中學物理實驗中觀察能力的培養(yǎng)

廖泉瑞　曾聰根　鐘俊敏

摘要：培養(yǎng)學生的觀察能力是培養(yǎng)學生實驗素養(yǎng)的前提，是物理教學的重要內(nèi)容，也是值得物理教師研究和探討的課題。本文就如何培養(yǎng)學生物理實驗觀察能力進行了探討。

關鍵詞：中學物理；物理實驗；觀察能力

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1003－6148(2009)8(S)－0075－2

伽利略奠定了實驗物理的基礎，確定了物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗是物理理論產(chǎn)生的源泉，又是檢驗新理論是否正確的唯一標準。中學物理實驗，并不是讓學生去重復和模擬物理學者做過的實驗，而是要通過實驗培養(yǎng)學生的物理實驗素養(yǎng)。觀察能力是物理實驗素養(yǎng)中最基本、也是最重要的能力。

1培養(yǎng)實驗觀察能力的意義

觀察是一種有目的、有計劃、比較持久的知覺，是物理實驗中獲得信息的重要途徑，許多科學家就是憑著敏銳的觀察力取得了重大的科學成就。如哥白尼的日心說、開普勒的行星運動定律、奧斯特電流的磁效應、貝克勒耳的天然放射性現(xiàn)象、倫琴的X射線發(fā)現(xiàn)等，都是物理學家從“反?！爆F(xiàn)象和衍生效應的觀察中發(fā)現(xiàn)的。

因此，加強觀察能力的培養(yǎng)，對于學生掌握物理實驗方法，觀察物理現(xiàn)象，認識物理規(guī)律有著重要的意義，對學生將來的發(fā)展(如從事科學研究和發(fā)明創(chuàng)造)有深遠的意義。

2關于物理實驗的觀察能力

物理實驗的觀察能力既有人的感官的感知能力，又有對儀器的調(diào)控能力。在觀察過程中，交織著感官的感知和大腦的思維。判斷觀察能力的主要依據(jù)有：

2.1觀察的選擇性：就是要從實驗所發(fā)生的諸多現(xiàn)象中，抓住主要的觀察目標。例如，在用小車和斜面演示牛頓第二定律時，學生觀察的重點應集中于作用力與速度變化快慢的關系上，而不是作用力與速度大小的關系上。

2.2觀察的深刻性：就是要抓住那些比較隱蔽的現(xiàn)象，這些被隱蔽的現(xiàn)象往往就是本質(zhì)性的物理規(guī)律，需要深入的觀察。比如“研究勻變速直線運動規(guī)律”的實驗中，觀察不要停留在小車運動情況和打點計時器的工作情況上，而應著重觀察紙帶上的打點情況，因為紙帶上的點代表小車在不同時刻的位置，相鄰兩點之間的距離之差代表小車在相等的時間內(nèi)速度變化的快慢，這才是本質(zhì)。

2.3觀察的準確性：就是要縮小由觀察帶來的誤差。比如用50分游標卡尺測長度時，判定游標尺上哪一條刻線與主尺上的刻線對齊了。

2.4觀察的速度：體現(xiàn)在能否迅速捉住那些稍縱即逝的物理過程的能力。例如在氣墊導軌上進行碰撞實驗時，一臺計時器需要記錄碰撞前、后的兩個時間，這就需要在較短時間內(nèi)準確地讀出兩個數(shù)據(jù)，要有較快的觀察速度。

2.5觀察的分辨能力：就是在相差不大的情況下，能夠分辨出強與弱，先與后，分與合，大與小，動與靜·快與慢等等。例如“落體與平拋運動”實驗中，能從兩球落地的聲音中分辨出落地時刻的先后，從而確定平拋運動物體在豎直方向的運動性質(zhì)。

3觀察能力培養(yǎng)的途徑與方法

人的觀察能力不是與生俱來的，而是在后天的實踐中培養(yǎng)和訓練達成的，我們在實踐中積累了一些經(jīng)驗。

3.1實驗前——做好預習

首先，實驗前要求學生對實驗要有全面的認識。我們列舉預習提綱，通過預習，學生能把握觀察的重點和注意的問題；其次，讓學生認識實驗儀器。培養(yǎng)學生通過閱讀實驗教材或儀器說明書、對照實物認識儀器的能力，養(yǎng)成了解儀器的用途、結(jié)構(gòu)、規(guī)格及使用方法的習慣。比如《練習使用示波器》前，要求學生熟悉每個旋鈕的用途及調(diào)節(jié)方法；再次，要求學生了解實驗儀器、設備的組裝或連接，當實驗中出現(xiàn)故障時，知道檢查和排除故障。

3.2實驗中——加強感官及協(xié)調(diào)能力的訓練

觀察能力包括感知能力和感官協(xié)調(diào)能力，觀察能力的訓練應從這兩個方面入手：

3.2.1感官的訓練——主要是視覺、聽覺、觸覺等方面的訓練

3.2.1.1視覺方面的訓練：儀器的安裝和調(diào)試，要按要求進行。觀察和讀數(shù)時，必須全神貫注，并注意正確的姿勢。視覺方面最重要的是“重合”和“對稱”的判斷，“重合”就是用眼睛判斷被觀測對象(例如一條譜線或干涉條紋、指針)與定位標準刻度線對齊或重疊?！皩ΨQ”指用眼睛判斷在中位線兩端的間隙，具有等距的感覺。例如由天平指針的振蕩幅度判斷其是否平衡，重合和對稱的判斷，在一切具有指針刻度盤的儀器上，運用最普遍。因而這種訓練也是最基本、最適用的。

3.2.1.2聽覺方面：能比較出聲調(diào)的相對變化，能夠感知由于兩個頻率的相近的振動疊加所引起的拍，能分辨出聲音的四種屬性：音調(diào)、響度、音色和持續(xù)性。對于連續(xù)性的聲音，能分辨它的節(jié)奏旋律的變化。例如：蜂鳴器的聲音、電器中的交流電、電機、氣泵以及斷續(xù)器中正常與異常運行的聲響，能夠作出及時、準確的判斷。

3.2.1.3觸覺方面：主要訓練手指。如使學生能夠辨別螺絲或旋鈕的松緊狀態(tài)，能夠用適中的力量扭動螺絲或旋鈕，用適度的力量與速度按動按鈕。如學生在使用螺旋測微器測量物體時，當測微螺桿快要接近被測物體時，改用微調(diào)旋鈕，這時手指應自覺地適中扭動旋扭，直至發(fā)出“喀喀”的響聲。

3.2.2感官協(xié)調(diào)能力的訓練

依靠大腦協(xié)調(diào)感官和手的活動，尤其是手和眼的協(xié)調(diào)，使觀察與動作協(xié)調(diào)好。例如在“單擺”實驗中，測定周期必須用眼睛盯準擺同平衡位置重合的時刻，同時用手指按動秒表，用嘴念出擺動的次數(shù)，耳朵監(jiān)聽自己的念數(shù)，在擺的最末一次通過平衡點時及時制動秒表。在整個測定過程中，交織著各種感官的活動，這些活動要準確，要求先后有序，互相制約，協(xié)調(diào)進行。要做到這些，有賴于對物理過程和因素內(nèi)在聯(lián)系的把握，并據(jù)此指揮和協(xié)調(diào)各感官的活動。

3.3觀察能力的培養(yǎng)——延伸到課外

引導學生平時多觀察周圍的事物，'積累感性知識，努力提高自己的觀察能力。

3.3.1做有心人。我們每接觸到一事物、一現(xiàn)象都留心對其觀察，做到見物思理。

3.3.2做細心人。每觀察一事物，先對事物的整體輪廓作一個認識，然后觀察它的各個細節(jié)、各個方面，最后觀察各個部分相互之間的聯(lián)系，每個部分在整體中的地位，因而對事物的結(jié)構(gòu)、特點和發(fā)展有一個整體的比較清晰的認識。

3.3.3把實驗中的觀察與日常生活中的觀察相結(jié)合。觀察日常生活中的小電器、收音機、電視機和在實驗時使用的電源、示波器等；日常使用的鐘表和實驗時觀測的各種儀表；日常生活中使用的眼鏡、望遠鏡和實驗時使用的光學儀器都有一些共同之處，但也要注意區(qū)別。要防止學生把日常不正確的觀察習慣帶進物理實驗中。

總之，培養(yǎng)觀察能力，要明確觀察的目的、任務，激發(fā)學生的觀察興趣，要促使學生養(yǎng)成善于觀察，勤于思考的習慣；要傳授給學生科學的觀察方法，有計劃地對學生進行觀察訓練，使學生能在訓練中逐步提高實驗觀察能力。

參考資料：

[1]周中權(quán)，物理實驗教學法[M]。

[2]閆金鐸.中學物理教材教法[M]。

(欄目編輯張正嚴)