具体描述
内容提要
本书简述了物理实验在物理学发
展和物理教学中的地位和作用,并以中
学物理实验为例,比较系统地阐述了物
理实验研究的基本思想、基本方法和基
本技能。全书共八章,内容包括:物理实
验与物理学发展、物理实验与物理教
学、实验原理、实验方法和实验方案、实
验装置和实验器材、实验条件的选择和
实验操作、课堂演示实验教学策略以及
数学方法的应用。
本书可作为高等师范院校本科生
或研究生物理实验教学研究课的教材
或教参,也适合从事物理实验、物理教
学的大中学物理教师阅读。
作者简介
陶洪1957年生于江苏苏州东山。1982
年1月毕业于江苏师范学院物理系。现任
苏州大学物理教育研究所副所长、硕士研
究生导师、副教授,兼任中国教育学会物理
教学研究会高师工作委员会委员、《物理教
师》杂志副主编。主要从事物理教学法和物
理实验的教学与研究工作,至今已主编或
参编了《中学物理实验教学研究的理论实
践》、《初中物理实验研究》、《物理实验》等
十几本论著、教材或教参,发表了“弹性斜
碰撞实验研究及仪器改进”等50余篇论
文,为研究生、本专科生开设了物理教学
论、中学物理实验教学研究方法等10余门
课程,曾两次获省优秀教学成果二等奖。
目录信息
序
前言
第一章 物理实验与物理学发展
第一节 物理实验在物理学发展中的地位
一 物理实验与古代物理学的发展
二 物理实验与经典物理学的发展
三 物理实验与现代物理学的发展
第二节 物理实验在物理学发展中的作用
一 发现新事物和探索新规律
二 验证理论
三 测定常数
四 推广应用
第二章 物理实验与物理教学
第一节 物理实验在物理教学中的地位
一 实验是物理教学的重要基础
二 实验是物理教学的重要内容
三 实验是物理教学的重要方法
四 实验是物理教学的重要手段
第二节 物理实验在物理教学中的作用
一 培养学生的兴趣和激发学生的求知欲
二 创设学生有效掌握知识的学习环境
三 训练学生的科学方法
四 培养学生的各种能力
五 培养学生良好的科学素质
第三章 实验原理
第一节 分析原理是研究实验的基本方法
第二节 实验原理的科学性和可行性
一 原理的正确性
二 原理的确切性
三 原理的可行性
四 应注意的几个问题
第四章 实验方法和实验方案
第一节 分析归纳设计思想
一 分析归纳设计思想的基本要求
二 分析设计思想的三个角度
第二节 概括知识结构建立实验模型
第三节 根据实验和教学要求建立实验模型
第四节 抽象出实验模型并设计其他实验方案
第五节 用相同的实验方法解决不同实验中的相同问题
第六节 实验方法和实验方案的比较和选择
一 实验方法和实验方案的比较
二 实验方法和实验方案的选择
第五章 实验装置和实验器材
第一节 分析装置的原理和特点
一 分析装置的原理
二 分析装置的特点
第二节 分析和掌握仪器的结构、原理和性能
一 分析仪器的结构和掌握仪器的工作原理
二 了解仪器的制作过程
三 了解仪器的技术参数和一般用途
四 了解仪器的调整方法与分析其作用和原理
五 分析仪器的结构原理与改进和自制仪器
第三节 分析和了解材料的特性和用途
一 了解材料的特性和作用及合理应用
二 扩大材料的应用范围
第四节 实验装置和实验器材的选择
一 实验器材的选择
二 实验仪器的选择
三 实验装置和器材的选择
第五节 注意一物多用和挖掘实验潜力
第六章 实验条件的选择和实验操作
第一节 实验条件的选择
一 根据实验原理选择实验条件
二 根据仪器技术指标(参数)选择实验条件
三 根据误差理论选择实验条件
四 根据理论图线选择实验条件
第二节 实验操作
一 操作依据
二 操作的具体要求
三 要善于分析比较操作方法的优缺点
第七章 课堂演示实验教学策略
第一节 课堂演示实验教学设计的基本方法
一 课堂演示实验教学模式
二 课堂演示实验教学设计的基本程序
第二节 实验教学层次(程序)必须一切从学生出发
一 配合讲解与层层深入
二 直观简明与形象生动
三 通俗讲解与恰当比喻
四 适当设疑与激发兴趣
第三节 实验层次(程序)要与教学要求相适应
一 与知识深度相适应
二 与要说明的问题的侧重点相适应
三 与课型或教学要求相适应
第四节 实验教学体系的设计与研究
一 相关实验
二 系列实验
第八章 数学方法的应用
第一节 误差理论的应用
一 确定实验误差和实验结果的取值范围
二 确定分误差的大小及抓主要因素
三 选择和确定实验方案
四 恰当诜择器材
五 确定操作步骤和测量方法
六 更好地处理数据
七 为改进实验提供依据
第二节 图像法的应用
一 简化方法
二 抑制若干误差因素的影响
三 便于对实验进行深入分析
四 解决一些难度较大的实验的测量方法
主要参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
拿到这本书时,我本以为会是那种枯燥乏味的、充满公式和参数堆砌的专业手册,没想到它给我带来了巨大的阅读愉悦感。作者似乎非常懂得如何与一个有经验的实验工作者对话,他使用的术语是专业且恰当的,但对概念的阐述又极其生活化,没有那种高高在上的说教感。印象最深的是关于“仪器系统”的维护和理解那一章。书中详细分析了不同类型传感器的内在特性和老化过程,并给出了非常实用的“故障排除”思路,这简直是为一线实验人员量身定做的宝典。我记得其中提到一个关于“热漂移”的案例,作者用一种近乎侦探小说的笔法,描述了如何通过细微的数据波动,最终锁定是环境温度的微小变化导致了实验结果的偏差。这种将枯燥的技术细节与引人入胜的探索过程结合起来的能力,着实令人佩服。这本书真正做到了“授人以渔”,它没有直接告诉我“读数应取小数点后三位”,而是解释了为什么在特定条件下,精确到小数点后三位才具备统计学上的意义。这是一本需要反复研读,每次都会有新收获的宝典。
这本书的深度,远超出了我最初对一个“实验论述”类书籍的预期。它更像是一部精妙的思维导图,将物理实验的各个要素——从理论假设的建立,到仪器的选择与校准,再到数据处理和结论的形成——编织成一个密不可分的整体。我发现,很多我们习以为常的实验步骤,在这本书里都被赋予了严格的逻辑支撑。作者对于“如何设计一个好的对照组”的论述,简直可以用“艺术品”来形容,他强调的不是数量上的堆砌,而是逻辑链条的严密无缺。阅读过程中,我时不时会停下来,在脑海中构建一个虚拟的实验室场景,试着用书中的理论去“反推”或“优化”一些我熟悉的经典实验。书中对测量不确定度的处理方法,更是让我大开眼界,它教会了我如何诚实地面对数据的局限性,而不是试图用过于漂亮的数字来粉饰太平。这本书的语言风格是极其克制和精准的,每一个词语的选择都像是经过了精密的计算,既不失学术的严谨性,又充满了对科学真理的敬畏之心。它成功地将晦涩的理论知识,转化为了可以直接指导实践的、充满智慧的工具箱。
读完这本书,我的感觉是既敬佩又有些许的“意犹未尽”。作者的文笔带着一种老学者的睿智和幽默,读起来丝毫没有晦涩难懂的感觉。他似乎深谙读者的困惑点,总能在关键的地方设置一个生动的比喻,瞬间打通我思维中的堵塞点。我尤其喜欢他对实验哲学层面的探讨,那些关于“可重复性”、“观测者效应”的讨论,远远超出了普通实验指导书的范畴,触及到了科学方法论的核心。我发现自己开始重新审视过去在实验室里犯下的那些“小错误”,不再仅仅是机械地修正数据,而是开始深究其背后更深层次的物理或仪器局限性。书中对一些早期物理学家进行实验时的“笨办法”的描述,读来让人忍俊不禁,但字里行间又流露出对他们那份纯粹的探索热忱的崇敬。这不仅仅是一本关于“如何做实验”的书,它更像是一部微缩的科学史诗,讲述了人类如何通过巧妙的布局和不懈的努力,从混沌中提炼出规律的精彩历程。每次合上书本,我都会习惯性地拿起笔,在笔记本上勾勒出一些自己未来想要验证的“思想实验”,这种被激发出的创造欲,是这本书带给我最直接的回报。
这本书初翻开时,那种沉甸甸的纸张质感和散发出的油墨香气,立刻把我带回到那个需要精确测量和严谨思考的年代。我记得书的封面设计非常朴素,没有那些花哨的图案,只有简洁的标题和作者信息,这种设计本身就透露出一种对内容本身的自信。内页的排版很清晰,图表和公式的布局赏心悦目,即使是复杂的物理概念,也能在图文并茂的呈现下显得井然有序。我特别欣赏作者在论述实验设计原理时的那种抽丝剥茧的细腻。他没有直接给出标准答案,而是引导读者去思考“为什么”要用这种方法,而不是那种方法。比如,在讨论误差分析那一章,我感觉自己仿佛坐在一个老派物理学家的工作室里,听他娓娓道来如何区分系统误差和随机误差,以及如何在实际操作中尽可能地减小它们的影响。书中大量引用的经典实验案例,每一个都仿佛被赋予了新的生命力,不再是教科书上冷冰冰的步骤罗列,而是充满了人与自然互动的智慧。这本书的价值,不在于它教了你多少具体的实验操作技能,而在于它塑造了一种科学的思维模式,一种对精确性永不满足的追求,这对于任何想深入理解物理世界的人来说,都是一笔宝贵的财富。
坦白说,这本书的阅读体验是需要投入精力的,它不是那种可以用来放松的读物,更像是一次深度的智力对话。作者的叙述节奏稳健而有力,仿佛一位经验丰富的向导,带领你穿梭于复杂的物理现象和严苛的实验约束之间。我特别欣赏他对于“思维定势”的批判,他不断提醒读者,即使是最成熟的实验设计,也可能隐藏着尚未被察觉的系统性偏差。书中对不同学科交叉实验的引用,展示了物理实验的广阔边界,让我看到结构力学、热力学甚至光学原理是如何巧妙地融合在看似单一的测量任务中。当我读到关于“数据可视化”和“结果呈现”的部分时,我开始反思自己过去提交的实验报告——很多时候只是简单地堆砌表格和曲线图,而这本书则教导我如何通过图形的艺术性,更有效地传达实验的“故事”和结论的“可靠性”。这本书的价值在于,它将实验本身从一个完成任务的过程,提升到了一个创造知识的艺术活动的高度,极大地拓展了我对“科学实践”的理解边界。