学过程是提高学生知识，能力和素质的过程，也是正确获得实验科学数据的重要保证。

实验教学过程中的第一步，是引导学生读懂实验的原理、设计思想、实验方法及实验仪器的结构和运行机理等基本知识，只有这样，他们才能在实验教学课堂中积极思考，主动投入，发挥他们在实验教学中的主体作用，这也是实验课成败的关键。实验教学与课堂教学的知识密切相关，但是它们之间往往又没有直接一一对应的关系。在实验教学中，往往一个实验要用到几个学科领域的知识点，并且更加强调实验的方法和知识的综合应用，如何引导学生学会综合应用已学过的知识，并在此基础上学会新知识、新方法，这是实验教学中的重要环节，也是物理实验课教学中的难点。

我们在实验教学中，以实验方法为主线，应用精品课程丰富的网络资源，将学生已学过的知识作为切入点，采用研讨的方法引导学生学会读懂物理实验的原理，理解物理实验设计思想、实验方法，掌握物理实验的实验技能，有效地激发了他们的学习热情，实验教学实践中出现了学生主动参与，积极思考，勇于创新的热烈场面。

2、注重实验的设计性、研究性、开放性

实验的设计性、研究性、开放性是实验的教学方法的重要表现形式，同一个实验，同样的教学设备会因为教学方法的不同而产生不同的教学效果。传统教学模式常常是以教师为主体，学生照葫芦画瓢，抑制了学生主动性的发挥，使得本来就有限的教学资源没有发挥出最好的教学效果。注重实验的设计性、开放性、研究性是在在教学过程中真正实施以学生为主体、教师为主导的教学方法的具体体现，并能充分用好已有的硬件和软件教学资源。

开设设计性实验时，由教师给定的实验题目、实验要求及可供学生选择的实验条件，由学生自己提出设计思想、拟定实验方案，选择测量仪器、确定实验条件、实验参数，并基本独立完成实验的全过程。

开设研究性实验时，教师组织若干个基础物理实验涉及领域的课题，以科研方式组织教学。学生在通过查阅资料理解相关领域的基本知识、基本方法及其应用的基础上，在教师指导下确定研究课题或研究内容、设计实验方案、完成实验、最后写出研究性小论文等。研究性实验可以学生个体或团队的形式进行。

实验的开放性，是指实验的内容、时间和空间对学生开放。上述设计性、研究性实验内容和题目由学生自命题或部分自命题，由教师审核命题，并指导学生完成实验。

我校注重实验的设计性、研究性、开放性。在每一学期物理实验中都安排有设计性或研究性实验内容。设计性、研究性、开放性实验为学生提供了自主、创新学习的平台。学生在设计性、研究性、开放性实验中，积极思考，主动学习，找到了自己在实验教学中应有的主置，并从实验教学中获得了成就感、满足感。设计性、研究性、开放性实验在启发学生的创新思维、培养他们的创新能力方面发挥了很好的作用。

三、建设精品课程丰富的网络资源系统

营造培养学生创新能力的信息化物理实验教学环境

1、建立精品课程丰富的网络资源，营造教学互动的信息化平台

根据教育部有关文件精神，国家级精品课程，应是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程；应建立一个优质的课程资源体系和网络共享平台。

我们认为，国家级精品课程的优质网络资源体系建设是精品课程建设的重要方面。精品课程的网络资源系统必须能反映大学物理实验课程建设的先进理念、课程的体系、内容和教学方法；提炼物理实验课程的基本知识，基本思想和基本方法；体现先进的科学思想、科学方法和科学成果；提供学生独立思考、主动学习的平台和师生交互的平台。

我校大学物理实验精品课程网络资源系统综合了几十年来我校物理实验课程的优秀教学资源；融合了10多年来实验教学改革的新思想、新成果；反映了与实验教学相关联的现代科学技术的新思想、新方法；并不断提高实验的开放性、教学的交互性，满足了各层次学生学习的主动性。

我校大学物理实验精品课程网络资源系统按照大学物理实验课程的新体系提炼了实验课的教学大纲、实验的教案、实验的重点、难点、仪器的原理、结构、运行机理，使用方法和常见故障分析等指导信息；围绕学生实验课程的知识点提供了系统的网上讲座，以便学生从看起来零散的各个实验中，系统地领悟实验的思想、方法、技术和应用；为拓宽学生的知识面，围绕现代物理技术类实验和研究型实验提供了系统的网上现代物理技术讲座。目前我校大学物理实验国家级精品课程网络资源系统已包括4个学期，224学时，78个实验的授课教案和100多个实验的习题；由物理学史，物理实验方法，不确定度和数据处理方法，力、热、电、光学量的测量方法与应用，现代物理技术讲座等内容组成的28讲物理实验系列讲座；力、热、电、光、近代物理实验等各类常用仪器的仪器库，其中包括仪器的实物照片、内部结构、运行机理及使用指导等。为便于学生在教师指导下学习，资源库系统具有很强的交互功能和扩充功能。任课教师可以根据教学需要，在资源库系统中动态更新自己的教案，引导学生学会读懂实验，指导学生建立实验教科书与实验室实物仪器之间的联系，激发他们的学习热情，提高他们自主学习的能力。在几年的教学实践中产生了良好的教学效果，一批学生的优秀教学实践论文脱颖而出。目前在我校大学物理实验精品课程网络资源系统中精选了40篇学生的代表作。

2、建设基于web的远程仿真实验系统，营造多元化教学模式

物理学是以实验为基础的学科，物理实验教学对培养学生创新思维和实践能力以及对物理理论的理解将起到不可替代的作用。但是，在实际教学中，由于受到时间和空间的限制，在有限的学时内，要学生完全理解实验原理和仪器的运行机理，满足学生自己选择参数设计实验，或进一步做研究性实验内容的强烈欲望，有一定困难。学生往往在教师设定好的参数和步骤中完成实验的内容，这个过程中学生缺乏思考，很多是盲目操作走了过场，这样实际上把物理实验教学变成了一种呆板式的模仿型教学。要改变这种状态，就要发挥信息化教育的优势与实际实验的教学模式相结合，创新教学模式来解决。

由我校研制，高等教育出版社1996年出版的《大学物理仿真实验》就是一个具有代表性的创新媒体，是国际上第一套实验教学软件。它利用软件建模设计虚拟仪器，建立虚拟实验环境，学生可在这个环境中自行设计实验方案、拟定实验参数、操作仪器，模拟真实的实验过程，深化理解物理知识。《大学物理仿真实验》可用于学生预习、复习以及自学物理实验，营造了学生自主学习的环境和与真实实验相结合的二段式、三段式教学模式，并使实验教学在空间和时间上得到延伸。在此基础上，1999年以来建设在校园网上的虚拟实验远程教学系统进一步营造了多元化的物理实验教学环境和学生自主学习的平台。目前虚拟实验远程教学系统已包括力、热、电、光、近代物理实验在内的56个大学物理仿真实验，多年来在开设网上实验选修课、网上实验辅导课、强化师生间的交互，激发学生的主动性和学习热情，提高教学水平等方面发挥了很好的作用。

大学物理仿真实验软件是不断发展的教学媒体，它的动态更新、动态和维护是教学实践中迫切需要解决的问题。传统的教学软件方式是用光盘等硬拷贝模式，常常存在着升级和维护困难等问题。为此，近年来我们研究了基于web的大学物理仿真实验系统，用户无须手动安装仿真实验软件程序，只需通过浏览器就可实现仿真实验等各种类型教学软件的自动下载、更新、运行。基于web的大学物理仿真实验系统更方便更广泛地为学生提供了自主学习的平台、不断更新的优秀教学资源。同时也为解决由于扩大招生、培养学生创新能力需要增加的教学资源的问题提供了解决的途径。

3、建立网络选课系统，教学交互系统，管理系统，实现全方位开放的教学模式

开放性教学模式是满足学生个性化教学的模式。在开放实验室，学生可利用实验室提供的设备，在教师指导下，自己设立实验题目、设计实验方案完成实验，因此它能有效地满足学生求知、探索和创新的欲望，有效地培养学生的创新思维与创新能力，因此我们非常注重实验教学的开放模式。

为了对大面积学生实现在时间、空间、内容上的开放教学，我们建立了网络选课系统、教学交互系统和教学管理系统，并在2个学期内，对2800名学生开设的开放性实验教学中发挥了很好的作用。

4、建设《大学物理实验》(第二版)和立体化教材教材是教学的依据，它反映了教学思想、教学目标、教学内容和教学方法。由我校编写，高等教育出版社于2005年11月至2006年6月陆续出版的面向21世纪教材，《大学物理实验》(一、二、三、四册)(第二版)在第一版的基础上，融进了我校近几年来在教学、科研中积累的科学思想、科学方法、教学思想和教学成果。在反映我校大学物理实验教学的新体系、新内容的基础上，对教材中的大多数实验增加了设计性内容或研究性内容、研究型课题；并配有基于web的大学物理仿真实验系统、大学物理实验资源系统等。应用信息技术建设了体系新颖、内容丰富、适应于各专业、各层次学生多元化教学模式的立体化教材。

四、结束语

20世纪末以来以数字化为核心的信息技术的高度发展，带动了信息化教育的发展，营造了信息时代培养创新人才的崭新的教学环境、教学模式，教学方法，在教学中正在发挥着任何时代无与伦比的作用。任重而道远，如何进一步融合传统教育与信息化教育，培养出合格的新世纪创新人才是我们必须不断面对的课题，我们将为此坚持不懈地努力。

[责任编辑：文和平]

篇（4）

声音是一种机械振动，它是一种可在特定媒介中传播的机械波．而乐音是一种有别于噪音的特殊声音，它经常是悦耳的，当然可作为一种信号被感知．它可发自一个腔体，这个腔体可以是动物的喉咙，也可以来自乐器，如管乐或弦乐器等．

要让学生看到不同声音的差别，包括不同乐器发出乐音的音色差异，了解乐音悦耳的原理，理解其组合在一起的和谐原理．感受分辨这些信息，需要借助声音探测器（如麦克）以及显示装置（如示波器）等．因此这个实验的核心目的之一就是让学生了解示波器的功能并有机会接触虚拟仪器．但仅仅了解示波器等装置是不够的，其目的之二是借助示波器通过观察和测量了解乐音和噪音的差异，了解乐音的构成要素，如响度、音色、音调高低、时长与观测声音信号的强度、波形、周期和频率与持续时间等量的对应性．目的三是研究不同乐音之间的关系．比如一个有八度差异的高低不同的同一个音的频率关系，如Do和高音Do，研究一个八度各音阶的频率关系．目的四是在时域分析之外引入频域（频谱）分析的概念，探究乐音悦耳的原理，以及多个特定乐音组合（如和弦）让人感到和谐动听的原因．最后让学生了解“三分损益”方法来制作发音排箫，以及验证“十二平均率”，进而让学生了解音乐与数学的科学关系，体会中国古人对世界音乐文明做出的了不起的贡献，以期增加学生们兴致及民族自豪感和自信心，这是相当重要的．

2大学文科实验仪器与装置

实验硬件将由发声部分、接收部分、显示分析部分组成．发声部分可以是真实乐器（笛箫、小提琴、二胡等），也可以是电子琴（可以模仿若干种类的音色）；还可以是自制发音腔管，其腔长可调控，如用试管注以不同水位吹响可发出音响，还可以是软管；可以是自制的带移动琴码的单弦琴，其弦可调控松紧控制发声频率．可用声频信号发生器将信号经功放后由音箱放出，信号可直接接入后续的接收单元，以显示与分析信号的特性．在接收部分，发出的声音可由麦克接收转变成电信号，可考虑使用计算机用的微型麦克接入带声卡的计算机．

显示和分析部分的功能可由示波器或计算机来实现．乐音信号可在时域和频域被展示出来，即可以得到如波形、强度、主周期或频率的时域信息，也可以得到频谱成分强弱分布的频域信息．用计算机编制的特殊界面，如LabVIEW界面（其实例见图1），可实现乐音的显示与分析．我们可以分析录制的波形文件，也可以直接分析采样接收即时的声音信号．总之实验需要乐器、模拟电子琴、琴弦、腔管、声频信号发生器、耳麦、有源音箱、示波器、计算机（配有声卡和LabVIEW软件）等硬件设备即可开设该课程．过去书本中枯燥的示波器的应用实验被巧妙地融到该实验之中［3］，同时先进的计算机虚拟仪器技术（用LabVIEW实现）也被学生接触到了．事实上学生在实验中不会再感到枯燥乏味了．

3实验内容

在教学课件的设计中，不同以往先给出原理，再列出实验步骤，给出实验要求和问题讨论等讲义写法，为了让学生感兴趣主动思考并查阅知识，在指导书上先预设了若干个引子，之后才提出了一些问题供学生思考，并在适当的位置给出提示和知识点讲解，或者先提出适当开放的问题鼓励学生预习时上网预先查询，或上课时利用实验室开放的Wifi环境即时上网，以期让学生养成了主动查阅知识掌握原理的好习惯，而不是被动地被灌输知识．

在指导材料的引子中谈到了“音乐之神奇”［4］：“提起音乐，大家都会感受到它的无穷魅力．有人说‘音乐是一种美妙的宇宙语言’，它能描述出世间万物传达出万种情感，它很容易让你‘感染’上喜怒悲伤，紧张和放松，让你体会到雄伟与悲壮，感受到缠绵和无奈，甜美和苦涩；‘它是一只神奇的魔笔’，它能给你以形象，描绘出一个场景，展示出一幅画卷，让你‘看到’事物美与丑，刚与柔，它能展示出气势的恢弘与凄凉，让你感受阳光的明媚以及黑暗的阴森和恐怖．它让人徘徊在梦幻与现实之间，可给人以压抑、或者引起亢奋、亦或是紧张感，它也会给人以无尽的向上力量……．音乐是个乐音的集合体，它发自不同乐器和我们喉咙，不同高低、不同强弱、不同时长的乐音按着一定顺序如诗一般的流淌．有时它可以是涓涓溪流，有时它可以是奔腾怒吼的大江．那音乐的魅力到底来自何处？……”．我们相信这样就叙述就比较适于引导学生以自然的非生硬有文彩的方式接触实验专题．在小知识点提示里，我们谈到了毕达哥拉斯，谈到了数学与音乐的和谐，谈到了信号的频谱理论，谈到傅里叶和亥姆霍兹在物理学和生物医学方面对音乐的贡献［5－6］，谈到了中国古人在音乐方面对世界文明的伟大贡献，谈到了“五度相生律”和“十二平均律”，谈到了《管子》和《吕氏春秋》中记载过的用“三分损益法”来生乐音制萧事情，我们也给出了特定音调的一个八度音程内各个音符的频率定义，进而为后续学生测量乐器发出音响的音准和比较各音的关系埋下伏笔．如谈及中国古代的“三分损益法”发明：“中国春秋战国时期的《管子》、《吕氏春秋》记载过古人研究过如何用此法制备竹管乐器［4，7］．他们以一根长约8寸的发音竹管为标准，记为‘黄钟’音（相当于Do），再截取长约为其2／3（长约5．2寸）的另一竹管，可以吹出另一个高五度的音，记为‘林钟’（相当于Sol），再将这5．2寸的竹管接上其1／3对应长度约7寸的竹管吹响可以得到比‘林钟’低四度‘太簇’音（相当于Re），如此循环操作，做1／3比例的‘损’和‘益’，便可以得到在一个八度内几乎所有乐音（Do，Re，Mi，Fa，……）”．上课时给出“三分损益法”示意图，从中可让学生总结出各个音的近小整数比关系，因为学生知道管长决定乐音频率的道理．从而引起学生对多乐音组合（如和弦）和谐动听的理解或猜想，并为指导学生后续自制排箫奠定原理基础

4大学文科教学过程控制

教学过程控制先学会示波器的使用，如通过了解已知频率的周期信号如何在示波器上正确显示的过程，让学生学会如何使信号稳定，并能得到如信号幅度、周期，进而得到频率等信息，并和信号源显示的信息（或已选好的频率值）对照，以期增加学生的自信心．让学生观察由乐器产生的乐音信号在示波器上的形态，首先了解到了乐音的（准）周期性，让学生看到不同乐器音色在波形上体现出的差别，让学生看到乐音的长短和时间上的稳定对显示难易的差别．学生很容易分辨出管乐（如长笛）与弦乐（如小提琴）的乐音信号波形的持续稳定性，以及键盘乐器（如钢琴）的声音的脉冲特性，同时看到了各种乐器波形（偏离正弦波）的非对称性或不规则性，进而适时引出频谱成分的概念．研究较单纯的（单一频率低的正弦波）声波（纯音）构成的一个八度音阶Do，Re，Me，Fa，Sol，La，Ti，Do（如C调的1，2，3，4，5，6，7，1·）的频率关系，可直接利用显示波形来得到周期和频率信息，总结出其间的小整数比关系，尤其是高低不同的同一音的频率关系，进而修正音阶频率等间隔的错误印象．也可以利用合成出来的李萨如图形将所研究乐音信号与已知信号源信号比较得出频率关系．针对管腔发音的结构，如可吹响的试管或竖笛，研究乐音的组成，让学生看到它实际是由一套纯音（单一频率正弦波）按比例组合而成的，一般被称之为主音（principal　tone）与泛音（overtone）的组合，又被称为与倍频音（multiplied　tones）或谐音（harmonic　tones）的组合，了解主音和泛音之间的频率成倍关系，进而理解为何越“纯净”的音越好听的道理．也引申出傅里叶频谱分析与合成的原理，以及了解亥姆霍兹是怎样通过研究乐音的成分与相互作用开创性地研究乐音对人类生理与心理施加影响的．可让学生先用注水的方式得到有不同空气柱高度的试管，然后吹出八度音阶，分别比较其（主音）间的频率关系．适时引出自行设计的适宜频域分析的Lab－VIEW界面，对发出的声音观察频域上的频谱特征．可故意制造噪音，观察其频谱形态，然后可用试管发声比较前后信号的频谱变化，进而佐证为何纯音好听的说法．再观察单弦拉动和吹试管所发声音的频谱特点，进而总结出倍频关系，从而联想到固定长度的腔或弦共振时可支持多种可能频率波的驻波的物理原理解释．可让学生由塑料吸管制作发音簧片，研究其前端预留长度与可吹出音的高低关系；可研究笛子或箫的孔的排布位置，以及放开和按住哪些孔组合对发出声音高与低的影响；可研究和弦和谐原理，如Do，Me，Sol构成的大三和弦的和谐道理，让学生发现其单独各个音倍频之间周期性重叠的关系；由Do，Me和Re，Ti　4个音弹奏乐段，让学生感受贝多芬“命运交响曲”引起的从快乐到压抑的情绪产生的原理．

5教学效果与学生反馈

事实证明，此次教改是成功的，学生热情高涨，争抢着选择上“乐音研究”实验，甚至不顾有否成绩也要旁听．教学效果极好，学生受益颇多．从抽取的部分学生反馈意见中也能看到这些．

有学生在报告后写到：“我以前听音乐，只是出于对音乐的那种动人的感觉，并未意识到其背后与频率的关系，虽然小的时候，也会用药瓶子加些水吹出一些简单的音，但并未深入地了解过背后所蕴藏的科学原理．和谐之音其实就是在人耳可听到的范围内，几个单音的公共频率越多，那声音就更和谐．而噪音则是由太多频率不同的音，尤其是相位无规律的音合起来的音，这样无规律的组合使声音变得噪．音阶也是如此，音调的高度与频率跨度的关系，仿佛是种巧合却又是种必然，让人越发地感到科学的神秘力量和魅力．我们可以利用频率不同的单音，制造出更美妙的和弦，这一艺术与科学的结合是如此神奇，而又如此美妙……”

另一位学生写到：“今天我‘看见了’乐音！我一直很喜欢音乐，初中的时候也了解了乐音的本质是机械波，可它是书本上的知识，没有亲手实践过，这次实验对我的冲击很大．第一次使用示波器（以前只见过插图），在老师的指导下我看到了一列列的正弦波，它们就是能陶冶情操的音乐呀！和信号源的组合，我看到了一个个的李萨如图形在显示屏上变化，十分有趣．老师还以“命运交响曲”为例讲了和弦伴音的秘密，我听得很入神．不仅老师讲，我还亲自实践自己造琴，在同学的帮助下我完成了对琴的测量，很有成就感．发现实验原来也可以这样做，好奇什么就做什么，不懂什么就自己探索，十分开放、引人探索，只是一节课时间太短，关于乐音也只是了解了初步，音乐不仅是音乐，还是物理，还是数学，音乐的美使我看到了数理的美……”．

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2多媒体技术在大学物理实验中的应用

物理实验的计算机应用其一就是利用多媒体技术进行物理实验的教学。随着科学技术的高速发展，传统物理实验的教学已经无法适应现代社会的发展，势必要求改变物理实验的教学方法，而计算机尤其是多媒体技术的应用满足了现在物理实验的要求。

2.1利用多媒体技术进行教学

大学物理学承担着培养新型人才的重任。物理实验涉及面比较广，但是实验课时间有限，所以传统的物理实验往往无法让学生充分的学习和操作，老师的讲解也是“填鸭式”，完全按照课本的操作步骤让学习进修操作，得到的数据往往也是根据课本上的公式得出的。而对媒体技术的引入，能够让教师获得最先进、最前沿的物理实验知识，让学生的视野开阔，动手意愿更强，培养学生的创新意识和创新思维。能够丰富实验教材，方便学生进行学习，客服传统物理实验教学的弊端。利用多媒体技术制作物理实验教学的课件，能够大大提高教学效果。物理实验的操作过程往往不具体，有些抽象描述如果利用传统的教学模式无法直观的表达给学生，而多媒体技术能够利用计算机的模拟技术，将一些抽象的描述具体化为图像、表格等，让学生能够直观了解物理实验的信息。比如大学物理实验当中的“霍尔效应”中平衡态的建立过程，就需要利用多媒体技术，将实验中本来瞬间完成的动作放慢，让学生仔细的进行观察和理解。多媒体技术能够使用计算机技术当中的PowerPoint，Flash等制作物理实验课件，先让学生近距离、科学的接触物理实验，能够掌握模拟实验的基本步骤，这样在进行具体的物理实验过程当中就会得心应手，更好的巩固已经学习的理论知识。教师还可以利用网络将已经制作好的课件上传到网上，方便学生自行学习。

2.2利用多媒体技术进行教学管理

物理实验过程中，由于实验室的设备有限，所以一般上物理实验课都需要老师进行学生的登记，进行学生成绩的考察和记录。这些工作通常比较繁琐，浪费时间和精力。而多媒体技术的应用能够方便老师利用计算机技术进行学生登记。学生还可以利用计算机技术在网上提前进行选课。多媒体技术在教学管理上的应用应该侧重对管理系统软件的开发，按照物理实验的特殊教学管理模式开发相适应的系统软件。

3计算机仿真实验在物理实验中的应用

随着仿真技术的快速发展，计算机仿真实验也随之出现了。所谓的计算机仿真实验就是虚拟实验环境，能够节约实验室资源的利用和消耗，是利用现代科技的典型。

3.1计算机仿真技术在物理实验中的作用

目前计算机仿真技术应用于物理实验当中，大多数高校学生都称仿真物理实验仪器具有较高的仿真度、图像和文字一起能够增强学习的乐趣。其中，调节仿真仪器可以模拟真实的操作仪器，从而减少对真实仪器的损害，而且学生出现错误时候，能够智能的提供帮助。再次，仿真实验系统是利用计算机技术进行的，所以能够在网络上进行传播，实现资源的共享。

3.2仿真实验在物理实验中应用的现状

3.2.1仿真实验在我国的产生和优势

我国对物理实验中的仿真实验起步比西方发达国家晚，但是后来者居上，我国也开发了一些非常好的仿真软件，主要集中于一些技术较先进的单位，比如中国科技大学物理实验中的仿真实验，为物理实验的教学模式提供了新的借鉴，该仿真实验主要是充分发挥了计算机的功效，将教学内容和学习者的操作融为一体，方便了一些没有接触过实验的学生进行仿真模拟，对操作仪器和操作过程有了更加直观的认识。仿真实验在大学物理实验中有很多优势，第一，仿真仪器可以进行拆卸，从而更好地对仪器进行观察，让学生和老师对仪器有更进一步的了解和认识。第二，可以随意产生实验中待定的物理量，从而适应不同的学习阶段要求，满足不同学生的学习需求。第三，能够模拟实验的误差，从而对实验的质量进行综合的评价。第四，将学生所做的物理实验得出的数据进行存储，方便学生进行查阅，方便分析资料。

3.2.2仿真实验的具体案例

某大学的物理实验面临着资源不充足和设备不先进的局限，为了满足更多学生的需求，为了方便教师对物理实验的学生报告进行更准确的核实，该校利用计算机仿真技术开发了新的物理实验网络教学管理系统，这个系统的基础就是利用互联网而产生的。整个系统的设置采用了教学大纲的实验模式，包括实验仪器、实验原理等很多模块，主要分为基本模块和附加模块。

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2四大实验模块的情况介绍

力学模块实验有“气垫导轨研究物体的运动”、“多普勒效应综合实验”及“多普勒效应研究物体运动的设计与实现”3个实验，要求学生完成运用多种方法研究物体运动的设计。热学实验模块有“电桥法测电阻”、“非平衡电桥测铂电阻温度系数”及“电子温度计的设计与实现”3个实验，利用非平衡电桥特点将热学量温度的测量与电学量结合起来。电学实验模块有“RC电路相频特性研究”、“RLC串联谐振电路研究”及“示波器测电容”3个实验，应用示波器测交流信号的大小和相位关系。光学实验模块有“最小偏向角法测三棱镜折射率”、“掠入射法测三棱镜折射率”及“液体折射率测定的设计与实现”3个实验，应用分光计测物体折射率。各模块的前2个实验使学生熟悉实验设备，用不同设备不同实验方法完成相近实验任务进行比较、分析，总结出完成第3个实验任务的必备条件，自行设计实验原理、具体步骤，完成实验任务，从而提高学生自主创新和实际动手能力。

3物理实验课程教学环节质量标准的构建

3．1实验预备

3．1．1实验预习(基础性、综合性实验)

学生进入实验室前应预习实验，完成多重交互网络学习平台中相应实验的预习题，并书写预习报告。预习成绩由多重交互网络学习平台中实验的预习成绩(占70%)和实验预习报告(占30%)组成。预习报告应包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据记录表等五部分。以各项表述是否清楚、完整，版面是否整洁分为好、较好、合格、不合格四段给分。多重交互网络学习平台导出的预习成绩低于70分者或预习报告不合格者不能做实验。该实验应重新预约后进行实验(实验前应重新预习)。

3．1．2实验方案撰写(设计性、创新性实验)

实验方案对实验原理、实验内容设计、实验数据处理方法及原始数据记录表设计三部分评分，每部分满分30分。以各项设计是否合理、清楚，分为好、较好、合格、不合格四段给分，相应分值见表1。实验设计方案书写是否整洁、规范占10分。

3．2实验操作

我们对“力、热、电、光”四大实验模块制定了操作评判标准。以力学模块实验为例具体说明如下。

(1)实验一:气垫导轨研究物体的运动。第一步仪器调节，包括导轨水平状态调节;挡光片、光电门安装定位及仪器检测功能项选择;垫片厚度测量。第二步测量匀变速运动加速度和本地重力加速度，包括记录垫片厚度和滑块通过光电门速度;计算滑块加速度和重力加速度。第三步验证机械能守恒，包括选取垫片在不同高度测量数据并计算;求出相对误差。各步完成测量学生举手示意教师检查。

(2)实验二:多普勒效应综合实验。第一步实验仪预调节，包括仪器预热;熟悉仪器不同检测功能选项及仪器部件;调节发生器驱动频率。第二步验证多普勒效应并计算声速，包括选择检测功能选项;确定小车运动的牵引方式;完成不同速度的测量。第三步水平谐振，包括选择“变速运动测量实验”功能并正确安装仪器;让小车作阻尼振动，自动采样测量完成后，屏上显示和关系图;挑选合适数据画出关系曲线。各步完成调节学生举手示意教师检查。以上2个实验操作过程各三步，每步满分30分，实验仪器整理和实验纪律占10分。

(3)实验三:多普勒效应研究物体运动的设计与实现。操作考核目标:实验操作顺利进行，未出现重大失误。或实验操作不正确，但经重做实验掌握了操作方法与技巧，达到了预期目的。操作过程考虑三方面内容，每方面满分30分，实验仪器整理和实验纪律占10分。第一方面利用现有实验仪器设计的合理性，尤其是理论部分忽略摩擦阻力在具体实验中的体现;实验过程中对超声探头作为运动传感器的保护措施。第二方面按具体步骤测量数据及汇报减小实验误差的措施，例如减小摩擦阻力的措施，确保传感器直线运动的技巧等。完成数据测量学生示意教师检查。第三方面比较多普勒效应实验方法和气垫导轨实验方法的优缺点，总结应用不同实验方案验证某一理论的实验经验。各实验以各项是否按要求独立、正确完成，数据记录是否正确分为好、较好、合格、不合格四段，相应分值见表1。设计方案有创新意识并经实际实验操作检验可行，有自己独特见解者加一个分数档。每个实验的预习成绩加实验操作成绩不足42分者，表示实验过程没有完成，应重新预约该实验。实验完成后，学生完成一份完整的实验报告。

3．3实验报告

实验报告分三部分评分，每部分满分30分，三部分内容完成情况分为好、较好、合格、不合格四段给分，相应分值见表1。若实验数据结果不理想，但实验分析较全面，能对自己实验情况进行总结，分析和总结有独特见解者加一个分数段。实验报告书写是否整洁、规范占10分。具体如下:

3．3．1基础性、综合性实验

第一部分数据记录:是否与课堂实验记录一致，书写是否准确;第二部分数据处理:学生在数据处理过程中是否按要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度有效数字位数及相对误差位数;第三部分误差分析:能否根据实验具体情况分析系统和偶然误差产生来源并分类。

3．3．2设计性、创新性实验

第一部分实验原理与内容设计:结合设计方案和实际操作，书写是否准确;第二部分数据记录与处理:是否与课堂实验记录一致，书写是否准确，学生在数据处理过程中是否按要求正确书写中间计算及最终结果、不确定度有效数字及相对误差位数;第三部分实验分析:能否根据具体情况分析结果。

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1以解剖医学知识为切入口培养学生的学习兴趣

兴趣是学生学习的动力，教师在实验教学中首先要激发学生的学习兴趣，才能调动起学生思维的积极性，使其能够愉快的主动学习。长期以来，医学物理实验的课程设计多为纯物理实验或验证性试验，实用性不强，教学未能体现医学特色，与学生的后续医学课程内容关联性不大，难以激发学生学习本课程的兴趣。注重教学创新，就必须改变原有的教学方式，即单纯根据教材讲解实验目的、原理、操作步骤和注意事项，再让学生如法炮制地进行实验的教学模式。在课堂教学中，应结合解剖医学知识，尽可能多利用现代化的科技手段，如多媒体、视频短片、软件模拟实验、立体实物模型演示实验等，调动起学生的兴趣和学习积极性，让学生将医学物理原理与实验现象很好的联系起来，加深对理论知识的理解。例如，在讲解“心脏做功”这一知识点时，可以先通过投影展示两张图片，一张是心脏解剖图，另一张是血液循环图，并告诉学生血液循环需要由心脏做功来维持。具有医学背景的学生一定会对心脏工作的原理产生兴趣，想要深入理解机体内的血液循环，就必须仔细看清图片内容，于是新课程教学内容就渐渐吸引了学生的注意力。教师再顺水推舟，在黑板上画出整个心血管系统的简化物理模型，用箭头标示出血液的流动方向，循序渐进引出心脏做功的物理公式。经过变换公式推导，可知心脏做功多少与主动脉血压和血液流速有关。最后，再通过物理实验仪器测量以上两个变量，让学生根据公式求出心脏所做的功，从而了解心功能的情况。这样的教学方式学生容易理解和接受，会达到良好的教学效果。

2结合专业学科特点，提升学生的动手实践能力

恩格斯曾说过:“没有解剖学就没有医学”，说明解剖学在医学中具有极其重要的地位。医学物理实验课程应结合医学专业的特点，特别是加强物理实验与解剖医学知识的联系，重视实验的医用性。作为医学院校的教师，应该合理利用校本部及附属医院的医学资源，随时了解和掌握一些新的医学动向和医学研究问题，特别是解剖医学知识背后蕴涵的物理学哲理和研究思维方法，进行整合、提炼，丰富到医学物理实验的课堂。比如，讲到“几何光学实验”时，单纯以玻璃透镜为实验道具会让学生感到枯燥无趣。如果结合人眼的解剖医学知识，向学生展示眼球剖面的解剖结构图，再讲解眼睛的光学结构、折射原理，并用物理知识将眼睛简化为一个单球面折射系统，可加深学生对知识的理解。再如“液体粘度系数的测定实验”，传统的实验是根据泊肃叶定律原理，采用比较法测定水或酒精的粘滞系数，实验内容比较乏味，缺少与医学的联系。根据解剖医学的知识结构特点来对实验进行改进，因为血液的颜色是红色，而且具有一定的黏性，可让学生在水中添加不同比例的甘油和红色颜料，模拟制成不同粘滞性的血液样本，进行比对实验，再联系人体血液的粘滞性应用在临床疾病(如冠心病)的诊断、治疗等，这样既能够增强实验的趣味性和操作性，还有利于学生科研素质和实验操作技能的提升。因此，医学物理实验的教学应从学生教育的实际需求出发，通过结合解剖医学的知识，突出理论物理知识在医学中的应用，加强学生创新思维能力和实验技能的培养，以满足培养高素质医学人才的需要。

作者：江虹 董世武 贾兰 单位：第三军医大学生物医学工程学院

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    其中水平方向的恒力F作用在B上,而A、B、C三个小木块都以同样的速度v在水平面上做匀速运动.在此过程中下列描述正确的是().A.C作用于B的静摩擦力是2F/3B.C作用于B的静摩擦力是FC.地面对C的滑动摩擦力是F/3D.地面对C的滑动摩擦力是2F对此问题的解决需要学生认真的审题,找准研究对象.

    从题干中分析得出,A、B、C在水平面上做的是匀速运动,它们的受力情况可以清晰地分析出来,合力和加速度都是零.在考虑C作用于B的静摩擦力时,将A与B视为一个整体,分析受力的情况,再根据力学中的平衡条件来判定,C作用于B的静摩擦力是:FCB=F,所以B选项的描述是正确的.同样,按照既定的思维来分析地面对C的滑动摩擦力,可以把A、B、C视为一个物理整体作为整个研究对象,然后再根据平衡条件,分析得出FC=F.

    二、激发学生的好奇心,学会实验的转化

    物理实验开展起来是比较困难的,对于很多疑难的问题直接开展物理实验是不可能的,也找不到解决问题的头绪,要想轻松地开展物理实验,需要教师巧设问题情境,激发学生的好奇心,并且认真地研究教材和教学内容,钻研教学方法,总结教学规律,把抽象的问题转化为具有的数量关系和教学情境,创设针对性的物理实验方案.对于枯燥的物理课堂,面对死板的教学内容,学生看到之后第一感觉应该是没有兴趣,索然无味,对于学习内容也不易掌握和理解.

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例1参看图1，根据图1的电路图用图2的实物体现出来，请用笔画出导线，且线路不能交叉)．在这个电路图中，如果要闭合图2的开关，滑动变阻器应当调到最左边或最右边?解:实物连接图如图2．滑动变阻器应当调到最左边．图1图2图3分析:该题并不是一个复杂的物理实验题，它属于测定伏安法测定额定电阻功率的最基本的实验题，也是实验课程中学生一定会学习到的实验题．然而，参看这道题中的考点，这题的第一个问题，如果学生只要了解实验的步骤就能画出实物电路图，那么学生解答第二题时必须要了解这个实验步骤真正的意义才能够回答这道题，这就要求教师引导学生进行实验时，不能让学生仅仅只会死记硬背实验步骤，而要能归纳总结学过的知识点，将知识点形成系统．学生在学习时能理解知识点与知识点之间的联系，了解每个知识点真正的意思，教师在引导学生进行物理实验时，要引导学生学会归纳与分类的思维方法，让学生从自主完善知识结构的角度学习作实验．

二、让学生设计物理实验的习题

例2给你一个苹果、水果刀、弹簧测力计、刻度尺，请设计出一个实验测试出苹果的密度．解:挖出一块苹果，将苹果修整为长方体或正方体等易计算的苹果块，用弹簧测力计测试出苹果块的质量，借ρ=m/V的密度公式求出苹果的公式．分析:从这道物理竞赛题中可以看出，物理教师这体是以让学生设计物理实验的方式考学生是否真正懂得实验的原理．学生要能正确的设计这个实验，不仅要能深入的理解实验的原理，还要具有方程思想．实际上方程思想是设计物理实验的重要思想之一，以这道实验题为例，它要求学生在了解密度公式的前提下，将现有的条件用方程的思想对应起来:即ρ=?;m=用弹簧测力计测出的质量;V=水果刀与刻度尽计算出的体积公式．由已知条件解决未知的条件．教师完成实验时，要从让学生设计实验的角度让学生在物理学习中学会使用方程思想．

三、让学生猜想物理结果的习题

例3一个透明玻璃罐中装有大半罐米．将一枚乒乓球与一枚玻璃球埋入米里，然后摇晃透明玻璃罐，摇晃一段时间以后，乒乓球慢慢浮出米堆，而玻璃罐没有浮出米堆．请猜测以下两种说法是否正确?由于乒乓球的体积比玻璃球大的缘故，所以浮出米面;由于乒乓的质量比玻璃球大的缘故，所以浮出米面．请设计出实验证明自己的猜测．解:选取一些沙子，分别称出米与沙子的密度;将相同的米放入三个规格相等的玻璃罐中，将玻璃罐编号编为A、B、C，把质量不等的沙子放入罐中．其A与B的共同条件为沙子体积大于大米;其B与C的共同条件为砂粒的质量大于大米．根据以上实验结果可验证以上说明是否正确．分析:这一道物理实验题，是给学生已知条件，要求学生猜想得到的结果．从该题的出题思路中可以分析到，这一题的重点不在于学生是否能准确的得到哪种猜想正确的答案，而是看学生能否能用类比推理的思维科学的做实验．即学生要能理解到，要观察物理现象，就要先设定为其它条件不变的前提下，只设定其中某一种条件不同，在一种条件不同的前提下观察物理变化，根据不断的实验，学生能用类比推理的思维找到物理规律．如果学生不能够理解类比推理的思维方法，就不会理解物理实验的过程，初中物理教师引导学生进行物理实验时，要让学生在实验过程中掌握类比推理这种科学的思维方法．

四，让学生构想物理条件的习题

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系统误差总会使测量值偏小或是偏大，向着一个方向偏离，它的数值按照一定的规律变化。在实验的过程中我们要尽量找到某个产生系统误差的原因，并且想办法进行修正或者解除它的影响。系统误差的来源主要有：观察者误差、原理方法误差、仪器误差。

1.个人误差

个人误差产生的原因主要是观察者的心理特点、个人生理以及工作能力和经验等因素导致的误差。比如，用卡尺测量时用力的程度差异；对声音大小、成像清晰、对视场亮暗的判断能力的差异；人眼习惯性的斜视；对最小分度以下值进行估读时，表现出对双数或者单数的偏爱差异等。

2.原理方法误差

因为测量所依据的实验方法和原理是经过某些近似处理而导致实验结果的误差就是原理方法误差。通常我们在理论上针对的都是模型化、理想化的对象，但是尽管我们想尽办法纯化、设计实验条件，都不能达到理想化的要求。比如，我们用单摆测量重力加速度的实验，它的原理是T=2πlg姨，推出：g=4π21T2，然后，通过测量摆长与周期进而得到重力加速度，但是我们要注意此公式在推导过程中就做了小摆角的近似，而且假设了悬线柔软且不收缩、空气是无阻力的，所以这就会引起实验结果的误差。因此，在将理论运用于实际时我们从两个方面减小误差：一方面运用修正理论公式满足实验情况的方法；另一方面尽量使得实验条件满足实验要求。

3.仪器误差

因为仪器本身的缺陷与达不到按照规定条件使用仪器而导致的误差叫仪器误差。任何数字仪表与指示仪表、标准器、量具等都存在着一定的准确度等级限度，也就是它们的指示值、分度值、标称值在一定的误差范围内体现计量单位。仪器装置在调整后达不到规定的要求或者使用时没有达到规定的使用条件等就会引起附加误差；一类的指零仪器的灵敏度也会存在误差；一些电表内部的磁场不够对称、螺旋测微计零点不精确、磁铁材料的磁滞、天平的不等臂、轴承间距不均匀等因素都会导致测量误差。

（二）偶然误差（随机误差）

偶然误差是由于在实验的过程中某些由于偶然的或者是不确定的、相互独立的、影响较小的诸多变化因素导致的综合效果。比如，在相同的条件下进行重复测量，实验员在对准、判断、估读、辨认等操作上产生的微小差异；在控制范围内的实验条件产生的波动导致测量对象、测量仪器产生的微小的变化等等。偶然误差遵循着一定的统计规律，这使得每次测量值围绕真值的波动不确定。比如，多次重复测量一个物理量所得到的数据，其比真值小或者大的概率是对称的，并且误差较大的数据比误差较小的数据出现的概率要小，与此同时绝对值非常大的误差出现的机会几乎是趋近于零的。这表明数据的分布遵循正态分布。所以我们可以总结：要想减小偶然误差可以多次测量取平均值。

（三）误差间的相互转化

在一定条件下，系统误差与偶然误差能够相互转化。比如，某公司生产了一批标称值相同的电阻，每个电阻实际的电阻值允许的起伏变化是不固定的，存在着偶然误差，当你买回其中的一个时，其所引起的误差却是固定不变的，这就形成了系统误差；又如，米尺的刻度是不均匀的，如果我们以尺端为标准进行多次测量某一物体则会产生系统误差，但是如果用米尺的不同刻度为准进行多次测量某一物体，这会使得刻度不均匀的误差变得随机化，进而形成偶然误差。在某个具体的测量过程中出现的误差既包括偶然误差也包括系统误差。当系统的误差已知并且实验的条件稳定时就要尽可能地保持在同等条件下进行实验，这样的目的是以便修正系统误差；当我们不能掌握系统误差时，也可以用一些方法让系统误差变得随机化，这会使得在多次测量取平均值时能够抵消其中的一部分。我们要清楚误差并不是错误。一些错误如记错数值、操作不当、对错位置等是由于粗心大意造成的，这是可以避免的；但是误差只能够在实验过程中尽量减小却不可避免。

二、误差的估计

我们在测量物理量时，某些量可以用仪器或者测量工具直接测量得出，这种测量量称作直接测量量。比如，用停表测量时间，用天平测量质量，用游标卡尺测量长度等。但是，某些物理量则不能够用直接测量的方法得到，而是要应用一些公式或者规律，需要把直接测量得到的物理量代入公式中计算后方能得到结果，我们把这种用间接方法得到的量称作间接测量量。不管是用直接测量还是间接测量的方法测量各种物理量，都近似地反映了客观实际，都有一定的误差，不够精确。因此，我们需要根据实际情况，准确地估计出实验结果的精确程度。下面我们假设系统误差已经修正或者消除，只是讨论偶然误差的计算。多次测量和误差估计。在进行物理实验时，我们通常采用重复多次测量。但是多次测量后得到的结果并不完全相同，那么该怎么将测量结果最好地表示出来，使其最合理地表示真值呢？通常的方法是这样的：当测量条件不变时，用多次测量的算数平均值x代替x0真值。对多次测量的要求一般为：（1）多次测量的次数要大于等于5次；（2）x（算术平均值）的有效数字位数要和xi（各测量值）的有效数字位数相同；（3）Δx（算术平均绝对差）通常只取一位有效数字并且该位要与算术平均值的有效数字的最后一位对齐。（4）假如算术平均绝对误差比仪器误差小，为了增大测量结果含真值的几率，那么最后结果的误差值应该取仪器误差；反之，要取±Δx。因为绝对误差并不能够表示出测量的相对精确度，因此我们提出相对误差（百分误差）。