简化大学物理实验基本计算的方法

郭锐

【摘 要】本文首先对现阶段大学物理实验中存在的问题进行分析，比如计算繁琐、精确度差、环节复杂等等，针对这些问题提出了计算机编程的解决方法。针对其设计思路、特点以及优化方法进行了研究，最终得出本文所研究的大学物理实验计算方法更加便捷、高效，并且重复利用。

【关键词】大学物理实验；基本计算；方法

0 引言

作为一种最接近人类自然语言的程序，计算机高级语言在我国很多领域都得到了广泛应用。其程序中采用了与数学符号和算式非常接近的运算符号以及预算式，不会被计算机具体结构与指令系统所局限，问题处理通用性强。针对以上特点，从计算机编程语言掌握以及知识的运用出发，对如何运用计算机编程来解决大学物理实验基本计算的实际问题进行研究，以此为学习和研究提供更加便捷、简化的途径。

1 大学物理实验基本计算存在的问题

结合分析，从物理实验的课程安排看，其属于独立的基础课程，尤其在理工院校，学生是通过实验的基本训练，提高对于大学物理知识的掌握，大学阶段作为学生系统地接受实验的开端，若提高实验方法的掌握能力，会助力于日后学业与事业的有效发展，尤其对于日后要从事科研类专业的学生，是具有积极意义的。在具体实验阶段，主要包括对物理力学、热学以及光学、电磁学等等的实验，实验过程，通过具体的数据与操作展示，提高学生认识。涉及到具体的基本计算实验包括弦振动研究和液体粘滞系数的测定，以及电位差计的使用与薄透镜焦距的测定等等。这些实验内容会利用实验计算，得出结果进行对比与研究，其体现的更是基本计算，他们之间的共性是大同小异的。也会进行平均值计算、直接不确定度与间接不确定度的计算。在处理过程中，工作较为繁琐，具体表现在实验过程需要利用计算，并且计算繁琐，要使用大量数据，计算过程存在结果除不尽情况，这就导致了繁琐、复杂性产生，即使是利用了函数计算器，也容易出现错误，很多实验过程，会进行反复工作，包括教师与学生，都会感到处理困难，通过尝试，可以运用Visual Basic编程来实现对此问题的简化，可以很好的运用到大学物理实验基本计算实践之中。

2 大学物理实验基本计算的简化方法

基于以上大学物理实验计算中存在问题，针对上述问题，对大学物理实验基本技术方法进行简化是非常必要的，下面从设计思路、实现过程、设计思路扩展等几个方面对简化方法进行几方面具体分析：

2.1 设计思路

在大学课程中进行实验的过程中，对于一些出现一些误差和不准确的现象，是非常正常的，测量的结果中都会存在一些不确定的因素。不确定因素主要是评定测量数据所在的范围。它主要会展示出在测量中出现误差的过程中，存在的一些不确定的因素，从而站在概念意义的观念和角度上，对实际测量得出的结果进行全方面的评价。

在物理实验对数据处理的过程中，对不确定因素的应用比较多，并且采用的方法也基本一致，实验过程中的特点也非常鲜明。但是在对直接不确定的数据计算的过程中，需要对其中的平均值进行测量和计算，还要对其中出现的误差进行改正，并且采用贝塞尔公式的方法，对其中的标准差进行计算，然后通过不确定A类和B类的分量，合成不确定的数值，最终科学合理的完成不确定计算的方法。另外，在对间接不确定数值计算的过程中，会出现相应的偏导问题，并且还与实际的物理公式有着密不可分的联系。所以，在这样的情况下，就会导致很难对数据进行统一的处理，从而有效的实现对一些实验过程的计算。

在对物理实验过程中对不确定度进行计算的过程中，需要运用计算机编程语言技术对数据进行详细的描述。这样就可以运用Visual Basic的编程技术，实现人工计算的发展模式，并且保证在实际运算的过程中计算机程序的流程化和规范化，从而对程序中的功能有进一步的优化，并且更好的服务用户。另外，为了能够获得比较准确的实验和测量数据，就采用了大量的手工计算放大，经过结果表明，发现对实验计算结果准确度造成影响的主要原因，就是将实验过程中产生的数据进行了四舍五入。所以，为了能够有效的解决这个问题，就需要将计算机编程的思想进行完美的结合，并且将实验过程中的数据临时存在一些文件中，这样不仅可以有效实现程序对原始和中间数据的记忆功能，还可以有效降低实验数据产生的误差。

2.2 实现过程

使用者可以在特定的空间内，将实验中获取的数据合理的输入，其中的数据主要包括单个数据和多个分散数据等等，对于不同的数据，需要运用空格和回车区别。然后等到数据输入完毕之后，可以通过单机计算的按钮触发click的事件，这样就可以促使程序对用户输入的数据有自动获取的功能，并且存在另一个硬盘中。然后需要将程序中的数据提取出来，并且贯穿到数组中，然后采用预先设置的运算步骤，从而将数组中的数据进行严格的规范。最后，就需要将得出的最终结果，存在硬盘中的文件里，依据得出的不同数据，就可以真实的反映出现实的物理意义，最终可以实现对数据储存可以合理的在前台分配。

通过提高控件和触发的时间，就可以在计算机程序显示装置图的过程中提供合理的操作功能。

2.3 设计思路扩展（下转第38页）

（上接第55页）

可以采用一样的方式和方法，根据上文中提高的思路，对数据进行不同的处理，就可以大道不同物理实验流程化计算的描述方法，从而通过在测量之后得出的数据按照实际的物理意义进行分离，从而可以有效实现能够自主选择输出计算的结果。除此之外，还可以将大量的数据，通过文件的读写方式，对数据进行严格的录入和修改。

但是如果对一些物理实验不同的数据进行计算的过程中，就可以保证在最基础的思路上，合理的增加控件和触发事件的技术，从而就可以有效实现将多个类别的实现统一在一个工程中，在保障可以提高代码和计算数组复用性的同时，提高整体的开发效率。

3 调试运行结果与分析

根据上文提到的相关设计思路，非常重要和关键的就是计算结果，就可以合理的运用Visual Basic编程语言技术。另外，还可以通过对实物的编程，从而实现更加方便的对功能的添加过程中，从而促使阶段的设计会非常便捷和简单。

如果在对实验数据处理的过程中，其中存在一些计算量较大和实验重复性次数较多的实验数据，就会更加突出编程计算过程中的优势。这就可以适当的运用尝试运用Visua Basic计算机编程语言的技术，从而可以实现直接不确定度和间接不确定的完善计算，保证对实验的数据能够变得更加简单和高效，最终保证数据的精确度比较高，并且对实验的数据进行正确的计算。

4 结束语

本文文所研究的程序与暂存于内存的一般手段相比，其优势非常显著。它不仅能够实现物理实验计算的便捷化，还克服了大部分简答运算程序缺乏記忆功能的问题，为先前数据的多次调试创造了可行性。这种记忆功能等同于建立了一个文件数据库，既能够对数据进行储存和调试，又能够避免大量数据的再输入。本文所研究的程序具有操纵简单、速度快、计算准确性高等特点。在大学物理实验中应用，能够大大提高计算的效率，也便于日后对实验数据的修改和调整。在记忆功能的支持下，程序得到了进一步优化，能够大大减少特定计算以及数据修改量。

【参考文献】

[1]盛虹.大学物理实验数据处理中不确定度的计算[J].大学物理实验，2011（02）.

[2]刘丽群，曹文，王宏波.大学物理实验中误差理论教学的几点考虑[J].大学物理实验.2010（02）.endprint