在物理实验情境中培养观察能力
作者：刘春梅　…    文章来源：物　理　教　学　探　讨    
 
摘　要:物理学是一门以实验为基础的科学,而观察是人们认识事物、获取真知、发现问题源的泉。因此在物理实验教学中培养学生的观察能力就显得尤为重要。

关键词   物理实验观察 观察能力 观察能力的培养

　　物理学是一门以实验为基础的科学。物理学之所以可靠,就是因为它们中建立在大量的实验事实基础上并经受了后来事实的检验。而观察是人的一种有目的、有计划的知觉, 是知觉的高级形式。观察是人们认识事物、获取真知、发现问题的源泉。观察能力是通过感官捕捉事物中典型的、具有本质的外部特征的能力。对人类做出重大贡献的科学家都具有敏锐的观察力,这是科学研究的开端。九年义务教育全日制初级中学《物理教学大纲》中指出:“初中物理教学要以观察、实验为基础观察现象、进行演示和学生实验, 能够使学生对物理事实获得具体的明确的认识,这种认识是理解物理概念和规律的必要基础。观察和实验,对培养学生的观察能力, 实事求是的工作态度,引起学习兴趣具有不可替代的作用。因此,教学中要重视让学生观察有关的现象, 要大力加强演示实验和学生实验。”可见为了使物理实验情境中的观察成为真正意义层面上的观察,进而卓有成效地培养学生的感受能力,在教学中我主要从以下几个方面培养学生的观察能力。

1　培养学生在演示实验中的观察能力

       从培养能力的角度来看,演示实验主要是培养学生的观察能力,因此要培养观察能力就必须抓好演示实验。演示实验中培养观察能力主要有三种方法:一是教师演示物理现象, 学生现场观察法;二是测试时, 靠学生回忆平时在课堂上观察到的物理现象, 回答测试题目的问题, 此为回忆观察法; 三是给学生放映有关物理现象的录像,让学生根据录像中观察到的现象, 回答相关的问题。这是观看录像法。在演示实验中,我着重培养学生的观察的目的性、全面性和敏锐性。

       目的性　观察的目的性是指善于组织知觉活动达到预期观察目的的品质。观察的目的性使观察活动具有明确的方向与选择性。教师可以在单元教学以后就培养学生观察的目的性出一个题目。在这里我采用了回忆观察法。例如:请你就刚学习过的《磁场》、《电磁感应》举一个老师在课堂上做过的、你又感兴趣的演示实验, 说出老师做的步骤、你观察到的现象和得到的结论。这样的题目给学生很大的自主性。其一是, 学生选择课题是自主的; 其二是体现自己的兴趣、认识的独到之处是自主的。这里需要注意的是, 学生的观察及所得,与教师做演示实验的目的可能一致也可能不一致, 应当如何看待这个问题?观察必须有明确的目的, 这是观察与一般感知的区别,教师当然期望学生观察的目的与自己演示的目的一致。一致,教学效益高,但不一致也不能轻易否定。“目的”定向本身就有它的缺陷,因为目的性太强会削弱或忽视观察时的意外发现,物理学史上的有些发现就是“目的”之外的收获。对学生观察能力的培养不能要求一致,因为不同的观察能力本身就存在差异。这样的题目给评价带来了不便,但是教师正好藉此培养学生的自主性和观察的目的性以及可以提高学生学习的积极性(因为评价的标准较自由) 。

       全面性　观察的全面性就是要求学生在物理实验中尽可能地用各种感官,从多方面进行观察。在讲时间和时刻这一物理概念时, 我采用了挤的人群,嘈杂的声音,让许多学生迷失了自己,扰乱了他们的视线。当我问及刚才我们看到的是列车时间表还是列车时刻表时,很多同学感到茫然, 他们哪里注意到了那挂在墙上的静止的物体,视线全部被移动的东西给吸引住了。接下来的学习中学生就会聚精会神地听课,对知识点掌握得相当好。有了这次经验以后, 学生在以后的观察中就全面多了。

        敏锐性　观察的敏锐性是指善于迅速发现事物重要特征的品质。一个具备观察敏锐性的人, 能够在司空见惯的现象中发现一些新的东西,善于在平凡的事物中发现重要特征。例如:在演示单摆振动周期与重力加速度关系时,教师可以放一块强磁铁在单摆的下方,再测出其振动周期, 比较一下放了磁铁与没放磁铁的哪个周期大?这样的题目,在教师没有讲解的情况下,学生只有靠敏锐的观察了。
 

2　提高学生在分组实验中的观察能力

       客观性　观察的客观性是善于实事求是去知觉事物的品质。尊重客观事实, 科学地反映事物的本来面目, 是观察的基本特性。在中学物理实验中,验证性实验居多, 有些同学在做实验的过程中,不尊重客观事实,经常歪曲实验数据,捏造出符合规律的数据来, 常常弄得实验零误差。作为教师,应该培养学生观察能力的客观性及实事求是的科学态度。一就是一,二就是二,不要弄虚作假,实验中误差是不可避免的。教师在演示实验的过程中应注意培养学生科学的学习态度和体验,避免出现捏造实验数据、歪曲实验事实的现象。在凸透镜成像规律的实验中,除了照课本上的实验步骤外,再要求学生在观察中悟出凸透镜的前后两个镜面上分别出现正立和倒立烛焰像的道理,让学生在实验中巩固了凸镜和凹镜成像的知识, 培养了学生对物理现象的综合观察能力。接着追问:“把光屏取走,能见到实像吗?”学生由于受思维定势的影响, 认为:“没有光屏就不能成像。”也有的学生感到老师的提问而又无法来肯定或否定。这时老师抓住机会, 引导学生在实验过程中探索, 先用毛玻璃代替光屏, 并在成像的位置上把它渐渐下移,沿着光轴的方向看去在屏移去的位置上就有一部分烛焰实像,并和毛玻璃上成的另一部分烛焰实像上下接合,此时学生一种找到答案的喜悦感,犹如深山觅珍宝似的兴奋激动, 使学生有探索过程中提高认知兴趣, 也培养了学生用求实的作风探索科学的奥妙。最后再问:“为什么我们平时要应用光屏来接收呢?”让学生把光的漫反射知识和生活实际应用有机结合。在实验中探索知识内在联系,改变学生在实验中依葫芦画瓢的学风。

3　指导学生在“小制作”实践活动中的观察能力

       放手让学生在“小制作”活动中, 用简易的材料,激发学生对事物的直接兴趣, 引起学生自发思维。使学生用自己灵巧的双手, 克服老师“喂着吃”的习惯, 防止学生在制作实践中出现“消化不良”的现象。在“小制作”实践活动中培养观察的精确性。

      精确性　观察的精确性是指在观察中善于区分出事物细微而重要特征的品质。精确知觉事物,才能发现事物有价值的特征, 才能提高观察的效应。一个观察力较强的人, 既能善于观察事物的全貌, 又能觉察到事物的细微特征。观察需要认真细致的科学态度。对一些密切协作定性的实验要求观察准确,对定量实验要求必须有足够的精确度。英国物理学家开尔文曾说过, 一切科学上最伟大的发现几乎都是由精确的测定和总结许许多多数字得来的。在此我安排小制作:用一根漆包线、两枚回形针、小磁铁,完成小电动机的制作。虽然有的学生怀疑一根线、一块磁铁能转吗?但学生的兴趣很浓。经实践通电试验后,有的不转,有的晃动,有的用手一碰就转了。老师问“为什么各人做的现象不同呢?导线中有电流吗?电流的方向?”老师又指出,这个电动机有没有换向器?这里的换向器如何解决呢?至此告诉学生,换向器是转动的关键, 也就是转轴的导线与支架接触处必须刮去半边绝缘漆来代用。并让学生刮漆哪半边好!再请学生多绕几圈, 分别刮去不同地方的漆。学生在观察- 思考- 再观察中完成小制作, 在观察中找出不转动的原因, 在思考中研讨怎么办, 在再观察中确定实践方法, 加深对直流电动机构造和原理的认识和理解。学生在小制作中运用简易材料, 重复操作实践, 学生可以自己不断评价和验证自己的设想,并及时得到反馈信息,对于培养学生的创造性思维能力有利无弊。教学有法但无定法,这里我仅就自己在教学中是如何培养学生的观察能力谈了一点自己的看法。当然在实际操作中, 有时我们也可以在物理实验中创设多个物理实验情境全方位地培养学生观察能力的方方面面。