【摘要】教師在物理教學中應重視和改進實驗教學,指出觀察和觀察能力在物理學的重要作用,透過實驗教學培養學生的觀察能力,努力提高物理教學質量。
【關鍵詞】實驗 觀察 能力
物理學是一門以觀察、實驗爲基礎的自然科學,物理規律都是在觀察和實驗的基礎上,認真總結和思考得來的。觀察是研究自然科學的最基本的方法。人們認識自然,總是從觀察開始。“觀”,是動用一切感覺器官去接受各種資訊,包括耳聞、目睹、手摸、鼻嗅、舌嘗。“察”,就是考察,瞭解事物,是用腦積極思考、分析。因此觀察不僅要會“觀”,還要會“察”,纔能有所收穫。任何實驗都離不開觀察,物理實驗更是如此。透過觀察獲取的實驗現象能激發學生的興趣,啓迪學生求知的慾望,從而提高學生的智力和能力,所以觀察能力的培養與提高是整個實驗教學中能力培養和提高的首要前提。
1 利用“好奇心”培養學生對物理現象的興趣和良好的觀察習慣
爲激發學生對物理現象的興趣,教師應充分利用一切機會,給學生創造物理現象的條件,生動的演示實驗可以象磁鐵吸引鐵般地吸引學生注意。例如:在講《摩擦力》時,先做“筷子提米”實驗,學生頭腦中就會出現許多問題,諸如筷子爲什麼能把米提起?用什麼質地的杯子最好?塑料筷子行嗎?學生帶着諸多問題聽講,就會保持濃厚的興趣而進行新課學習。在講《大氣壓》一節時,先將較細的空試管插入粗試管中一半深處,試管倒置後,當學生看到較細的試管不僅不掉下來,反而在粗試管中緩緩上升,即甚感興趣,總想知道是什麼力量使試管上升,從而思維積極活躍起來。學生學習動機中最活躍的成分是興趣,它很好地推動學生主動地去學習知識,研究、探索興趣的培養,不僅能轉化爲學習的動力,而且也能促進智能的發展,以提高學習質量和形成良好的.個性品質。因此,激發和培養學生學習物理的興趣是現代數學中不容忽視的課題。在觀察活動的開始,學生往往帶有一種極強的誘惑感和好奇心,喜新奇,好熱鬧,而這種好奇心正是興趣愛好的原動力。但僅憑好奇心是不夠的。教師在教學中,必須抓住學生好奇心這種心理特徵,變好奇心爲觀察興趣,進而轉化爲求知慾望。爲了提高學生的觀察興趣,在教學中具體可以結合教學內容給學生講中外物理學家的故事;介紹自然界中各種奇異的物理現象;做有趣的物理實驗,介紹物理學前沿知識及科技、生產、生活中的物理應用等。並根據具體教學內容適時佈置觀察作業,並在課堂上講評觀察結果,由此來不斷激發學生們的觀察興趣。
2 教給學生正確的觀察方法
初中學生觀察能力比較弱,教師作演示實驗時,他們的注意力往往會被各式各樣的儀器設備所吸引,不知道該觀察什麼,因此教師就必須教給學生正確的觀察方法,使學生掌握觀察要領,有目的地進行 認真而細緻的觀察,可從以下的幾個方面對學生進行引導:
1)一起觀察:應首先從整體來觀察,以便獲得一個大體輪廓印象,對於常用的儀器儀表,如刻度尺,電壓表等,應該以該儀器儀表測量什麼量,用什麼單位,刻度的最小分度,量程,零刻線以及精度等幾個方面進行綜合觀察,以便準確掌握該儀器儀表在實驗中的使用。
2)按程序觀察:許多物理實驗,不使用的儀器儀表多,操作步驟也多,因此,教師必須注意交待清楚實驗的步驟和方法,引導學生有目的地嚴格按程序進行觀察。例如,用液體壓強計測量液體內部壓強時,在金屬盒的橡皮膜讓學生觀察壓強計上液住的變化,然後把金屬盒進入液體內不同深度,讓學生觀察金屬在不同深度時和金屬盒有同一深度但處於不同方向時壓強計液柱的變化情況。在實驗中經常性地這樣引導學生按程序進行細緻周密的觀察,將會他們的觀察能力逐步得到提高。
3)重點觀察法:即抓住事物本質的核心的關鍵部分或現象進行觀察,培養學生觀察的“選擇性”。引導學生注意收集反映物理現象的本質特點的資訊,依據觀察的目的,區別哪些是該觀察的,哪些是不必要觀察的。在觀察物質時,引導學生根據觀察提綱確定觀察的重點項目;在觀察裝置時,引導學生根據觀察的目的確定優先觀察覈心部分;在觀察實驗操作時,引導學生特別注意對關鍵性的、重要的、以及不易觀察的操作進行重點觀察;在觀察物理現象和圖表模型時,引導學生觀察能反映事物本質的現象或部分,不受無關現象或部分的干擾。如托裏拆利實驗,在大氣壓的作用下使豎直管中水銀柱高出槽中水銀面,管內、外水銀面有一定的高度差。則部分學生可能認爲:大氣壓強的大小與水銀柱的長度有關。此時應該進一步觀察,當玻璃管傾斜一個角度,管中水銀多了一些,水銀柱長度增加,但水銀柱的豎直高度仍然不變,這表明與管的直立或傾斜無關。還有的同學可能認爲大氣壓的大小與玻璃管的粗細有關,那就換用兩隻內徑不同的裝滿水銀的玻璃管重複上述實驗,可觀察到管內外水銀面的高度差都是同一個數值,這表明與管的內徑無關。可見這個現象的本質是水銀柱的豎直高度與大氣壓有關,此實驗表明作用在管外水銀面上的大氣壓強支援着管內的水銀柱,這段水銀柱產生的壓強等於大氣壓。
4) 總結歸納觀察的結果:物理學的許多規律是透過實驗結果總結歸納發現,因此,在教學中應該培養學生透過實現觀察和數據處理,進行歸納分析進而發現物理規律的能力。如研究凸透鏡成像規律的實驗,指導學生實驗觀察歸納如下:物距像的性質像距應用物距+像距u>2f倒立縮小實像f<V<2f照相機u+v>4fu=2f倒立等大實像V=2f/u+V=4ff<U<2f倒立放大實像v>2f幻燈機u+V>4fu=f不成像///uu放大鏡。
3 指導學生制訂周密的觀察計劃
在物理實驗中,要從物理現象中獲得關於物質的組成、結構、性質及其變化等方面的感性認識,必須有周密的觀察計劃,沒有周密觀察計劃就沒有科學的觀察順序,造成顧此失彼,觀察不夠全面,不得要領。學生在開始觀察時,往往會感到不着邊際,無從下手。因此,要指導學生制訂周密的觀察計劃,確定好觀察對象,擬訂出常規觀察項目和特殊觀察項目,明確觀察要點。否則,紛繁多變的物理現象瞬間消逝,如同過眼煙雲,在物理實驗中培養學生的觀察素質也就會成爲一句空話。
4 強調觀察與思考並用
觀察和思考密不可分。正確的觀察是科學思維的基礎,而嚴密的思維又是進行正確觀察的前提。因此,培養學生觀察能力時要強調觀察和思考緊密結合,引導學生積極思考,主動觀察,應儘量避免學生跟着老師進行被動的觀察。
此外,還要對學生提出觀察要求,要求學生堅持實事求是的科學態度,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象;要認真、細緻、深入觀察。在實驗觀察中,要提倡眼腦並用,即把觀察和思維緊密結合起來。在培養學生觀察能力時,要重視培養學生透過表面現象揭示事物本質特徵的能力。