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如何在初中物理實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
如何在初中物理實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
沈躍萍
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摘 要：物理學(xué)是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。觀察是人們認識自然現(xiàn)象，獲得感性認識的源泉。學(xué)習(xí)物理就要從對物理現(xiàn)象的觀察入手，認識事物，找尋規(guī)律。觀察力強的學(xué)生能快速找出規(guī)律，抓住問題的實質(zhì)，從而獲得新知識。而且通過觀察感知到的實驗現(xiàn)象還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲，從而提高學(xué)生的知識和技能水平，所以觀察能力的培養(yǎng)與提高是物理實驗教學(xué)中首需培養(yǎng)和提高的能力。
關(guān)鍵詞：物理實驗；觀察力；問題；觀察方法
物理學(xué)是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。觀察是人們認識自然現(xiàn)象，獲得感性認識的源泉。學(xué)習(xí)物理就要從對物理現(xiàn)象的觀察入手。因此，觀察力是物理學(xué)習(xí)必備的能力，巴甫洛夫?qū)懺趯嶒炇覊Ρ谏系淖毅懢褪牵骸坝^察，觀察，再觀察�！�
觀察力就是有目的、有計劃地感知事物的能力。觀察力強的學(xué)生能快速找出規(guī)律，抓住問題的實質(zhì)，從而獲得新知識。而且通過觀察感知到的實驗現(xiàn)象還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲，從而提高學(xué)生的知識和技能水平，所以觀察能力的培養(yǎng)與提高是物理實驗教學(xué)中首需培養(yǎng)和提高的能力。
一、學(xué)生在觀察中出現(xiàn)的問題
初中生由于這一年齡段的生理、心理特點，他們在觀察過程中往往會出現(xiàn)以下問題：
1.觀察對象不明確
大多數(shù)學(xué)生只好奇現(xiàn)象的發(fā)生，他們觀察的目標(biāo)不明確。如在進行“模擬打樁”活動時，學(xué)生集中注意力要對準(zhǔn)樁打，卻忽略了要注意觀察比較重物的質(zhì)量、下落的高度和樁被打下的深度。
2.易受情緒支配
他們往往會被感興趣的事物，鮮艷的色彩，奇怪的形體，響亮的聲音吸引，忘記了本來的任務(wù)。如在觀察水的沸騰實驗中，燒瓶的形狀、火焰的顏色、加熱過程中發(fā)出的聲音都會吸引學(xué)生的注意力，而使他們忽略了觀察水泡的變化，溫度計的讀數(shù)。
3.缺乏主體辨別分析的能力
他們一般滿足于或停留于大致籠統(tǒng)的觀察，不善于觀察物體的局部和細節(jié)，特別是被刺激作用較強部分掩蓋的較弱部分容易被忽略。如在演示滾擺實驗時，學(xué)生容易注意到滾擺旋轉(zhuǎn)并上下運動，卻容易忽視滾擺每次上升的高度和旋轉(zhuǎn)速度的變化。
4.表述觀察到的現(xiàn)象時存在一定程度的主觀性和片面性
學(xué)生往往憑自己主觀想象，想當(dāng)然地表述對象，不善于進行聯(lián)系、比較，失之于片面。如在探究彈簧的伸長量與所受外力大小的關(guān)系時，他們只表述出彈簧所受外力越大，彈簧越長，卻忽略了伸長量與長度的區(qū)別和彈簧的彈性形變是有限度的。
二、如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生上述心理特點，有目的、有計劃地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，提高觀察效果。
1.引導(dǎo)學(xué)生明確觀察目的
明確目的，把握方向是提高觀察效果的首要條件。我們在實驗之前要引導(dǎo)學(xué)生自己確定實驗的目的，為什么要觀察？觀察什么？要找出什么規(guī)律？這樣學(xué)生自己抓住了觀察的重點，有目的地進行觀察，久而久之，學(xué)生的觀察力就會得到提高。如在探究影響動能大小的因素的實驗中，可以通過問題“如何比較動能的大��？”和“如何控制變量？”引導(dǎo)學(xué)生自行確定觀察方向。又如伏安法測電阻實驗中，可引導(dǎo)學(xué)生從測量原理“R=U/I”確定觀察的目的。
2.教給學(xué)生觀察的方法
在引導(dǎo)學(xué)生明確目的，把握方向后，教師還應(yīng)教給學(xué)生觀察的方法，鼓勵學(xué)生用合適的方法多觀察周圍事物，去發(fā)現(xiàn)、去思考，在不斷的實踐中提升自身的觀察能力。
�。�1）比較觀察法
由于事物與事物之間、現(xiàn)象與現(xiàn)象之間總是既有聯(lián)系又有不同。因此，教師在教學(xué)過程中，要注意將物理現(xiàn)象分析比較，在相同事物和現(xiàn)象中，找出它們之間的不同點；在不同事物和現(xiàn)象中，找出它們之間的相同點。如：觀察用電流表測電流，用電壓表測電壓，比較兩表的構(gòu)造、最小刻度及實驗操作的異同點；研究“磁場對電流的作用”和“磁生電”時，比較先有電流后有導(dǎo)體運動還是先有導(dǎo)體運動后有電流。
�。�2）控制變量觀察法
當(dāng)一個物理現(xiàn)象有幾個因素共同支配時，為了弄清各個因素的作用，通常采用的方法是先固定其他因素不變，只改變一個因素，去觀察物理現(xiàn)象與這個因素的關(guān)系，然后再改變另一個因素，去觀察分析物理現(xiàn)象與它的關(guān)系，依次每次只改變一個因素，即控制變量法。例如，書本中探究電流與電壓、電阻的關(guān)系、探究影響滑動摩擦力大小的因素、探究影響壓力作用效果的因素等都是利用這種方法總結(jié)出來的。這種方法是初中物理探究方法的重中之重，它對提高學(xué)生觀察能力、分析問題的能力有著舉足輕重的作用。
�。�3）順序觀察法
即先觀察什么，后觀察什么，要按順序觀察。有些實驗需按照一定的順序進行觀察，完成。如簡單的，如何正確使用溫度計，也得按順序觀察：①先觀察估計被測物的溫度，選擇合適的溫度計；②觀察溫度計的量程和分度值；③觀察溫度計的玻璃泡是否與被測物充分接觸，且不碰容器底和壁；④觀察測溫液體是否已經(jīng)穩(wěn)定；⑤穩(wěn)定后才能觀察并記錄數(shù)據(jù)。
�。�4）轉(zhuǎn)換觀察法
當(dāng)某種事物無法直接觀察到時，通過觀察它作用后所產(chǎn)生的效果間接得知。如：動能的大小是通過觀察物塊被推出的距離來確定的；電流做功的多少是通過觀察小燈泡的亮暗確定的；電熱的大小是通過觀察煤油升高溫度的大小確定的。
當(dāng)然，觀察的方法不僅僅就這四種，如在研究伽利略的“斜面小車實驗”時，可以指導(dǎo)學(xué)生用理想化推斷法。
3.培養(yǎng)學(xué)生良好的觀察習(xí)慣
�。�1）指導(dǎo)學(xué)生制訂觀察計劃
在物理實驗中，學(xué)生在開始觀察時，往往會感到不著邊際，無從下手。而我們又需要從觀察到的物理現(xiàn)象中獲得關(guān)于物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化等方面的感性認識。因此，要指導(dǎo)學(xué)生制訂周密的觀察計劃，確定好觀察對象，擬訂出常規(guī)觀察項目和特殊觀察項目，明確觀察要點。沒有周密的觀察計劃就沒有科學(xué)的觀察順序，造成顧此失彼，觀察不夠全面；而且紛繁多變的物理現(xiàn)象有時會稍縱即逝，如同過眼煙云，在物理實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察素養(yǎng)也就會成為一句空話。如觀察水的沸騰實驗，就可制訂如下觀察計劃：
�、儆^察并記錄溫度：
�、谟^察氣泡和聲音：
（2）培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)觀察態(tài)度
實事求是是科學(xué)觀察的基礎(chǔ)，又是觀察的重要品質(zhì)和方法。在物理實驗教學(xué)中，要求學(xué)生堅持實事求是的科學(xué)態(tài)度，毫不含糊地尊重客觀事實，如實地記錄實驗中觀察到的各種現(xiàn)象，每一個數(shù)據(jù)，做到嚴格地把實驗事實和自己對事實的解釋區(qū)別開來。如“探究杠桿的平衡條件”實驗中，基礎(chǔ)好的學(xué)生經(jīng)過預(yù)習(xí)后，往往會根據(jù)“F1L1=F2L2”來湊數(shù)據(jù)。這時教師要看著學(xué)生重新實驗，并提醒學(xué)生測量長度時還要記錄估計值。堅持實事求是的科學(xué)態(tài)度，不僅是提高物理實驗質(zhì)量的要求，也是增強學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的需要。
（3）培養(yǎng)學(xué)生眼腦并用的觀察習(xí)慣
眼腦并用，即把觀察和思維緊密結(jié)合起來。一方面，任何一個實驗中都或多或少地存在著與概念、原理、規(guī)律的本質(zhì)因素?zé)o關(guān)的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象在實驗中起著干擾的作用。另一方面，觀察是一種理性知識參與下的知覺，因此主觀因素對觀察也起著干擾的作用。觀察中的“觀”就是看，“察”就是研究，只有邊看邊研究才能把握實驗現(xiàn)象中的本質(zhì)特征和必然聯(lián)系，而且能根據(jù)觀察到的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問題，促進進一步的觀察和對觀察材料的思維加工，辨別本質(zhì)現(xiàn)象和非本質(zhì)現(xiàn)象，去偽存真，得出正確的觀察結(jié)果。如：在演示“慣性”的打棋子實驗中，學(xué)生往往會把注意力轉(zhuǎn)加在下面飛出的棋子上，而忽略了上面的棋子。在演示“分子間存在引力”的肥皂泡實驗中，當(dāng)老師捅破一邊的肥皂泡后，細線被推向另一側(cè)，而有很多學(xué)生會認為細線被推向了另一側(cè)，從而理解成分子間存在斥力。這就要求學(xué)生觀察時要邊觀察邊思考。
�。�4）引導(dǎo)學(xué)生觀察自然界和日常生活中的物理現(xiàn)象
培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的觀察力，僅靠課本中的演示實驗和學(xué)生實驗是不夠的，課本的各種實驗只給我們提供了一種初步的指導(dǎo)，要讓學(xué)生學(xué)會在日常生活、生產(chǎn)中進行觀察。教師可先提出一些問題讓學(xué)生自己去觀察、去分析，總結(jié)出原因或規(guī)律。學(xué)生在實踐生活中就會發(fā)現(xiàn)物理知識具有廣泛的應(yīng)用，會發(fā)現(xiàn)自己所學(xué)的物理知識能派上用場，那時學(xué)生會感到一種滿足，一種享受，而這種享受和滿足能夠激勵學(xué)生更積極地去追求更深奧的物理秘密。如，在講解聲音時，可讓學(xué)生去觀察為什么蜜蜂飛過我們可聽見響聲，而蝴蝶飛過時我們卻聽不到聲音呢？讓學(xué)生去觀察、去思考，分析原因。這樣指導(dǎo)學(xué)生在自己周圍的空間去觀察、去思考，不僅培養(yǎng)了學(xué)生觀察的主動性，而且對學(xué)生觀察能力的發(fā)展也起到重要的作用。
素質(zhì)教育要求導(dǎo)學(xué)者引導(dǎo)學(xué)生探究知識的同時教給方法，培養(yǎng)能力，而觀察能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿在學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程中，應(yīng)通過興趣的培養(yǎng)讓學(xué)生積極主動地參與到觀察活動中去，自覺地養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣，提高觀察能力。只有觀察，觀察，再觀察，才能不斷地提出問題、解決問題，掌握新知識。
參考文獻：
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［3］劉知新，梁慧妹。物理實驗［M］。南寧：廣西教育出版社，2006.
［4］宋麗霞，馬昌法。用演示實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力［J］。物理教學(xué)，2008（07）。
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