物理实验中如何高效理解实验原理

◎王凌峰

物理实验中如何高效理解实验原理

◎王凌峰

高中物理学习是以理论知识为基础，对实验课程进行创新性的探索，发现并理解其中的实验原理。本文介绍了高中生应该如何掌握理论知识，并将其运用到物理实验中，培养良好的学习习惯，增强了自身的实践能力，高效率的理解物理实验原理。

实验作为高中生学习物理的重要方法，传统学习观念中的物理实验被普遍认为是一种实践性强而理论性较弱的活动。实际上，物理实验是一项以理性思维为主的学习模式，在实验方法与材料的选择，包括最后的结果，每一个实验过程都含有深刻的物理原理。物理原理是物理实验的核心所在，所以高中生应该掌握并有效的理解物理实验原理。

掌握基础理论知识，养成良好的学习习惯

物理学的基本定义是自然科学，将物质与能量之间的性质相互联系，探索分析出物质的结构与运动规律。“理论是实验的基础”，每一门学科的学习方式对于自身在未来的发展中都有着至关重要的作用。高中阶段，物理作为高考的重要科目，将理论知识与实验完美的融合，能够更好地解决实际生活中存在的问题。新课程改革要求高中生重视实验的基本操作，只有灵活的掌握了理论知识，充分认识到物理的重要性，才能高效的理解物理实验原理。

例如在研究高中物理力学实验“探究物体速度随时间变化的规律”时，首先应该通过查阅相关资料对力学知识有一个大概的了解，这样才能在实验探究活动中理解知识与技能、过程与方法，从中学到关键的知识。其次，结合生活中的实际情况进行分析，如汽车在发动前经过一定的时间，才会获得速度加成。这样我们就可以发现物理运用的速度会随着时间的变化而变化，通过这些简单的例子能发现物体在作用力下的运动规律。最后，进行实验操作，实验过程中物体在力的作用下移动，利用打点计时器在纸带上做下标记，重复操作两次，减少误差。通过开展实验，将教材中的概念与定律合理的同生活实际相互联系，从而帮助高中生掌握更多的物理知识，增强独立思考的能力并养成良好的学习习惯。

积极参与物理竞赛，激发逻辑思维能力

学习高中知识时，需要有多种能力的相应辅导。积极参加物理实验竞赛，增强自身的实践能力，实现高中生能力的全面提高与综合素质的培养。突破实验的难点是深刻理解物理实验原理的关键所在，物理实验的设计不仅需要符合科学性的原则，也要反应出自身的学习思想。例如“光电效应的演示实验”，利用光照分析锌板上存在的正电与周围形成的电场，再根据相应的公式得出电势。所以，从这个实验中可以看出，如果我们不从物理原理的角度出发，则很难分析出实验背后的物理规律。

高中物理知识竞赛主要分为四个部分：力学、热学、电磁学和光学，这是建立在相对论与近代物理知识的基础上。将理论知识作为基础，明白竞赛的基本流程，培养对物理实验的兴趣，要有质疑精神，思考的过程中反思物理原理的形成。在物理知识竞赛中通过亲自动手参与，不仅掌握了高中物理的理论知识，还能从中探索出物理规律与概念。培养自身的理解能力、推理能力与实际操作能力，学会与同学、教师交流自己的看法与观点。实验时要有充分的想象力，通过物理实验竞赛，激发自身的逻辑思维能力，培养创新意识。

自主设计实验，培养自身的创新能力

学好理论知识的同时，应该将创新实践作为培养自身全面发展的基础。自己设计实验方案，在设计的过程中，对不懂的实验原理进行相关的资料查询。可以按照实验要求，设计出合理的方案，对实验步骤以及实验中的具体事项进行分析。这样，能提高自身的学习技能，思考问题的方法也能得到相应的训练，从而培养高中生发现问题、思考问题和解决问题的能力。由于实验是自己主动参与设计的,所以无论是设计的目的与实验所揭示的结论或是实验的原理都具有深刻的理解。

例如对电学实验进行分析时，实验方法进行归纳，找到实验设计原理。电路的选择上，可以根据电压表的分流与分压作用，利用直接比较法或者临界值计算比较法。实验过程中，考虑测量的平均值，接电源-电压表-电流表-变阻器的顺序选择，保证电压表的电流与电压不超过规定内的量程。自主设计实验，能够帮助高中生建立严谨、客观的思维方式，物理实验的要求相对过高，所以也能锻炼自身的个人能力。实验操作时，还需要注意对实验数据进行整合，对物理实验原理的提高具有积极作用。在实践能力与创新思维增强的情况下，也能掌握物理实验的基本技能，对之后的物理应用有着重要影响，也是提升整体的物理成绩的关键。

物理实验本身具有抽象性与逻辑性，高中生在理解物理实验原理时有一定的困难。所以更应该牢牢掌握基础的理论知识，养成良好的学习习惯，积极参加各类物理实验竞赛，激发自身的逻辑思维。在创造发展的过程中，摒弃传统的学习方式，通过物理实验将被动式学习转变为主动式学习，提高自身的学习效率。

湖南师范大学附属中学）