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

高中物理學習是以理論知識為基礎，對實驗課程進行創新性的探索，發現并理解其中的實驗原理。本文介紹了高中生應該如何掌握理論知識，并將其運用到物理實驗中，培養良好的學習習慣，增強了自身的實踐能力，高效率的理解物理實驗原理。

實驗作為高中生學習物理的重要方法，傳統學習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習模式，在實驗方法與材料的選擇，包括最后的結果，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，所以高中生應該掌握并有效的理解物理實驗原理。

掌握基礎理論知識，養成良好的學習習慣

物理學的基本定義是自然科學，將物質與能量之間的性質相互聯系，探索分析出物質的結構與運動規律。“理論是實驗的基礎”，每一門學科的學習方式對于自身在未來的發展中都有著至關重要的作用。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實驗“探究物體速度隨時間變化的規律”時，首先應該通過查閱相關資料對力學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，從中學到關鍵的知識。其次，結合生活中的實際情況進行分析，如汽車在發動前經過一定的時間，才會獲得速度加成。這樣我們就可以發現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現物體在作用力下的運動規律。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成良好的學習習慣。

積極參與物理競賽，激發邏輯思維能力

學習高中知識時，需要有多種能力的相應輔導。積極參加物理實驗競賽，增強自身的實踐能力，實現高中生能力的全面提高與綜合素質的培養。突破實驗的難點是深刻理解物理實驗原理的關鍵所在，物理實驗的設計不僅需要符合科學性的原則，也要反應出自身的學習思想。例如“光電效應的演示實驗”，利用光照分析鋅板上存在的正電與周圍形成的電場，再根據相應的公式得出電勢。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，則很難分析出實驗背后的物理規律。

高中物理知識競賽主要分為四個部分：力學、熱學、電磁學和光學，這是建立在相對論與近代物理知識的基礎上。將理論知識作為基礎，明白競賽的基本流程，培養對物理實驗的興趣，要有質疑精神，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律與概念。培養自身的理解能力、推理能力與實際操作能力，學會與同學、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，激發自身的邏輯思維能力，培養創新意識。

自主設計實驗，培養自身的創新能力

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

例如對電學實驗進行分析時，實驗方法進行歸納，找到實驗設計原理。電路的選擇上，可以根據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定內的量程。自主設計實驗，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據進行整合，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，對之后的物理應用有著重要影響，也是提升整體的物理成績的關鍵。

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。所以更應該牢牢掌握基礎的理論知識，養成良好的學習習慣，積極參加各類物理實驗競賽，激發自身的邏輯思維。在創造發展的過程中，摒棄傳統的學習方式，通過物理實驗將被動式學習轉變為主動式學習，提高自身的學習效率。

湖南師范大學附屬中學）