怎样撰写物理实验报告
物理实验除了使学生受到系统的科学实验方法和实验技能的训练外,通过书写实验报告,还要培养学生将来从事科学研究和工程技术开发的论文书写基础。因此,实验报告是实验课学习的重要组成部分,希望同学们能认真对待。
正规的实验报告,应包含以下六个方面的内容:(1)实验目的;(2)实验原理;(3)实验仪器设备;(4)实验内容(简单步骤)及原始数据;(5)数据处理及结论;(6)结果的分析讨论。
现就物理实验报告的具体写作要点作一些介绍,供同学们参考。
一、实验目的
不同的实验有不同的训练目的,通常如讲义所述。但在具体实验过程中,有些内容未曾进行,或改变了实验内容。因此,不能完全照书本上抄,应按课堂要求并结合自己的体会来写。
如:实验4-2 金属杨氏弹性模量的测量
实验目的
1.掌握尺读望远镜的调节方法,能分析视差产生的原因并消除视差;
2.掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理,正确选择长度测量工具;
3.学会不同测量次数时的不确定度估算方法,分析各直接测量对实验结果影响大小;
4.练习用逐差法和作图法处理数据。
二、实验原理
实验原理是科学实验的基本依据。实验设计是否合理,实验所依据的测量公式是否严密可靠,实验采用什么规格的仪器,要求精度如何?应在原理中交代清楚。
1.必须有简明扼要的语言文字叙述。通常教材可能过于详细,目的在便于学生阅读和理解。书写报告时不能完全照书本上抄,应该用自己的语言进行归纳阐述。文字务必清晰、通顺。
2.所用的公式及其来源,简要的推导过程。
3.为阐述原理而必要的原理图或实验装置示意图。如图不止一张,应依次编号,安插在相应的文字附近。
如:实验3-3 滑线变阻器的分压与限流特性
实验原理
滑线变阻器在电路中的连接不同,可构成分压器和限流器。
1.分压特性研究
实验电路如图1。滑动头将滑线电阻分成
和
两部分,
为负载电阻。电路总电阻为
故总电流为
为电源的端电压,不是电源的电动势
。负载电阻
上的压降为
令、
,
是负载电阻
相对于滑线电阻
阻值大小的参数;
是滑线电阻
的滑动头相对于低电位端的位置参数。则上式可改写为
在给定负载和滑线电阻
的情况下,
为某一定值,则分压比
与滑线电阻
滑动头位置参数
有关,它们的函数关系曲线如图2。
本实验是通过实际测量来检验的函数关系曲线是否与理论曲线相吻合,并探讨分压电路的有关规律。
2.限流特性研究
实验电路如图3。此时流过负载的电流为
令,则
、
定义同前。对于不同的参数
,电路的限流比
与滑线电阻
滑动头位置参数
有关,它们的函数关系曲线如图4。
本实验是通过具体测量来了解它们的关系曲线及限流电路的基本特征。
三、实验仪器设备
在科学实验中,仪器设备是根据实验原理的要求来配置的,书写时应记录:仪器的名称、型号、规格和数量(根据实验时实际情况如实记录,没有用到的不写,更不能照抄教材);在科学实验中往往还要记录仪器的生产厂家、出厂日期和出厂编号,以便在核查实验结果时提供可靠依据;电磁学实验中普通连接导线不必记录,或写上导线若干即可。但特殊的连接电缆必须注明。
如:实验5-7 用电位差计校准毫安表
实验仪器设备
HD1718-B型直流稳压电源(0-30V/2A),UJ36a型直流电位差计(0.1级、量程230mV),BX7D-1/2型滑线变阻器(550Ω、0.6A),C65型毫安表(1.5级、量程2-10-50-100mA),ZX93直流电阻器,ZX21旋转式电阻箱,UT51数字万用表,导线若干。
四、实验内容及原始数据
概括性地写出实验的主要内容或步骤,特别是关键性的步骤和注意事项。根据测量所得如实记录原始数据,多次测量或数据较多时一定要对数据进行列表,特别注意有效数字的正确,指出各物理量的单位,必要时要注明实验或测量条件。
如:实验3-1 固体密度测量
实验内容及原始数据
1.用游标卡尺测量铜环内、外径,用螺旋测微计测量厚度。
螺旋测微计零位读数 0.003 (mm)
2.用矿山天平测量铜环质量
53.97 g
五、数据处理及结论
1.对于需要进行数值计算而得出实验结果的,测量所得的原始数据必须如实代入计算公式,不能在公式后立即写出结果;
2.对结果需进行不确定度分析(个别不确定度估算较为困难的实验除外);
3.写出实验结果的表达式(测量值、不确定度、单位及置信度,置信度为0.95时可不必说明),实验结果的有效数字必须正确;
4.若所测量的物理量有标准值或标称值,则应与实验结果比较,求相对误差。
5.需要作图时,需附在报告中。
如:实验3-1 固体密度测量
数据处理及结论
,
经查表,时铜的密度为
,实验结果的相对误差为
六、结果的分析讨论
一篇好的实验报告,除了有准确的测量记录和正确的数据处理、结论外,还应该对结果作出合理的分析讨论,从中找到被研究事物的运动规律,并且判断自己的实验或研究工作是否可信或有所发现。
一份只有数据记录和结果计算的报告,其实只完成了测试操作人员的测试记录工作。至于数据结果的好坏、实验过程还存在哪些问题、还要在哪些方面进一步研究和完善?等等,都需要我们去思考、分析和判断,从而提高理论联系实际、综合能力和创新能力。
1.首先应对实验结果作出合理判断。
如果仪器运行正常,步骤正确、操作无误,那就应该相信自己的测量结果是正确或基本正确的。
对某物理量经过多次测量所得结果差异不大时,也可判断自己的测量结果正确。
如果被测物理量有标准值(理论值、标称值、公认值或前人已有的测量结果),应与之比较,求出差异。差异较大时应分析误差的原因:
(1) 仪器是否正常?是否经过校准?
(2) 实验原理是否完善?近视程度如何?
(3) 实验环境是否合乎要求?
(4) 实验操作是否得当?
(5) 数据处理方法是否准确无误?
2.分析实验中出现的奇异现象。
如果出现偏离较大甚至很大的数据点或数据群,则应认真分析偏离原因,考虑是否将其剔除还是找出新规律。
无规则偏离时,主要考虑实验环境的突变、仪器接触不良、操作者失误等。
规则偏离时,主要考虑环境条件(温度、湿度、电源等)的变异、样品的差异(纯度、缺陷、几何尺寸不均等)。
如果能找出新的数据规律,则应考虑是否应该否定前人的结论。只有这样,才能在科学研究中有所创新。但要切实做到“肯定有据、否定有理”。
3.对讲义中提出的思考题作出回答
问题可能有好几个,但不一定要面面具到一一作答。宁可选择一两个自己有深刻体会的问题,用自己已掌握的理论知识和实践经验说深透些。
如:实验3-3 滑线变阻器的分压与限流特性
实验结果的分析和讨论
1.本实验所得曲线与原理曲线相似,故可认为实验是基本成功的。
2.当时,分压和限流特性曲线都接近线性,但不是一条直线。若要求其呈一条直线,唯有
,即负载开路。
值越小,曲线弯曲得越厉害,当
时,曲线几乎呈直角弯曲。
3.实验结果表明,测量值比理论计算值高,尤其在小负载()情况下更为突出。这可能由于:
(1) 负载电阻精度不高,误差达
以上;
(2) 滑线电阻的滑动头位置不准确,触头不是精密点接触,可能同时跨越几圈电阻线;
(3) 电表的内阻带来的影响;
(4) 电源的稳定度不高。等等。
4.时,曲线
和
近乎线性,这在电子线路中有广泛应用。例如,前者作为音频放大器的音量调节,音量随电位器中心触头的位置在近乎线性地增减;后者多在电路中作偏流电阻使用;
5.除非特殊应用,一般不采用的电路设计。
(摘自南航大)
第二篇:怎样写课题实验报告
(实验项目标题)实验报告
实验项目:
实验学校:
实验时间:
实验年级:
实验教师:
第一部分:实验的提出及命题
(提示:陈述为什么要选择这个项目进行实验的理由。明确实验内容且命题。重点、难点及创新点是什么?)
第二部分:实验的目标及意义
(提示:主要写假设通过本项实验的设计、开发、利用以及教学手段的创新等途径达到什么目标,比如学生的智能是否得到充分开发,动手能力是否得到锻炼,素质是否得到提高;教学方法上得出什么规律,创设出什么样的教学模式,在实验中取得什么样的成果,形成什么机关样的新理论,对于指导当前信息技术在教育教学中应用,在实现“以教育信息化带动教育的现代化”方面有何现实意义等)
第三部分:确定实验内容、实验对象、实验教师
(提示:确定实验内容、实验对象和实验教师是实验的一个重要内容,实验内容、实验对象不明确,实验教师的知识结构,教学能力和水平存在明显差距,很有可能造成实验失败。
1、 对实验内容的要求:实验内容的选择要符合本校的实际情况,切合教学环境,学生的知识结构,教师的教学能力与所选择的实验内容相吻合。
2、 实验对象和对比的对象要同一水平线上,设定实验对象为实验班,对比对象为对比班。要求实验班和对比班的学生知识水平的起点基本一致,同一年级,同一学校。
3、 实验教师的知识水平、教学能力、思想素质基本一致。同一水准线上的教师通过教学同一版本教材,同一水平线上的学生,且用不同的教学手段、方法,比如实验中拟定运用的教学媒体不同,教学方式的不同等进行教学,以验证课题实验中假设的目标与过程的正确性。
第四部分:设定实验变量:自变量、因变量、干扰变量
(提示:设定实验变量是实验中的一个极其重要环节,因为所有的实验都是按照预先设置好的环节进行的。设定的实验变量,实验教师对其实验的结果应该有预见性,也就是说,在教学实验中只要其中一个变量发生变化,另一个变量就会发生相应的变化,这种变化是多样性,都应该是在实验者控制之中,意外的干扰要考虑到。控制变量,严格按照设定的变量进行实验,实验得出的结果就比较真实,具有科学性,准确性,实现教学过程的最优化,这对于指导另类实验有着重要的意义。
自变量:指实验假定的由实验教师控制的变量,如教学媒体的改变,时间的延长或缩短,内容的增加或减少等;
因变量:指在调控自变量的情况下发生变化的量,主要体现是学生的知识结构、道德人品、言行举止、心理状态等方面发生的变化;
干扰变量:指影响自变量及因变量的正常运作的外界干扰,这种干扰变量如果影响严重,实验得出的结论缺乏准确性、科学性和真实性。
这三种变量互为影响,自变量是实验教师进行课题实验的重要因素,自变量的改变要根据学生的实际情况进行科学调整,因变量的变化,实验教师要及时收集信息,按反馈的实际情况,及时调控自变量,以期达到最佳的实验效果。干扰变量要尽量控制为零。
第五部分:确定实验方法。
(提示:任何实验都是有依据的,是有针对性的,实验方法是在最前沿的教育思想、教学理论指导下确定。目前最经典的教学思想仍然是:系统论、控制论、信息论、因材施教;最前沿的教学理论是建构主义理论、人文教学理论、认知理论等;还有“双主”(教师为主导,学生为主体)理论等。没有理论作为指导的实验是盲目的实验。教育的变化是随着社会的发展而变革的,是一个质变的过程。在新环境,新气候,新的条件下会势必会形成新的教育思想、教学理论,教育理念,新的教学方法,这些教育思想、理论、理念、方法是否具有指导意义,要在实验中得到证明,也是在实验中进一步修正原来的理论。这就形成了“理论—实验—理论—实验”的实验原则。实验方法很多,如实践法、对比法、观察法、统计法、调研法等,古人说:教无定法,贵在得法。)
第六部分:确定实验媒体。
(提示:教学实验要用到各种各样的传播媒体,常见的传统传播媒体有“五个一”:即一本书、一张讲台、一张嘴、一条教鞭、一支粉笔。现代教育技术媒体是电子化媒体,这是随着科学技术的发展而形成的。如:计算机及网络,广播、电视、投影机,录像等高科技传播媒体。在教学中选择什么样的媒体进行实验,这是由你所选择的实验项目来决定的,要根据实验内容来选择实验媒体,只要用得恰到好处,效果就会越好,并不是因为用的媒体越先进,越多效果就越好。)
第七部分:实验思路和过程细化。
(提示:实验过程是一个十分复杂的过程。是集计划,实验内容,教与学,运用媒体,教学方法,教学艺术,教学思想于一体的教研活动。实验过程应细化,从实验的假设,选择实验内容到备课,教学重点、难点分析,检测评价直到得出结论,每个环节都要严谨对待,工作做得越细,越认真,越有条理,实验的成功就越有希望,否则整个实验就会失败。)
第八部分:实验分析,评价。
(提示:对实验进行分析与评价是对整个实验过程进行总结反思的过程,对实验的评价要设定一个标准,但标准要客观,拔高和降低都有可能影响对实验的正确的评测,在没有现成的评价标准情况下,自己可以根据实验的具体情况科学地提出一套评测方案。如从假设到实验再到结论,包括:假设是否合理,实验命题是否合适,实验内容选择是否恰当,重、难点是否突出,选择的理论依据是否恰当,选择实验对象和对比对象是否恰当,选择实验的媒体是否恰当,选择教学的方法是否恰当,教学过程的设计是否合理,学生素质是否得到提高,教学研究是否有收获,教师队伍是否得锻炼,对实验的评价是否科学,实验的结论是否真实、科学,实验的意义是否具有指导性,有什么经验值得推广,实验中出现什么问题,有何解决的措施,等等。在实验报告中能通过图表、数据说明的,最好用图表、数据说明。)
第九部分:实验结论
(提示:实验是否达到预期实验目标,实验是否成功。)
第十部分:成果
(提示:有何成就,比如优秀课例及录像,优秀论文,创设教学模式,经验,获奖作品等,特别是形成的现代教学创新理论。)
第十一部分:问题及建议