◎王凌峰

物理實(shí)驗(yàn)中如何高效理解實(shí)驗(yàn)原理

◎王凌峰

高中物理學(xué)習(xí)是以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行創(chuàng)新性的探索，發(fā)現(xiàn)并理解其中的實(shí)驗(yàn)原理。本文介紹了高中生應(yīng)該如何掌握理論知識(shí)，并將其運(yùn)用到物理實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，增強(qiáng)了自身的實(shí)踐能力，高效率的理解物理實(shí)驗(yàn)原理。

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)被普遍認(rèn)為是一種實(shí)踐性強(qiáng)而理論性較弱的活動(dòng)。實(shí)際上，物理實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)以理性思維為主的學(xué)習(xí)模式，在實(shí)驗(yàn)方法與材料的選擇，包括最后的結(jié)果，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都含有深刻的物理原理。物理原理是物理實(shí)驗(yàn)的核心所在，所以高中生應(yīng)該掌握并有效的理解物理實(shí)驗(yàn)原理。

掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，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(yùn)動(dòng)規(guī)律?！袄碚撌菍?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)”，每一門學(xué)科的學(xué)習(xí)方式對(duì)于自身在未來(lái)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(shí)與實(shí)驗(yàn)完美的融合，能夠更好地解決實(shí)際生活中存在的問(wèn)題。新課程改革要求高中生重視實(shí)驗(yàn)的基本操作，只有靈活的掌握了理論知識(shí)，充分認(rèn)識(shí)到物理的重要性，才能高效的理解物理實(shí)驗(yàn)原理。

例如在研究高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)“探究物體速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”時(shí)，首先應(yīng)該通過(guò)查閱相關(guān)資料對(duì)力學(xué)知識(shí)有一個(gè)大概的了解，這樣才能在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中理解知識(shí)與技能、過(guò)程與方法，從中學(xué)到關(guān)鍵的知識(shí)。其次，結(jié)合生活中的實(shí)際情況進(jìn)行分析，如汽車在發(fā)動(dòng)前經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，才會(huì)獲得速度加成。這樣我們就可以發(fā)現(xiàn)物理運(yùn)用的速度會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，通過(guò)這些簡(jiǎn)單的例子能發(fā)現(xiàn)物體在作用力下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。最后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中物體在力的作用下移動(dòng)，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上做下標(biāo)記，重復(fù)操作兩次，減少誤差。通過(guò)開展實(shí)驗(yàn)，將教材中的概念與定律合理的同生活實(shí)際相互聯(lián)系，從而幫助高中生掌握更多的物理知識(shí)，增強(qiáng)獨(dú)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(jìng)賽，激發(fā)邏輯思維能力

學(xué)習(xí)高中知識(shí)時(shí)，需要有多種能力的相應(yīng)輔導(dǎo)。積極參加物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，增強(qiáng)自身的實(shí)踐能力，實(shí)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(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)是深刻理解物理實(shí)驗(yàn)原理的關(guān)鍵所在，物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)”，利用光照分析鋅板上存在的正電與周圍形成的電場(chǎng)，再根據(jù)相應(yīng)的公式得出電勢(shì)。所以，從這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)背后的物理規(guī)律。

高中物理知識(shí)競(jìng)賽主要分為四個(gè)部分：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)，這是建立在相對(duì)論與近代物理知識(shí)的基礎(chǔ)上。將理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，明白競(jìng)賽的基本流程，培養(yǎng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，要有質(zhì)疑精神，思考的過(guò)程中反思物理原理的形成。在物理知識(shí)競(jìng)賽中通過(guò)親自動(dòng)手參與，不僅掌握了高中物理的理論知識(shí)，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(shí)際操作能力，學(xué)會(huì)與同學(xué)、教師交流自己的看法與觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)要有充分的想象力，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，激發(fā)自身的邏輯思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力

學(xué)好理論知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)該將創(chuàng)新實(shí)踐作為培養(yǎng)自身全面發(fā)展的基礎(chǔ)。自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)不懂的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行相關(guān)的資料查詢?？梢园凑諏?shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)出合理的方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)中的具體事項(xiàng)進(jìn)行分析。這樣，能提高自身的學(xué)習(xí)技能，思考問(wèn)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(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。由于實(shí)驗(yàn)是自己主動(dòng)參與設(shè)計(jì)的,所以無(wú)論是設(shè)計(jì)的目的與實(shí)驗(yàn)所揭示的結(jié)論或是實(shí)驗(yàn)的原理都具有深刻的理解。

例如對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析時(shí)，實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行歸納，找到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)算比較法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，考慮測(cè)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(guò)規(guī)定內(nèi)的量程。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能夠幫助高中生建立嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的思維方式，物理實(shí)驗(yàn)的要求相對(duì)過(guò)高，所以也能鍛煉自身的個(gè)人能力。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，還需要注意對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)原理的提高具有積極作用。在實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維增強(qiáng)的情況下，也能掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本技能，對(duì)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(jī)的關(guān)鍵。

物理實(shí)驗(yàn)本身具有抽象性與邏輯性，高中生在理解物理實(shí)驗(yàn)原理時(shí)有一定的困難。所以更應(yīng)該牢牢掌握基礎(chǔ)的理論知識(shí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，積極參加各類物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，激發(fā)自身的邏輯思維。在創(chuàng)造發(fā)展的過(guò)程中，摒棄傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)將被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式學(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)）