初中生物理觀察能力與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶骄?/h1>

2014-07-17 18:30:38莫海云

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關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)能力

莫海云

觀察現(xiàn)象和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生對物理事實(shí)獲得更具體的、明確的認(rèn)識，這是理解概念和規(guī)律必要的基礎(chǔ)。觀察和實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，引起學(xué)生的興趣，具有不可代替的作用。在中學(xué)物理教學(xué)中，必須充分注意抓好實(shí)驗(yàn)這一重要培養(yǎng)學(xué)生觀察思維能力的教學(xué)環(huán)節(jié)，為培養(yǎng)學(xué)生敏銳的洞察力和動(dòng)手能力打下良好的基礎(chǔ)。下面筆者從四個(gè)方面對初中生物理觀察能力與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行探究。

一、在實(shí)驗(yàn)中對學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)

觀察是一種有目的、有計(jì)劃、較持久的知覺。實(shí)驗(yàn)的任務(wù)就是人為地創(chuàng)造條件進(jìn)行觀察。觀察能力主要包括：（1）全面性。即詳盡地觀察到所要研究的所有物理現(xiàn)象及其各個(gè)方面。（2）準(zhǔn)確性。既要進(jìn)行定性觀察，又要進(jìn)行定量觀察，而且必須達(dá)到一定的準(zhǔn)確度。（3）及時(shí)性。觀察的速度要快，能捉住那些稍縱即逝的物理過程。（4）深刻性。實(shí)驗(yàn)的目的就是要揭示出事物的本質(zhì)，實(shí)驗(yàn)的過程是去粗取精、去偽存真的過程。因此，善于摒棄那些浮于事物表面的非本質(zhì)的特征，有選擇地捉住主要的觀察目標(biāo)，尤其是較為隱蔽不為人注意的現(xiàn)象。

演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。所謂演示實(shí)驗(yàn)是指把物理現(xiàn)象直觀地向?qū)W生展示的過程。除了通常用物理儀器和實(shí)物進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)演示之外，還包括教師出示的模型、實(shí)物；用投影教具、模擬教具進(jìn)行的操作演示；放映物理錄像片、電影片、幻燈片等聲像教學(xué)以及利用微機(jī)進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)等。演示實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維、創(chuàng)新能力，提高他們發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題能力的有效途徑。因此演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)該精心準(zhǔn)備、反復(fù)演練，還要注意以下幾點(diǎn)。

1．從觀察實(shí)驗(yàn)儀器入手，抓好起步教學(xué)

培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察思維能力，先要培養(yǎng)他們熟練地觀察儀器、儀表的能力。教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有些初中畢業(yè)學(xué)生對各種儀器、儀表都不會(huì)讀數(shù)，最小刻度不會(huì)區(qū)分，有效數(shù)字不會(huì)估讀等，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中對儀器、儀表讀數(shù)的變化無法應(yīng)對或無視存在。因此，從最基本的“長度測量”開始，抓好起步，每學(xué)一件新儀器都要做到：清楚量度單位、最小分度；清楚量度范圍、零刻度的位置是否要校正；掌握其讀數(shù)的方法和原則。一般，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生采取列表歸納的方法，把各種測量儀器的使用細(xì)則圖表化，從而加強(qiáng)學(xué)生觀察測量儀器的基本訓(xùn)練。

2．觀察任務(wù)具體化

在教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示中，教師首先要考慮到學(xué)生的感知水平，根據(jù)教學(xué)的要求，把某些物理過程放慢或加快、放大或縮小，引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致地觀察，以便突出事物的本質(zhì)，使學(xué)生獲得完整、鮮明的感性知識。在實(shí)驗(yàn)過程中，每一步都要告訴學(xué)生觀察什么，考慮觀察到的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生思考，弄清這些現(xiàn)象說明什么，可以得到什么結(jié)論等等，使學(xué)生在觀察演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，要做到目的明確、客觀存在，既有整體觀察，又能選擇觀察重點(diǎn)；既能理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又能保證精細(xì)觀察，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的觀察心理品質(zhì)。例如：在研究物體的微小量形變的實(shí)驗(yàn)中，就可以利用橢圓形的大墨水瓶中裝滿染紅色的水，用一個(gè)帶毛細(xì)管的瓶塞密封住瓶口，毛細(xì)管后襯白色紙屏。演示前，就要說明用帶毛細(xì)管瓶塞密封瓶口的目的是為了利用水壓使紅色水柱上升，因此同學(xué)們在觀察時(shí)就要注意不同方向擠壓時(shí)紅色水柱的高度變化。演示時(shí)，在瓶子的截面短軸方向擠壓，觀察到紅色水柱明顯上升，學(xué)生此時(shí)就有疑問：溫度計(jì)水銀面的升降是因?yàn)樗y的熱脹冷縮而引起的，那么玻璃瓶水面的變化是不是由于手的溫度導(dǎo)致玻璃瓶內(nèi)的水熱脹冷縮而引起水面的變化呢？這時(shí)在瓶子長軸方向擠壓，觀察到紅色水柱明顯下降，從而證明水面的變化不是水的熱脹冷縮，否定了學(xué)生想法，也證實(shí)了玻璃瓶由于彈性力（手的擠壓）而產(chǎn)生了形變。如果教師在演示實(shí)驗(yàn)中只是自己邊講邊做邊記錄數(shù)據(jù)，學(xué)生看不清或是體會(huì)不到，那演示實(shí)驗(yàn)就失去了演示的效果和意義。

3．培養(yǎng)學(xué)生正確對待實(shí)驗(yàn)的誤差和失敗

教師作演示實(shí)驗(yàn)，操作要規(guī)范，身傳勝于言教，對學(xué)生要起到良好的示范作用。通過實(shí)驗(yàn)演示，不但要教給學(xué)生物理知識，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)技能，還要鍛煉學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)誤差是無法絕對避免的，如在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)較大的誤差或是失敗了，決不能掩飾或拼湊數(shù)據(jù)，而應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生正視誤差，探討誤差產(chǎn)生的原因，尋找減少誤差的新方法和新途徑，把排除意外的過程變?yōu)閭魇谥R和培養(yǎng)思維能力的過程。

4．培養(yǎng)學(xué)生勤于觀察的好習(xí)慣

在我們生活中存在大量的物理現(xiàn)象，同學(xué)們雖然熟悉，卻往往視而不見或不甚理解，總認(rèn)為“事情本來就是這樣的”，不去認(rèn)真分析和研究，往往對客觀事物的認(rèn)識有失偏頗。物理教師的職責(zé)就是要有意識結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從觀察物理現(xiàn)象入手，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，全面分析其物理情景和模型，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)踐探究，拓展思維能力。如雨過天晴后，機(jī)動(dòng)車開過的積水表面往往反射出彩色光，而人走過的積水處卻無此現(xiàn)象。部分同學(xué)知道是因?yàn)闄C(jī)動(dòng)車的機(jī)油掉在積水中形成油膜的緣故，到底怎么形成的彩色光，就無人會(huì)答了。因此在教學(xué)關(guān)于光發(fā)生薄膜干涉的內(nèi)容時(shí)，就可以提前讓學(xué)生留心觀察，把問題帶到課堂上，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)完了薄膜干涉原理，懂得白光在油膜前后表面發(fā)生干涉，形成穩(wěn)定的干涉彩色條紋時(shí)，也就豁然開朗了。這樣對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和觀察思維能力很有益處。

二、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的操作能力

物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)具備的最基本的操作能力應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

1．會(huì)拿儀器

即要學(xué)會(huì)儀器的正確拿取方法。例如使用天平，拿取砝碼時(shí)要用鑷子；拿溫度計(jì)不要用手握住玻璃泡；拿彈簧秤時(shí)不要使彈簧秤與外殼接觸；拿透鏡時(shí)手指應(yīng)夾住毛面，而不應(yīng)夾住光學(xué)面。

2．會(huì)放置儀器

對儀器的放置方法有一定的要求。如刻度尺的放置要注意與被量長度重合或平行，刻度尺盡量貼近被測物體并應(yīng)放正；使用天平時(shí)，天平應(yīng)放在水平桌面上，被測物體應(yīng)放在左盤，砝碼應(yīng)放在右盤，以便增減；測液體溫度時(shí)，不能順手將溫度計(jì)放入容器中，而應(yīng)拿住溫度計(jì)，使得溫度計(jì)的玻璃泡既浸沒在液體中與液體充分接觸，又不與盛液體的容器壁或底接觸；安培表與伏特表要放在水平桌面上，且使刻度盤正對自己。

3．會(huì)調(diào)試儀器

有的儀器在使用前要進(jìn)行調(diào)節(jié)與校正，調(diào)節(jié)要有一定的順序。例如，物理天平的調(diào)節(jié)可分二步，第一步調(diào)節(jié)底板水平（調(diào)節(jié)部位為底板螺釘，校準(zhǔn)部件為重垂線的重錘尖端與其下的小錐體尖端對正），第二步調(diào)橫梁平衡（先使游碼對準(zhǔn)橫梁標(biāo)尺的零刻度線，再調(diào)節(jié)橫梁兩端螺母，基準(zhǔn)為指針指在標(biāo)尺的中央），在調(diào)節(jié)過程中，每一個(gè)動(dòng)作都要旋轉(zhuǎn)止動(dòng)旋鈕，使橫梁止動(dòng)。有一些儀器使用前需要校正零刻度線，例如彈簧秤、安培表和伏特表。

4．會(huì)讀數(shù)據(jù)

有刻度的儀器就要計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)也有一定的規(guī)則和方法。例如用直尺測量長度，眼睛要正對所要計(jì)數(shù)的刻度線；溫度計(jì)計(jì)數(shù)時(shí)，眼睛應(yīng)與水銀面（或酒精面）平齊；量筒（或量杯）計(jì)數(shù)時(shí)，特別要注意視線與液面相平齊，液面呈彎曲時(shí)，應(yīng)以曲面底（或頂）為準(zhǔn)。同時(shí)，不但要讀出準(zhǔn)確值而且還應(yīng)讀出估計(jì)值，不但要讀出數(shù)字而且還應(yīng)讀出其物理量的單位。

5．會(huì)連接儀器

物理實(shí)驗(yàn)中有關(guān)儀器部件、設(shè)備的裝配連接需做到布局合理，連接簡單、正確。如電路實(shí)驗(yàn)，操作時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：一是按照實(shí)驗(yàn)電路圖安排儀器、元件的布局，以便操作。二是正確連接電路。安培表、伏特表的連接；正負(fù)接線柱的連接；滑動(dòng)變阻器的連接；接電源的程序；電鍵的連接以及接線是否簡捷、牢固等，都需要按操作程序分步進(jìn)行，并達(dá)到正確、合理。三是實(shí)驗(yàn)操作前應(yīng)先檢查電器，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。

6．會(huì)排除儀器故障

實(shí)驗(yàn)故障的排除，既是一種操作能力，也體現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)原理的掌握程度，是對學(xué)生綜合運(yùn)用能力的考察。當(dāng)實(shí)驗(yàn)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)各部件的工作狀態(tài)及特點(diǎn)分析出可能產(chǎn)生故障的因素，逐個(gè)檢查，直至最后排除。

對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，培養(yǎng)學(xué)生操作能力應(yīng)循序漸進(jìn)，分步進(jìn)行。首先是對操作的認(rèn)識，要求學(xué)生對操作技能有初步認(rèn)識，在頭腦中形成印象，并能夠按規(guī)定的程序做一些單純的定向訓(xùn)練。其次是要求學(xué)生反復(fù)練習(xí)操作，從中發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，摸索規(guī)律，提高操作的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性。

總之，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的能力有益于學(xué)生對所學(xué)知識的理解，有益于創(chuàng)造條件探索問題，也有利于學(xué)生智力的開發(fā)。

三、培養(yǎng)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力

要得到一個(gè)正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，就必須具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。在中學(xué)階段要求學(xué)生能根據(jù)對一個(gè)物理量的多次直接測量求出其算術(shù)平均值；能進(jìn)行間接測量的計(jì)算，能用圖像法和解析法來研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

四、培養(yǎng)學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力

實(shí)驗(yàn)研究的過程和成果，最終將通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)出來。學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告既能夠培養(yǎng)他們分析問題、總結(jié)規(guī)律的能力，又能夠鍛煉文字表達(dá)能力。因此，認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是物理實(shí)驗(yàn)過程中不可缺少的一個(gè)步驟。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求字跡清楚、圖表正確、文理通順、表達(dá)簡捷。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容一般包括以下七方面內(nèi)容，依次是：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算、問題討論。在書寫報(bào)告時(shí)，切忌大段大段地抄錄課本內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)自己組織語言。實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)借助示意圖，并用數(shù)學(xué)式來表述；實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)寫成提綱式；數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算最好是用表格反映；問題討論是對本次實(shí)驗(yàn)操作的一個(gè)小結(jié)，可提出改進(jìn)意見，也可提出問題，而后發(fā)表自己的見解。

要提高物理教學(xué)質(zhì)量，全面提高學(xué)生的素質(zhì)，真正實(shí)現(xiàn)由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化，就必須在物理教學(xué)中加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度。實(shí)踐證明，只有重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能使學(xué)生在獲取物理知識的同時(shí)，潛移默化地形成良好的科學(xué)素養(yǎng)；只有加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皠?chuàng)新思維的能力。

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