物理實(shí)驗(yàn)的作用

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣と?/p>

瑞士心理學(xué)家皮亞杰說(shuō)過(guò)：“所有智力方面的工作都要依賴于興趣。”到現(xiàn)在為止，我還沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)孩子不對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣的，無(wú)論他們?cè)谧鍪裁?，只要把?shí)驗(yàn)裝置往講桌上一放說(shuō)要實(shí)驗(yàn)了，他們立即就會(huì)把頭扭過(guò)來(lái)停止其它的行為。實(shí)驗(yàn)只所以有這樣迷人的魅力，那是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身內(nèi)涵的科學(xué)美。當(dāng)初涉自然界的孩子，相遇這些平時(shí)生活中不能外顯的現(xiàn)象美、規(guī)律美、和諧美、對(duì)稱美、結(jié)構(gòu)美等，使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能很好的順應(yīng)，這樣原來(lái)平衡的認(rèn)知心理傾斜，而實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫貪M足這個(gè)認(rèn)知心理平衡恢復(fù)的需求。

二、實(shí)驗(yàn)提供觀察

俄國(guó)著名的科學(xué)家門捷列夫曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“科學(xué)的原理起源于實(shí)驗(yàn)的世界和觀察的領(lǐng)域，觀察是第一步，沒有觀察就不會(huì)有接履而來(lái)的前進(jìn)”。通過(guò)觀察獲取科學(xué)事實(shí)不僅能為概括、提升揭示研究對(duì)象的本質(zhì)提供基礎(chǔ)，還可以對(duì)科學(xué)假說(shuō)或理論的確認(rèn)提供事實(shí)依據(jù)。愛因斯坦在1915年提出廣義相對(duì)論時(shí)，許多物理學(xué)家都很不理解，直到1919年愛丁頓通過(guò)日食觀測(cè)證實(shí)了廣義相對(duì)論的推論，愛因斯坦的廣義相對(duì)論才成為被廣泛認(rèn)可的理論。對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有觀察學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)不豐富，在大腦中沒有形成穩(wěn)定的用來(lái)支撐思維的表象。對(duì)概念的內(nèi)涵與外延不能很好的理解，對(duì)規(guī)律的歸納與總結(jié)也停留在機(jī)械記憶的淺層次上，遇到具體變式的物理問(wèn)題就會(huì)束手無(wú)策了。可以說(shuō)沒有觀察就沒有科學(xué)，觀察是一切科學(xué)研究的開始。但只借助人機(jī)體的感官，使觀察的范圍和精確性受到局限，同時(shí)主體在原始的自然界中觀察的客體也是有限的。為了克服這樣的局限性，人們就在觀察和觀察客體之間借助中介物來(lái)進(jìn)行。這個(gè)中介物就是實(shí)驗(yàn)裝置，它承載著豐富的物理信息和有效獲取信息的技術(shù)。

三、實(shí)驗(yàn)承載知識(shí)

世界上不存在沒有承載之物的無(wú)源知識(shí)，好像上帝就是利用物理知識(shí)造出了自然萬(wàn)物似的，所有的物理規(guī)律都“隱藏”在具體的事物之中。一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，即使是最簡(jiǎn)單也存在著深刻的物理知識(shí)。甚至一個(gè)實(shí)驗(yàn)中隱含著若干個(gè)物理知識(shí)。這是因?yàn)槊恳粋€(gè)物理概念是其它物理量的函數(shù)。如用溫度計(jì)測(cè)液體的溫度實(shí)驗(yàn)，就有如下的知識(shí)，熱傳遞的平衡時(shí)溫度相同；溫度高低可以轉(zhuǎn)化為液柱高低；為了能增加測(cè)量范圍內(nèi)設(shè)大的氣體壓強(qiáng)；為了使溫度變化明顯，使用比熱小的物質(zhì)充當(dāng)感溫液體。有時(shí)一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)還要隱含其它學(xué)科的知識(shí)。杜威說(shuō)過(guò)：“我們可以有事實(shí)而沒有思維，但我們不可以有思維而沒有事實(shí)?！币虼?，學(xué)習(xí)物理有一個(gè)鐵的規(guī)律，那就是一切知識(shí)要以實(shí)驗(yàn)為依托，我們要從真實(shí)的世界中尋找我們想獲得的知識(shí)。為此，我們應(yīng)用承載之“物”，揭示物理規(guī)律或事實(shí)時(shí)，要從以下幾方面努力實(shí)現(xiàn)。

四、實(shí)驗(yàn)誘發(fā)問(wèn)題

問(wèn)題是科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)，是開啟任何科學(xué)的鑰匙。沒有問(wèn)題就不會(huì)引發(fā)問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想、方法和知識(shí)創(chuàng)新，所以說(shuō)，問(wèn)題是思想方法、知識(shí)積累和發(fā)展的邏輯力量，是生長(zhǎng)新思想、新方法、新知識(shí)的種子。因此，邁爾·富蘭說(shuō)過(guò)：“問(wèn)題是我們的朋友。因?yàn)槲覀冎挥猩钊氲絾?wèn)題之中，才能夠提出創(chuàng)造性的解決方法。問(wèn)題是通向更加深入的變革和達(dá)到更加滿意的途徑?！痹诳茖W(xué)探究中的七個(gè)環(huán)節(jié)中，提出問(wèn)題是第一個(gè)環(huán)節(jié)?？梢?，提出問(wèn)題是科學(xué)探究的關(guān)鍵一步。要想提出科學(xué)有效的問(wèn)題，要想把問(wèn)題表征具體明確規(guī)范，要對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生興趣并形成有意義學(xué)習(xí)的“先行組織者”，雖然方法很多，但實(shí)驗(yàn)?zāi)耸亲罴训氖走x。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是把想獲得知識(shí)的承載體，并以具體形象直觀地展示出來(lái)。這是符合初中學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，要依靠形象思維來(lái)支撐的?？梢?，物理本身就是讓學(xué)生“識(shí)物樹理”，“悟物樹理”，沒有“物”便沒有“識(shí)”、“悟”。

五、實(shí)驗(yàn)解決方法

在眾多的科學(xué)方法中，實(shí)驗(yàn)是一種最基本的科學(xué)方法，也是最有效的方法?？梢哉f(shuō)人類獲取知識(shí)的過(guò)程中，都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)體驗(yàn)知識(shí)產(chǎn)生、發(fā)展、形成。在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證猜想、形成模型、獲取數(shù)據(jù)等。更重要的是要使學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)保持持久的興趣，就要挖掘出來(lái)隱藏在知識(shí)與實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)思想和方法。

作者簡(jiǎn)介：任淑榮，吉林省松原市吉林油田實(shí)驗(yàn)中學(xué)。