Расчет погрешностей измерений при решении задач, выполнении лабораторных работ и экспериментальных заданий
Автор: Аванесян Лариса Григорьевна
Организация: МБОУ СОШ №4
Населенный пункт: Краснодарский край, пгт. Афипский
Введение
В физике существует только то, что можно измерить.
Макс Планк
Опыт учителя с большим педагогическим стажем показывает, что учащиеся испытывают большие трудности в оценке погрешностей измерения, а учителям непросто выстроить понятную методику ознакомления их с представлениями о погрешностях. Одна из причин этого, на мой взгляд, сложность материала и нехватка времени для объяснения материала при двух-трех часовой программе. Недостаточны также межпредметные связи математики и физики.
Есть еще одна проблема: при выполнении лабораторных работ учащимся недостаточно времени на уроке для расчета погрешностей, так как необходимо выполнить эксперимент, сделать измерения, расчеты, а тут еще и погрешности…
Поэтому, если учащихся и знакомить с представлениями о погрешностях, то на кружковых или внеурочных занятиях.
Эксперимент является не только средством обучения, но и объектом естественнонаучного познания. А в науке результат измерения – совокупность численного значения (или их множества) и интервала, который с определенной вероятностью содержит искомое в опыте истинное значение, то есть погрешности [1]. Поэтому в рамках современной концепции обучения физике по стандартам ФГОС нельзя формировать у учащихся научных представлений без знаний о погрешностях.
Для формирования у учащихся представлений о погрешностях есть определенные предпосылки.
В «Перечень учебного оборудования по физике» [2] включены приборы, которые имеют вполне определенные метрологические свойства, погрешность которых 2-4%.
Созданы пособия по математике, которые позволяют учащимся формировать представления о погрешностях [3].
Использование результатов измерений физических величин, распределенных по нормальному закону, позволяет организовать учебную деятельность по усвоению вероятностных закономерностей физического мира [1].
Не только в КИМ ЕГЭ есть задачи на погрешности, но и в материалах государственной итоговой аттестации для 9-х классов включены задачи и экспериментальные задания, в которых необходимо записать результаты измерений физических величин с учетом погрешностей. Поэтому решения таких задач достаточно актуальны. При выполнении исследовательских проектов в экспериментальной части важна оценка полученных результатов и расчет погрешностей измерений.
Цель работы: рассмотреть основные способы расчета погрешностей при решении задач, обработки результатов лабораторных работ и экспериментальных заданий. На примерах продемонстрировать эти способы, применить приемы продуктивной деятельности [4].
Для применения способов расчета погрешностей были выбраны:
- Задачи в типовых вариантах экзаменационных заданий для подготовки к государственной итоговой аттестации;
- Экспериментальное задание в КИМ ОГЭ;
- Исследовательская часть проекта по физике одного из моих учеников.
Полный текст статьи см. в приложении.