摘要：本文针对学生在物理天平使用中经常犯的错误，结合多年的教学经验，总结了一些教学中的方法及技巧。
关键词：物理天平；教学方法
作者简介：杨秋英（1981—），女，江苏常熟人，实验师，硕士，主要从事大学物理实验教学和研究工作
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：2095-3089（2015）12-0155-01
一、引言
物理天平[1]是大学物理实验中最基本、最常用的仪器，它是利用杠杆原理称量物体质量的。学生在使用物理天平时经常会碰到一些问题，如天平有时无法调平衡，称量物体时砝码的选择没有目的，游码调节的方向和幅度不确定等等，本文针对这些问题作了详细的阐述。
二、物理天平使用中的问题
物理天平的使用一向是教学的难点，并不是实验自身难，而是讲解完后让学生操作无误或者尽量少犯错误很难。很多时候都是讲解完后，每个学生还要单独辅导一次甚至两次。操作过程中明显的错误有：水平调节不调；零点调节不调就称量物体或零点调节调不平衡；称量物体时砝码随机加或者先用小的，用完再用大的替换，没法一一遍历，导致测出的数据误差很大；操作中横梁启动状态时，进行加减砝码、移动游码、调节平衡螺丝等操作；游码的平衡点盲目乱找。
三、正确操作及技巧
（1）实验准备：实验前先检查仪器，在学生使用过程中有时托盘、吊耳、盘梁有可能会掉，再放上去就是乱放的。所以实验前要求学生先检查托盘、吊耳、盘梁左右是否放反了，上面都有编号。如若放反，直接会影响到零点调节调不平衡。同时检查横梁是否支在下面的三个螺丝上，三点刚好确定一平面，把横梁架稳，这一步是检查之前同学有没有把横梁制动或者虽制动但没架在三个螺丝上。
（2）水平调节。经常有同学不调，掌握规则水往低处流，高处是水泡。
（3）零点调节。注意先要游码归零，有同学不归零直接调零点调节，等调平衡再发现，就要重新调，浪费了时间。同时，吊耳要支在三角形刀口上，否则，天平就是不等臂杠杆，调平衡就失去了意义。经过实验准备后，大部分天平是可以通过调节平衡螺丝来调节平衡的。教学中先是针对普遍现象讲授传统的零点调节方法。具体操作中可能会有个别学生通过调节平衡螺丝没法调到平衡，可以激发学生思考和解决问题的能力，在学生先思考的基础上再进行分析问题并讲解方案，由于天平在长时间使用中出现磨损等原因导致无法调平衡。此时，可以在天平高的那端放一些轻而薄的金属片，然后再调平衡螺丝使之平衡。调节过程中注意最好只调一个平衡螺丝，当这个调到极限还是无法平衡时再调另一个平衡螺丝。另外，针对学生经常在横梁启动时操作仪器这一问题（基本每个同学都这么操作），归纳为一句话强化：启动横梁，动脑不动手；制动横梁，动脑也动手。意思是启动时，手不动，观察并判断将要怎么调，制动时，才动手去调节并知道往哪个方向调而不是盲目乱试。
（4）称量物体。首先，基本每个学生都会在横梁启动时加物体、加减砝码、移动游标。实践证明，错误演示法的效果比较好[2]，错误演示法的基础是认知冲突理论，皮亚杰认为认知冲突是个体已有观点与新问题情境相互矛盾而产生的一种心理不平衡，是学习者已有的知识结构与当前情境之间暂时的矛盾和冲突，是已有知识和新知识之间存在某种差距而导致心理失衡的一种状态。教学中利用学生的认知冲突，激发学生的认知矛盾，引起学生的有意注意，调动学生的认知内驱力，以促进学生积极、高效的知识建构。教师演示错误操作，让学生纠正，这样又强化了一次，大大减少了学生在这个环节犯错的几率。其次，加减砝码的规则是由大到小，逐个遍历，先估测被测量物质量，明显要重很多的砝码就可以不试了。比如20g左右的物体，那500g、200g、100g的可以不试了，直接从50g的开始，偏重换成20g，便轻再加20g的，偏重退20g加10g的，偏重退10g的加5g的，如此一直试到最后1g的。最后，调游码，避免同学没有目的盲目乱调，采用一种快而准的方法，即二分法[3]。每次把游码放中间判断轻重，比如，天平游码最大尺度1g，分成50小格，第一次游码置中间，即1/2=0.5g位置，指针右偏则游码右移置（0.5+0.5/2）g位置，指针左便则游码左移置0.5/2g位置，以此多次使用二分法直至找到平衡点。
四、结束语
物理天平的使用是大学物理实验的基础，本文结合一些学生易犯的错误，给出了一些教学方法以及操作技巧，使学生能更好的操作实验，与之前相比，教学效果显著。
参考文献：
[1]张平.大学物理实验[M].南京:南京大学出版社,2006.
[2]李泽钦.错误演示法在大学物理实验教学中应用初探[J].物理通报,2015,2:68-72
[3]张广平.解读物理天平使用中的几个要点[J].物理实验,2014,34（7）：42-44.
作者：杨秋英 单位：常熟理工学院物理与电子工程学院
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