張金玉　張艷燕

摘 要：物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察能力是物理教學(xué)的重要內(nèi)容。對于已具備抽象思維能力的高中生，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察能力要注重對觀察習(xí)慣、觀察素質(zhì)和觀察方法的訓(xùn)練，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有意識地引導(dǎo)觀察方法的運(yùn)用，從而促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)觀察能力的提高。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；觀察能力；高中生

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）12-0011-3

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)觀察為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，觀察和實(shí)驗(yàn)是獲取感性知識的重要途徑，是學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的重要方法。自從經(jīng)典力學(xué)之父伽利略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)方法來研究物理現(xiàn)象，就有力地推動了物理學(xué)的發(fā)展。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)就是讓學(xué)生在科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，提高?shí)驗(yàn)素養(yǎng)?？茖W(xué)地觀察是學(xué)習(xí)和探索物理規(guī)律的重要手段，所以，物理教學(xué)中首先要培養(yǎng)的是物理實(shí)驗(yàn)觀察能力。

1 物理實(shí)驗(yàn)觀察能力是知覺過程

實(shí)驗(yàn)觀察能力是指在特定的條件下，個(gè)體能針對具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生有意義知覺的能力。從定義可以看出，在物理實(shí)驗(yàn)觀察中，我們是通過各種感覺器官，比如要用眼睛去看外觀的形狀、顏色、大小等，還要用耳朵、鼻子、雙手去對聲音、味道和冷熱程度來進(jìn)行有目的、有計(jì)劃、有步驟地去感知過程。觀察是思維的知覺，在這個(gè)過程中還要對感受到的信息進(jìn)行加工，分析總結(jié)出物理現(xiàn)象中的物理規(guī)律。高中生的物理實(shí)驗(yàn)觀察能力是指中學(xué)生順利進(jìn)行物理現(xiàn)象觀察時(shí)所具有的個(gè)性心理特征，是在物理學(xué)習(xí)過程中逐步形成與發(fā)展起來的。

物理實(shí)驗(yàn)觀察能力對于高中生學(xué)習(xí)物理非常重要，在觀察活動中，直觀的物理現(xiàn)象會引起學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)興趣，形成大量豐富的物理表象，有利于激發(fā)科學(xué)思維活動，促進(jìn)學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)。物理學(xué)科的研究對象是物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的運(yùn)動形式及其規(guī)律，對于物理現(xiàn)象的觀察，更多地是相對于時(shí)間與空間的物理變化。依據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)物理實(shí)驗(yàn)觀察能力，需要養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣，培養(yǎng)優(yōu)良的觀察品質(zhì)，掌握科學(xué)的觀察方法，創(chuàng)造更多的觀察實(shí)踐活動。

2 物理教學(xué)中培養(yǎng)良好的觀察習(xí)慣

良好的觀察習(xí)慣是有目的、有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行觀察活動，只有這樣，才能使得觀察結(jié)果具有科學(xué)性和客觀性。

首先，要有觀察興趣。興趣是最大的學(xué)習(xí)動機(jī)，那么觀察也不例外。愛因斯坦曾說：“興趣是最好的老師。”在實(shí)際的物理教學(xué)中，可以創(chuàng)設(shè)物理情境，設(shè)疑激趣。強(qiáng)烈的好奇與求知會讓學(xué)生主動且有效地進(jìn)行觀察活動。其次，在觀察中要學(xué)會把握觀察的重點(diǎn)，對于觀察對象要明確，而且在實(shí)驗(yàn)觀察中善于邏輯推理，能概括出物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征。再次，在觀察之前設(shè)計(jì)好觀察的順序。物理學(xué)科的特性決定了觀察的順序有三種，時(shí)間順序、空間順序、局部到整體或整體到局部的順序。通過對實(shí)驗(yàn)步驟的分析，弄清觀察的先后及主次的順序。最后，觀察中要有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，客觀地做好觀察記錄，力求達(dá)到全面、細(xì)致和準(zhǔn)確的觀察。這樣便于接下來的分析、整理和總結(jié)觀察結(jié)果。

3 物理教學(xué)中培養(yǎng)優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)觀察素質(zhì)

3.1 觀察的目的性

觀察的目的性是指善于組織知覺活動達(dá)到預(yù)期觀察目的的品質(zhì)。作為一名中學(xué)生，物理實(shí)驗(yàn)觀察能力是獲取物理知識的開端，也是對物理知識感情認(rèn)識的源泉，同時(shí)也是學(xué)生進(jìn)行思維活動的條件。通常來說，中學(xué)生作為青少年，對新鮮、未知的現(xiàn)象和事物充滿好奇心，是有觀察的意愿和內(nèi)在動機(jī)的。但在具體的觀察過程中，如果未進(jìn)行先期的引導(dǎo)和告知，學(xué)生的觀察往往有一定的盲目性。因此，教師在學(xué)生進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生弄清觀察的目的，以便使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中有所側(cè)重點(diǎn)，將注意力和思考集中在重點(diǎn)和難點(diǎn)上，從而進(jìn)行有目的的觀察。

3.2 實(shí)驗(yàn)觀察內(nèi)容表格的自行設(shè)計(jì)

在物理教學(xué)中，教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要求和內(nèi)容，有意識地進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)生學(xué)會自己設(shè)計(jì)需觀察的內(nèi)容，并確定觀察工具。例如，在講解曲線運(yùn)動時(shí)，會遇到的平拋儀實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前，可讓學(xué)生結(jié)合當(dāng)前使用的新媒體的視頻制作和編輯功能，如ipad、手機(jī)等，首先拍攝兩小球曲線運(yùn)動的視頻，然后再慢放或者截屏觀察。通過此種方式，可以使學(xué)生更清晰地觀察到平拋運(yùn)動的整個(gè)過程，從而在教師的指導(dǎo)下總結(jié)出平拋運(yùn)動的規(guī)律。由此可見，學(xué)生對觀察表格的設(shè)計(jì)水平，也代表著其內(nèi)在的觀察素質(zhì)的高低。

3.3 培養(yǎng)學(xué)生觀察與思維緊密結(jié)合的品質(zhì)

蘇霍姆林斯基說過：“觀察對于青少年之必不可少，正如陽光、空氣、水分對于植物之必不可少一樣。在這里，觀察是智慧最重要的能源?！庇^察是一個(gè)人認(rèn)識事物的重要途徑，是智力、思維活動的基礎(chǔ)。同時(shí)，觀察也是思維的觸角，對于中學(xué)生來說，良好的觀察能力能獲得更多的知識和經(jīng)驗(yàn)。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察與思維緊密結(jié)合的品質(zhì)？首先，要使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)觀察的目的和任務(wù)。其次，還要使學(xué)生具備觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的必備知識。只有先了解，然后有目的地去觀察，學(xué)生才能更好地感知和思考。再次，使學(xué)生掌握一定的觀察方法。最后，做好觀察記錄和觀察后的歸納與總結(jié)。學(xué)生只有具備了觀察和積極思考的能力，才能概括、歸納物理現(xiàn)象后的物理規(guī)律。

3.4 培養(yǎng)學(xué)生不怕挫折、鍥而不舍的精神

在實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)往往不是馬上就能獲得觀察結(jié)果的，總會遇到一些偶然事故。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)模塊，使用電流表和電壓表進(jìn)行“伏安法測電阻”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可能會遇到各種問題，比如電流表的指針不動，所使用的指示燈不亮等。這時(shí)指導(dǎo)老師可以鼓勵(lì)、指導(dǎo)學(xué)生自己檢查故障原因，一一排除產(chǎn)生故障，從而最終解決問題。在這個(gè)過程中，可以培養(yǎng)中學(xué)生思考問題、解決問題的能力，從而培養(yǎng)其不怕挫折、鍥而不舍的精神。

4 物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)觀察方法的訓(xùn)練提高

新一輪課程改革高中物理教學(xué)目標(biāo)中明確指出高中生在物理課程學(xué)習(xí)中應(yīng)使學(xué)生受到科學(xué)方法的訓(xùn)練， 基于高中生的心理特點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了培養(yǎng)學(xué)生的觀察興趣，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)觀察表格以及弄清觀察目標(biāo)和觀察內(nèi)容外，還必須教給學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察中的具體方法。endprint

4.1 物理實(shí)驗(yàn)中的具體觀察方法

（1）比較觀察法又叫對比觀察法。這是判明“是什么因素對現(xiàn)象或過程起支配作用”的有效辦法。同一個(gè)物理現(xiàn)象或過程，在不同因素作用下的現(xiàn)象對比觀察，驗(yàn)證出主導(dǎo)的影響因素。（2）順序觀察法是指先觀察什么，后觀察什么，應(yīng)按一定的順序觀察。一般的觀察順序?yàn)閺纳系较?，從外到?nèi)，從前到后、從左到右或從右到左等。（3）分步觀察法是當(dāng)一個(gè)現(xiàn)象和過程由多種因素支配的時(shí)候，為了弄清各個(gè)因素的作用、性質(zhì)和規(guī)律，常采取依次突出一個(gè)因素的作用而使其他因素固定，一步一步進(jìn)行觀察。（4）整體觀察法是觀察程序?yàn)橄扔烧w到部分，再由部分到整體。即先對整體有一個(gè)初步的、一般的認(rèn)識后再分出觀察主要對象，對這些對象進(jìn)行細(xì)致觀察，從而對整體對象有—個(gè)正確的認(rèn)識。（5）歸納觀察法是通過對個(gè)別現(xiàn)象分別進(jìn)行觀察，得到一些個(gè)別的結(jié)論，對這些結(jié)論進(jìn)行分析、歸納，從而得出一般規(guī)律的一種觀察方法。比如，為了便于研究質(zhì)點(diǎn)的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，我們就可以在先控制質(zhì)量這個(gè)因素不變的情況下，觀察加速度與力之間的關(guān)系。然后再控制另外一個(gè)因素——力不變的情況，觀察加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系。最后，通過歸納得出牛頓第二運(yùn)動定律。由此可見，歸納觀察法的使用，有利于學(xué)生掌握現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)以及學(xué)會如何研究比較復(fù)雜現(xiàn)象的一般規(guī)律。

4.2 實(shí)驗(yàn)觀察方法在實(shí)驗(yàn)案例中的運(yùn)用

分步觀察法運(yùn)用于初中物理演示實(shí)驗(yàn)歐姆定律中，可將觀察分為三步。首先，連接好電路，定性觀察電壓或電阻的變化都能引起電流的變化。第二步，通過固定電壓和改變電阻，從而引起電流的變化，觀察二者的對應(yīng)關(guān)系，從而探究電流與電阻的關(guān)系。第三步，固定電阻，移動滑片改變電壓，讀出電流，并記錄，從而探究電流與電壓的關(guān)系。教師在演示實(shí)驗(yàn)中，要注意使學(xué)生領(lǐng)會控制變量法的實(shí)驗(yàn)方法決定了該實(shí)驗(yàn)要用觀察方法。

整體觀察法運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)平面鏡成像中：先觀察像，再觀察發(fā)光物體蠟燭，從而得出像與物體大小相等，而且正立。再用另一支與物體蠟燭大小粗細(xì)相同的蠟燭把它放到平面鏡后去尋找像的位置，利用尋像方法“視差法”不斷移動尋像蠟燭的位置，直到不論從什么角度去觀察，尋像蠟燭都好像與像在同一位置上，二者完全重合為止。尋像蠟燭的位置就是像的位置。再從整體去觀察，得出像是虛像，像距與物距相等。通過這種整體性的觀察可以得到科學(xué)準(zhǔn)確的結(jié)論。

歸納觀察法運(yùn)用在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中：（1）保持導(dǎo)線不動，閉合開關(guān)，靈敏電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明導(dǎo)體無電流；（2）保持電路閉合，讓導(dǎo)體在磁場中向右運(yùn)動，靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，表明電路中有電流，讓導(dǎo)體在磁場中向左運(yùn)動時(shí)，靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，表明導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體切割磁感線方向有關(guān)；（3）兩個(gè)磁極對調(diào)，使磁感線的方向反向，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體在磁場中向右運(yùn)動，靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)，表明導(dǎo)體中的感應(yīng)電流方向跟磁場方向有關(guān)；（4）保持電路閉合，讓導(dǎo)體豎直方向上下運(yùn)動時(shí)，靈敏電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明導(dǎo)體中無感應(yīng)電流。通過以上步驟的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納出電磁感應(yīng)的一般規(guī)律：電磁感應(yīng)現(xiàn)象就是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線的運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感生電流的現(xiàn)象。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中要邊觀察邊進(jìn)行分類，同種原因不同結(jié)果，或者不同原因卻是相同結(jié)果，每觀察到一個(gè)物理現(xiàn)象，就要找出其中的關(guān)鍵因素，這樣有利于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的歸納總結(jié)。

5 有意識地組織學(xué)生進(jìn)行課外的觀察活動

培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，除了采用物理課上的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生親自動手在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)以外，我們還可以讓學(xué)生在平時(shí)的生活中，或?qū)ψ匀唤缰心承┈F(xiàn)象的思考和觀察中發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)著去探究和分析問題背后的原理與規(guī)律。學(xué)生所使用的教材或者教輔書中也有很多生活小實(shí)驗(yàn)可以去嘗試。教師還可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生提供一些觀察實(shí)驗(yàn)的題目。比如：課題自制雙縫并觀察雙縫干涉圖樣。材料就是蠟燭和生物切片的載玻片還有雙面刀片兩片，用蠟燭火焰將玻璃片熏黑，把兩片刀片疊在一起，在玻璃片熏黑的一面劃一道直線，就得到一塊雙縫，再在兩刀片間墊一層紙，再刻一塊雙縫距大一些的雙縫。觀察時(shí)手持雙縫片，透過雙縫觀察直絲燈泡，就可看到白光的雙縫干涉圖樣。在燈泡和雙縫之間或雙縫與眼睛之間插入一張有顏色的玻璃紙或?yàn)V色片，即可看到單色光的雙縫干涉圖樣。再改用不同縫距的雙縫觀察，或移動觀察位置改變與光源之間的距離，可看到干涉條紋的間距發(fā)生變化。這種由學(xué)生相對獨(dú)立地進(jìn)行的觀察活動，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察的主動性、計(jì)劃性，而且對其他能力的發(fā)展也有積極作用。

總之，要提高物理實(shí)驗(yàn)觀察能力，就應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生熱愛觀察，學(xué)會正確使用觀察方法，善于在生活中觀察思考。與此同時(shí)，教師要重視教材中引用的物理學(xué)史材料，介紹認(rèn)真細(xì)致的觀察在科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)中所起到的決定性作用，充分激發(fā)學(xué)生認(rèn)識到觀察的重要性，教育學(xué)生要做“有心人”，激勵(lì)他們觀察，積極提高自身的物理實(shí)驗(yàn)觀察能力！

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（欄目編輯 趙保鋼）endprint