物理實驗中如何高效理解實驗原理

◎王凌峰

物理實驗中如何高效理解實驗原理

◎王凌峰

高中物理學(xué)習(xí)是以理論知識為基礎(chǔ)，對實驗課程進行創(chuàng)新性的探索，發(fā)現(xiàn)并理解其中的實驗原理。本文介紹了高中生應(yīng)該如何掌握理論知識，并將其運用到物理實驗中，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，增強了自身的實踐能力，高效率的理解物理實驗原理。

實驗作為高中生學(xué)習(xí)物理的重要方法，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)觀念中的物理實驗被普遍認為是一種實踐性強而理論性較弱的活動。實際上，物理實驗是一項以理性思維為主的學(xué)習(xí)模式，在實驗方法與材料的選擇，包括最后的結(jié)果，每一個實驗過程都含有深刻的物理原理。物理原理是物理實驗的核心所在，所以高中生應(yīng)該掌握并有效的理解物理實驗原理。

掌握基礎(chǔ)理論知識，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

物理學(xué)的基本定義是自然科學(xué)，將物質(zhì)與能量之間的性質(zhì)相互聯(lián)系，探索分析出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與運動規(guī)律。“理論是實驗的基礎(chǔ)”，每一門學(xué)科的學(xué)習(xí)方式對于自身在未來的發(fā)展中都有著至關(guān)重要的作用。高中階段，物理作為高考的重要科目，將理論知識與實驗完美的融合，能夠更好地解決實際生活中存在的問題。新課程改革要求高中生重視實驗的基本操作，只有靈活的掌握了理論知識，充分認識到物理的重要性，才能高效的理解物理實驗原理。

例如在研究高中物理力學(xué)實驗“探究物體速度隨時間變化的規(guī)律”時，首先應(yīng)該通過查閱相關(guān)資料對力學(xué)知識有一個大概的了解，這樣才能在實驗探究活動中理解知識與技能、過程與方法，從中學(xué)到關(guān)鍵的知識。其次，結(jié)合生活中的實際情況進行分析，如汽車在發(fā)動前經(jīng)過一定的時間，才會獲得速度加成。這樣我們就可以發(fā)現(xiàn)物理運用的速度會隨著時間的變化而變化，通過這些簡單的例子能發(fā)現(xiàn)物體在作用力下的運動規(guī)律。最后，進行實驗操作，實驗過程中物體在力的作用下移動，利用打點計時器在紙帶上做下標記，重復(fù)操作兩次，減少誤差。通過開展實驗，將教材中的概念與定律合理的同生活實際相互聯(lián)系，從而幫助高中生掌握更多的物理知識，增強獨立思考的能力并養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

積極參與物理競賽，激發(fā)邏輯思維能力

學(xué)習(xí)高中知識時，需要有多種能力的相應(yīng)輔導(dǎo)。積極參加物理實驗競賽，增強自身的實踐能力，實現(xiàn)高中生能力的全面提高與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。突破實驗的難點是深刻理解物理實驗原理的關(guān)鍵所在，物理實驗的設(shè)計不僅需要符合科學(xué)性的原則，也要反應(yīng)出自身的學(xué)習(xí)思想。例如“光電效應(yīng)的演示實驗”，利用光照分析鋅板上存在的正電與周圍形成的電場，再根據(jù)相應(yīng)的公式得出電勢。所以，從這個實驗中可以看出，如果我們不從物理原理的角度出發(fā)，則很難分析出實驗背后的物理規(guī)律。

高中物理知識競賽主要分為四個部分：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)，這是建立在相對論與近代物理知識的基礎(chǔ)上。將理論知識作為基礎(chǔ)，明白競賽的基本流程，培養(yǎng)對物理實驗的興趣，要有質(zhì)疑精神，思考的過程中反思物理原理的形成。在物理知識競賽中通過親自動手參與，不僅掌握了高中物理的理論知識，還能從中探索出物理規(guī)律與概念。培養(yǎng)自身的理解能力、推理能力與實際操作能力，學(xué)會與同學(xué)、教師交流自己的看法與觀點。實驗時要有充分的想象力，通過物理實驗競賽，激發(fā)自身的邏輯思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

自主設(shè)計實驗，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力

學(xué)好理論知識的同時，應(yīng)該將創(chuàng)新實踐作為培養(yǎng)自身全面發(fā)展的基礎(chǔ)。自己設(shè)計實驗方案，在設(shè)計的過程中，對不懂的實驗原理進行相關(guān)的資料查詢。可以按照實驗要求，設(shè)計出合理的方案，對實驗步驟以及實驗中的具體事項進行分析。這樣，能提高自身的學(xué)習(xí)技能，思考問題的方法也能得到相應(yīng)的訓(xùn)練，從而培養(yǎng)高中生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力。由于實驗是自己主動參與設(shè)計的,所以無論是設(shè)計的目的與實驗所揭示的結(jié)論或是實驗的原理都具有深刻的理解。

例如對電學(xué)實驗進行分析時，實驗方法進行歸納，找到實驗設(shè)計原理。電路的選擇上，可以根據(jù)電壓表的分流與分壓作用，利用直接比較法或者臨界值計算比較法。實驗過程中，考慮測量的平均值，接電源-電壓表-電流表-變阻器的順序選擇，保證電壓表的電流與電壓不超過規(guī)定內(nèi)的量程。自主設(shè)計實驗，能夠幫助高中生建立嚴謹、客觀的思維方式，物理實驗的要求相對過高，所以也能鍛煉自身的個人能力。實驗操作時，還需要注意對實驗數(shù)據(jù)進行整合，對物理實驗原理的提高具有積極作用。在實踐能力與創(chuàng)新思維增強的情況下，也能掌握物理實驗的基本技能，對之后的物理應(yīng)用有著重要影響，也是提升整體的物理成績的關(guān)鍵。

物理實驗本身具有抽象性與邏輯性，高中生在理解物理實驗原理時有一定的困難。所以更應(yīng)該牢牢掌握基礎(chǔ)的理論知識，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，積極參加各類物理實驗競賽，激發(fā)自身的邏輯思維。在創(chuàng)造發(fā)展的過程中，摒棄傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，通過物理實驗將被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮綄W(xué)習(xí)，提高自身的學(xué)習(xí)效率。

湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)）