在物理實(shí)驗(yàn)觀察中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

黃正航

實(shí)驗(yàn)觀察是獲取數(shù)據(jù)，總結(jié)物理規(guī)律的主要手段，是物理教學(xué)中不可缺少的重要內(nèi)容。在物理教學(xué)中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察能力的培養(yǎng)是優(yōu)化物理課堂教學(xué)的重要組成部分。經(jīng)典物理學(xué)奠基人牛頓曾提出解決物理問題的程序是“先從實(shí)驗(yàn)觀察找出因果關(guān)系，然后得出普遍法則和一般規(guī)律，最后發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和作用?！笨梢哉f，實(shí)驗(yàn)觀察是踏進(jìn)物理學(xué)殿堂的起點(diǎn)。

一、實(shí)驗(yàn)觀察及其原則

1.實(shí)驗(yàn)觀察的涵義。在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)觀察的涵義較廣。在實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)，我們不僅對(duì)物體的顏色、形狀、大小要用眼睛去看，而且要對(duì)聲音、氣味、冷熱等用耳、鼻、手等其他感覺器官去感受；不僅要觀察物體的特征、狀態(tài)，而且要觀察物體的變化過程；并且對(duì)感受到的信息進(jìn)行了解、分析、處理。所以在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)觀察應(yīng)理解為通過各種感覺器官，有目的、有計(jì)劃、有步驟的對(duì)物理實(shí)驗(yàn)信息的感知過程。

在實(shí)驗(yàn)觀察中，觀察者，觀察對(duì)象，觀察工具室三個(gè)重要因素。觀察者是學(xué)生。學(xué)生是觀察活動(dòng)的主體，他們通過觀察工具對(duì)觀察對(duì)象進(jìn)行觀察活動(dòng)，然后經(jīng)過歸納、綜合得出觀察結(jié)果。

觀察對(duì)象是指物理實(shí)驗(yàn)中的某物體，某現(xiàn)象或某變化過程。觀察對(duì)象是觀察活動(dòng)的客體，它是由觀察者根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要來確定的。

觀察工具室觀察者進(jìn)行觀察活動(dòng)的物質(zhì)手段。它是人的感覺器官的擴(kuò)大和延伸，它能把人們難以感知或不可感知的現(xiàn)象變?yōu)槿菀赘兄蚩梢愿兄默F(xiàn)象。

2.實(shí)驗(yàn)觀察的原則。目的性原則：我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察前首先要提出觀察任務(wù)，確定觀察目的，這就是目的性原則。在物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，不僅要求學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，而且要求學(xué)生對(duì)每一個(gè)操作過程和每一次出現(xiàn)的物理現(xiàn)象都要有明確的觀察目的。客觀性原則：在實(shí)驗(yàn)觀察中必須獲得真實(shí)、準(zhǔn)確的反映客觀世界的各種事件和現(xiàn)象的科學(xué)事實(shí)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)論的得出必須以客觀存在的事實(shí)為出發(fā)點(diǎn)。觀察的基本任務(wù)是為總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論提供事實(shí)材料。觀察所得的材料是否真實(shí)、準(zhǔn)確直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。如果學(xué)生的觀察材料是不真實(shí)的，那么由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也是無意義的，從這個(gè)意義上講，觀察的客觀性原則是實(shí)驗(yàn)研究的最基本的依據(jù)?？陀^性原則對(duì)初學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)生尤為重要。全面性原則：全面性原則要求觀察實(shí)驗(yàn)的各個(gè)部分及整體部分，觀察實(shí)驗(yàn)變化的各個(gè)階段及全過程，觀察實(shí)驗(yàn)對(duì)象的內(nèi)部關(guān)系及與其它事物的相互聯(lián)系。只有全面、系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)地觀察實(shí)驗(yàn)對(duì)象，才能比較客觀、全面地反映實(shí)驗(yàn)事實(shí)，總結(jié)出正確的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如“驗(yàn)證牛頓低二定律”的實(shí)驗(yàn)要求把小車的運(yùn)動(dòng)的全過程劃分成等時(shí)間的各個(gè)階段，然后觀察各個(gè)階段，然后觀察各個(gè)階段中位移的變化，測(cè)出各個(gè)階段的加速度，然后縱觀全過程，通過分析比較，得出小車運(yùn)動(dòng)全過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中也常常會(huì)看到少數(shù)學(xué)生只測(cè)一個(gè)活某一局部的一組數(shù)據(jù)，不注意全面性原則，犯了片面性錯(cuò)誤。因此，在中學(xué)實(shí)驗(yàn)中必須按照全面性原則從實(shí)驗(yàn)對(duì)象的空間分布上，時(shí)間演化上和相關(guān)關(guān)系上，全面地觀察實(shí)驗(yàn)對(duì)象，才能得出全面、客觀、正確的結(jié)論。典型性原則。一般實(shí)驗(yàn)中觀察對(duì)象的變化過程是比較復(fù)雜的。要使觀察事實(shí)能反映出客觀本質(zhì)，就應(yīng)該把與當(dāng)前無關(guān)的，次要的因素撇開，讓有代表性的觀察對(duì)象，在較典型的條件下，把它的主要方面充分暴露出來，這樣舅舅可以簡(jiǎn)化觀察過程，保證觀察結(jié)果具有典型意義。

二、對(duì)學(xué)生觀察素質(zhì)的培養(yǎng)

對(duì)學(xué)生觀察素質(zhì)的培養(yǎng)。首先要使學(xué)生能根據(jù)物理教學(xué)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察內(nèi)容，確定觀察工具，掌握必備知識(shí)，俗話說：“內(nèi)行看門道，外行看熱鬧”。例如在做平拋儀實(shí)驗(yàn)時(shí)，可讓學(xué)生先提出自己的設(shè)想，有學(xué)生提出用攝像儀先拍下兩小球的錄像，然后再放慢動(dòng)作片，這樣觀察得更清楚。事實(shí)證明按這種做法可以讓學(xué)生更清楚的觀察小球平拋運(yùn)動(dòng)過程，總結(jié)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。更重要的是這樣做可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和物理實(shí)驗(yàn)的觀察素質(zhì)。

其次是培養(yǎng)學(xué)生不怕挫折，鍥而不舍的精神。在實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)往往不是一下就能獲得觀察結(jié)果的，總會(huì)遇到一些偶然事故。例如學(xué)生在進(jìn)行“伏安法測(cè)電阻”等電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，常常會(huì)碰到電建合上后，電表的指針不動(dòng)，點(diǎn)燈不亮等故障。這時(shí)指導(dǎo)老師不要馬上幫助檢查線路，排除故障，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自己檢查原因，解決問題，一次不行，再來一次，毫不氣餒，直到圓滿完成觀察任務(wù)為止。

再就是要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，謙虛嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。在實(shí)驗(yàn)中要遵守事實(shí)，正確反映事實(shí)，嚴(yán)格按客觀性原則，得出觀察結(jié)論。一旦發(fā)現(xiàn)與事實(shí)不符的地方，應(yīng)毫不猶豫地拋棄錯(cuò)誤觀點(diǎn)，絕不允許假造觀察材料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

最后應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生在觀察中積極思維的習(xí)慣，觀察時(shí)應(yīng)盡量擺脫已有觀念的束縛，使學(xué)生的思維有較大的自由度，鼓勵(lì)學(xué)生善疑多問，勤于思索，這樣才有可能在將來的觀察實(shí)踐中探索，發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象和規(guī)律。

當(dāng)然，要使學(xué)生遵照實(shí)驗(yàn)觀察原則，提高觀察素質(zhì)不是一朝一夕能完成的，而要經(jīng)過長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的培養(yǎng)和訓(xùn)練。教師在培養(yǎng)學(xué)生觀察素質(zhì)的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)的教育和進(jìn)行其它相應(yīng)能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。這樣才能使學(xué)生形成良好的觀察習(xí)慣，具備一定的觀察能力。同時(shí)學(xué)生的知識(shí)水平、智力水平及意志品德，得到進(jìn)一步發(fā)展，物理課堂教學(xué)效率也得到進(jìn)一步提高。