談中學物理實驗中的物理思想

黃韜

【摘要】物理實驗中的物理思想具體來講就是將中學的整個過程中物理實驗中存在的一些要素進行歸納得到一些相對比較重要的原則，最終上升到穩定以及基礎的理性認識。將其作為中學物理實驗的分析、評價以及判斷的標準。每一項實驗都需要一定的理論以及原理來進行設計。而這些理論以及原理就在一定程度上體現了物理思想。

【關鍵詞】物理實驗 物理思想

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）02-0139-02

引言

物理實驗中的物理思想具體來講就是將中學的整個過程中物理實驗中存在的一些要素進行歸納得到一些相對比較重要的原則，最終上升到穩定以及基礎的理性認識。將其作為中學物理實驗的分析、評價以及判斷的標準。在物理實驗的學習過程中，學生如能對物理思想進行掌握，就會在實際實驗的學習過程中發揮非常大的促進作用，進而推動整個物理學科的學習質量的提高。物理實驗中的物理思想的位置高于任何一個物理實驗，因為它是對物理實驗更加深層次的概括以及思考。物理實驗中的物理思想不僅僅體現于物理實驗的要素，還能夠體現在每一個要素進行選擇、處理、運用以及分析之中。

1.物理思想的概念、分類和特征

1.1物理思想的概念

物理思想的廣義含義就是對物質的運動形式、基本結構以及內在的規律的客觀存在反映在人們的意識中在進行一定的思維活動之后出現的結果。具體來講，物理思想與傳統的物理規律、物理的基本概念以及物理方法具有一定的聯系也存在區別。主要包括了我們對于物理學習的實際思想過程、物理學科本身的發展建立以及物理學家的相關探索精神。而物理思想狹義的概念就是在對物理進行學習的過程中形成的滿足物理規律、物理基本概念、物理方法以及物理邏輯的實際結果。

1.2物理思想的分類

在物理學不斷的發展過程中物理思想也在不斷的增多。按照中學物理的實際內容以及特征，物理思想可以分為以下幾類：

1.3 物理思想的特征

（1）思維的創造性。物理思想的實際出現需要經過很多次的抽象以及概括，還需要針對物理現象以及物理過程有一個創造性的認識。尤其是已經存在的重要的物理思想，一般都是經過很多物理學家的思考以及創新概括而產生的。物理思想具體來說并不是經過公式推導出來的，物理思想就是創造性思維的結果。

（2）內容的系統性。物理思想雖然是通過思維創造出來的，但是物理思想的實際內容還是以物理學科的規律、基本概念、方法以及理論為基礎的，物理思想一般具有系統性以及邏輯性，基本都是經過反復的證明而產生相對比較廣泛的適應性。

（3）邏輯的哲學性。物理思想內還包括著很多的哲學相關的觀點，這就在一定程度上體現出了科學的世界觀。

（4）觀念的主導型。物理思想在觀念上能夠幫助學生將實際學習到的物理知識以及方法直接對物理世界進行解讀，除此之外，還能夠有效的對物理問題進行處理、歸納總結出新的物理理論以及對物理現象的探索等。

物理思想就是人們對于物理知識進行學習的過程中，對于相關知識以及方法進行歸納總結得到的科學認識，物理思想能夠對物理相關問題的研究以及理論創新起到一定的指導作用。在中學物理的學習過程中，對于物理思想的學習是一項非常重要的內容。

2.實驗設計與制作中的物理思想

物理實驗的設計，一般都是需要一定的理論以及原理為基礎來指導的。這些理論在一定程度上體現了實驗的物理思想。中學教材上的任何一個實驗都體現了物理學家對于物理世界的認識方式以及裝置的思維，比如利用油膜法對于單分子直徑的測量以及庫侖定律的驗證。學生在教師對于物理實驗的背景以及原理進行講解之后實行實踐。比如觀察雙縫干涉的物理實驗中，在對雙縫干涉實驗的實驗思路以及實驗背景進行學習的基礎上，再對雙縫干涉的條紋進行實際觀察。在物理光學的實際發展過程中，楊氏雙縫干涉實驗是一項非常重要的實驗，具有里程碑的意義。原來波動學很難再取得進步的主要原因就是波振相對于波動的相關性質是相對不完善的，因為沒有關于干涉的概念。而楊氏按照波振面的模型，為相干光波賦予相關的性質，也就是在同一個波振面上多激發的子波都具有一樣的相位、振動的方向以及頻率，這樣是使得這一模型具有非常重要的物理意義。由此可見，如果在實驗中對物理模型以及實際物理背景進行抽出，那么就相當于沒有了物理實驗的精髓。

3.實驗方法中的物理思想

（1）轉換法：物理實驗中非常常用的一種實驗方法，就是將不容易測量的物理量進行轉換，轉換成另外一種比較容易測量的物理量，然后通過測量容易測量的物理量來得到不容易測量的物理量。比如伽利略做了相關的實驗來證明了亞里士多德的落體學說是不對的，具體實驗思路就是將其轉化為斜面的精確分析研究，用沖淡重力的方式來對時間以及距離進行測量，最終外推至自由落體。

（2）放大法：放大法在物理實驗中常見的包括：累積放大法、光學放大法以及機械放大法。放大法關鍵的思想就是不能出現失真的現象，也就是需要線性放大。

（3）模擬法：比如電場中等勢線的描繪實驗，對于電場中的等勢線的直接描繪是相對比較困難的。因為靜電場的規律與恒定電流場的規律是比較相似的，這就表明可以在導電紙上來形成恒定的電流的方式來對靜電場進行模擬，以這樣的方式來做實驗。

4.實驗條件的控制和實驗操作中的物理思想

（1）在實驗裝置以及儀器具有局限的基礎上，還要保障實驗過程中得到最好的實驗結果：在實際物理實驗中對于相關裝置以及儀器的使用需要具有一定的目的性，首先需要遵守相關規范、有步驟、有要求的進行，實驗操作需要清楚明了以及干凈利索。需要學習的物理思想主要包括：砝碼的使用方法并不能用手直接拿，在使用溫度計的過程中避免將玻璃泡握在手中。學生在學習的過程中需要認真的對于潛在的物理思想進行重視。

（2）在物理實驗的實際操作中，需要對已經調整好的實驗條件進行控制：比如在做平拋運動實驗中，需要保障每一次從同一個高度水平上釋放小球。

5.實驗數據處理和分析中的物理思想

在物理實驗中進行大量數據的測量，這些數據需要進行良好的分析以及處理，需要針對相對比較雜亂無章的數據內進行物理規律的歸納，最終得到物理實驗的結果。這個過程主要包括：數據表格的設計，對于實驗相關數據的及時記錄以及處理，然后分析實際測量結果的準確性以及結論的判定性。在對數據進行處理以及記錄的過程中主要體現的物理思想是：在對數據進行測量的過程中，需要盡量的減少由于對數據進行處理而產生的誤差，另一方面又需要盡可能的保障簡化。實驗數據處理以及分析中的物理思想是通過長期的實踐來總結歸納而得到的。

6.結束語

綜上所述，物理思想對學生來說是學習物理實驗的一項非常重要的內容，學生在學習物理實驗相關知識的同時，還需要潛移默化的對物理實驗中的物理思想進行歸納以及掌握，這樣能夠幫助學生對于物理實驗學習質量得到更深層次的提高。

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指導老師：

臧文彧，浙江省德清縣教育局教育研訓中心。endprint