淺議在初中物理教學(xué)中提高學(xué)生的觀察能力

王煜捷

觀察是對客觀事物和自然現(xiàn)象的仔細(xì)察看、了解，它是智力活動(dòng)的門戶和源泉.觀察能力是人們從事各種智力活動(dòng)的基礎(chǔ).

初中物理教學(xué)包括基礎(chǔ)知識(shí)講解、物理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和習(xí)題講解三大部分.在這一系列的教學(xué)環(huán)節(jié)中都離不開觀察，因?yàn)槲锢韺W(xué)是以觀察和驗(yàn)證為基礎(chǔ)的科學(xué)，在物理教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中非常適合培養(yǎng)學(xué)生的以探尋物理規(guī)律為目的觀察能力.本文著重討論在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，怎樣培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的觀察方法觀察物理現(xiàn)象，逐步養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣，形成較強(qiáng)的觀察能力.

1 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)分析

初中物理實(shí)驗(yàn)是一種有目的、有計(jì)劃而且比較持久的思維和訓(xùn)練過程.通常，在實(shí)驗(yàn)過程中首先要觀察實(shí)驗(yàn)的基本儀器、實(shí)驗(yàn)的對象和實(shí)驗(yàn)裝置；其次，實(shí)驗(yàn)中的各種物理現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、圖像和圖表，并做好相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)記錄；另外，教師在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)的規(guī)范化操作以及實(shí)驗(yàn)過程中超越預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，都是學(xué)生的觀察點(diǎn).顯然，認(rèn)真地學(xué)習(xí)、完成物理實(shí)驗(yàn)，就可以使學(xué)生的觀察能力能得到很好的鍛煉和提高.

2 觀察能力的培養(yǎng)

針對初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，筆者研究、探索了一系列提高學(xué)生觀察能力的方法和措施，并進(jìn)行了教學(xué)的改革和實(shí)踐.

2.1 重視非智力因素的觀察能力培養(yǎng)

2.1.1 培養(yǎng)初步的觀察興趣

興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力.激發(fā)學(xué)生的觀察興趣能最大限度地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).教學(xué)實(shí)踐證明學(xué)生對新穎、奇特、生動(dòng)、有懸念的實(shí)驗(yàn)有極大的興趣，這些奇特的現(xiàn)象引起學(xué)生的好奇心和求知欲，甚至可激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的熱情.因而在學(xué)習(xí)物理的起始階段，教師應(yīng)盡可能選擇有趣的演示實(shí)驗(yàn)給學(xué)生觀察，也可選擇不復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己動(dòng)手親自參與，他們的熱情更高.

比如，在裝滿水的杯中還能放進(jìn)多少根大頭針的實(shí)驗(yàn).他們一邊做一邊觀察，每個(gè)人都觀察得很仔細(xì).起初學(xué)生認(rèn)為只能最多放進(jìn)10多根，最后的實(shí)驗(yàn)證明最多可放入100多根，這與他們的想象差別巨大，讓他們感到不可思議，同時(shí)也讓初次接觸物理的學(xué)生感到物理實(shí)驗(yàn)并非高深莫測.

培養(yǎng)觀察能力之初，實(shí)驗(yàn)作為觀察的信息來源應(yīng)力求做到“有聲有色”，增強(qiáng)有用信息的強(qiáng)度，降低背景噪聲.使感知對象與背景之間有鮮明的對比，從學(xué)生角度分析，力求使學(xué)生以多種感官并行感知，以提高觀察效果.

例如，氣體膨脹制冷實(shí)驗(yàn).在瓶中放些水和一只溫度計(jì)，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生既看到瓶內(nèi)的“白氣”又看到溫度的變化，還聽到了聲音.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象突出，給學(xué)生強(qiáng)烈的震撼，留下鮮明的印象，提高了學(xué)生的觀察興趣.觀察效果良好.

2.1.2 培養(yǎng)持久觀察的習(xí)慣

客觀事物的發(fā)展變化微妙曲折，周期長短不一，有時(shí)需要耐心地堅(jiān)持較長時(shí)間的觀察才能獲得有價(jià)值的資料.法拉第堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)觀察10年，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律；第谷堅(jiān)持觀察20年，準(zhǔn)確記錄行星的位置，直接導(dǎo)致了開普勒三大定律的誕生.

在學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的觀察產(chǎn)生一定的興趣之后，要進(jìn)一步培養(yǎng)觀察的耐心.初中生的心理發(fā)育還不成熟，活潑好動(dòng)，學(xué)習(xí)的自覺性不夠高，注意力容易轉(zhuǎn)移和分散，但同時(shí)中學(xué)生好勝心強(qiáng).針對這些特點(diǎn)，教師可使用一些激勵(lì)性的語言，采用小組競賽的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的耐性和毅力.

例如，初二年級(jí)課本中要求學(xué)生觀察水的沸騰現(xiàn)象實(shí)驗(yàn).從開始加熱到水持續(xù)沸騰一會(huì)兒，大約需要5-10分鐘的時(shí)間，為保證學(xué)生有足夠的耐心進(jìn)行觀察，在進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)前告訴學(xué)生今天我們來做個(gè)競賽，看哪個(gè)小組觀察到的現(xiàn)象最完整，最準(zhǔn)確，獎(jiǎng)勵(lì)加分.在好勝心的驅(qū)使下學(xué)生相互監(jiān)督，相互督促，最終克服困難，仔細(xì)觀察，很好地完成了觀察任務(wù).

2.2 訓(xùn)練科學(xué)的觀察方法

2.2.1 明確觀察目的，學(xué)習(xí)全面觀察

觀察就是對觀察對象的全面的細(xì)致的了解.明確觀察目的就是明確觀察的對象和任務(wù).明確地觀察目的是使學(xué)生能在紛繁的現(xiàn)象中找到觀察點(diǎn)，集中精力，不被其他無關(guān)現(xiàn)象干擾，浪費(fèi)時(shí)間，提高觀察的有效性.對于實(shí)驗(yàn)而言，實(shí)驗(yàn)要解決的問題就是觀察目的，因而實(shí)驗(yàn)前要使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模私鈱?shí)驗(yàn)過程，明確觀察對象和任務(wù).全面觀察是指了解觀察對象的各個(gè)方面的細(xì)節(jié)，所以觀察時(shí)動(dòng)用盡可能多的感官參與其中.

例如，觀察碘的升華現(xiàn)象.

實(shí)驗(yàn)前要先告訴學(xué)生要觀察加熱前后碘的狀態(tài)有怎樣的變化.在明確觀察目的后，還要提醒學(xué)生除了觀察碘的狀態(tài)還要觀察它的顏色、形態(tài)等.這樣學(xué)生的注意力比較集中，不再受到其他信息的干擾.學(xué)生看到加熱前碘的狀態(tài)形態(tài)和顏色以及加熱后直接變成氣態(tài)碘的狀態(tài)和顏色，觀察到了碘的整個(gè)升華過程，達(dá)到了良好的觀察效果，從而更好地理解升華與熔化和汽化的區(qū)別.

2.2.2 制定觀察計(jì)劃，掌握觀察順序

隨著學(xué)習(xí)的深入，觀察的對象繁多，觀察現(xiàn)象逐漸復(fù)雜.要求學(xué)生在觀察時(shí)既要全面又要仔細(xì)不遺漏，既要把握整體又要關(guān)注細(xì)節(jié)，因而要制定詳細(xì)周密的計(jì)劃并遵循一定的順序進(jìn)行觀察.觀察順序可以由上到下或由內(nèi)到外或由整體到局部或由左及右等，視實(shí)際情況而定.

比如，觀察水的沸騰現(xiàn)象.這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論主要來自觀察的結(jié)果，因此學(xué)習(xí)觀察是本實(shí)驗(yàn)的重要目的之一.實(shí)驗(yàn)過程對于初學(xué)物理的學(xué)生來說有一定的挑戰(zhàn)性.實(shí)驗(yàn)涉及到如何制定計(jì)劃，確定實(shí)驗(yàn)步驟，繪制實(shí)驗(yàn)表格，組裝器材，小組合作學(xué)習(xí)，等等.此外，由于實(shí)驗(yàn)中有些重要的現(xiàn)象會(huì)稍縱即逝，對氣泡大小的變化和聲音大小的變化以及溫度計(jì)的示數(shù)的觀察很可能錯(cuò)過或看錯(cuò)看不清等.這些都是挑戰(zhàn).有些教師沒有重視這個(gè)實(shí)驗(yàn)，最后只能背實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這不僅增加了學(xué)生的負(fù)擔(dān)同時(shí)也失去了一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的絕佳機(jī)會(huì).

實(shí)驗(yàn)前要明確觀察目的是了解沸騰前后水的溫度、氣泡、聲音的特點(diǎn)，觀察對象是溫度計(jì)、秒表、氣泡、聲音和水.接著制定實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)步驟和詳細(xì)地觀察計(jì)劃，合理分配觀察任務(wù)，選擇合適的觀察順序.帶領(lǐng)學(xué)生一步一步來做，讓學(xué)生做到心中有數(shù)，不慌不忙，有條不紊，使觀察順利進(jìn)行，達(dá)到有效觀察，提高觀察能力.否則會(huì)手忙腳亂，遺漏信息或甚至損壞儀器等.

2.2.3 學(xué)會(huì)通過觀察進(jìn)行歸納

通過對個(gè)別現(xiàn)象的觀察得到一些結(jié)論后，再歸納概括出一般的規(guī)律就是歸納觀察法.比如，研究自然界中的電荷間相互作用的規(guī)律時(shí)，從絲綢摩擦過的玻璃棒能吸引輕小物體這一個(gè)別現(xiàn)象的觀察，再到摩擦塑料尺、塑料筆、頭發(fā)和橡皮擦等也能有類似的現(xiàn)象，從而歸納出摩擦起電的一般規(guī)律.這是物理學(xué)習(xí)中常用的方法.

2.2.4 學(xué)會(huì)在觀察中進(jìn)行比較

對比觀察是一種重要的觀察方法.在對比中觀察，在觀察中對比，將兩個(gè)相同或不同的現(xiàn)象放在一起觀察，辨異求同或同中求異，使事物的性質(zhì)、狀態(tài)、特征更加鮮明突出，便于觀察.物理學(xué)中可以放在一起對比的現(xiàn)象很多，比如發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，蒸發(fā)和沸騰，沸騰前后的對比觀察，晶體和非晶體融化特點(diǎn)，通過對比找出異同，明確概念，理清思路.通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握對比觀察的方法并能靈活應(yīng)用.

2.2.5 觀察要與思維相結(jié)合，使觀察更深入

著名科學(xué)家愛因斯坦認(rèn)為：“你能不能觀察到眼前的現(xiàn)象，不僅僅取決于你的感官，還要取決于你用什么樣的思維，思維決定你到底能觀察到什么.”事實(shí)的確如此，清晰的觀察看到的是清晰的，混亂的觀察思維看到的是混亂的.

要使觀察更深入就必須與思考結(jié)合起來，邊觀察邊思考，隨著思考的深入逐漸將觀察帶入更深入的境界，才能發(fā)現(xiàn)隱藏的物理規(guī)律.

例如，在研究浮力的大小取決于什么因素時(shí)，教師做了對比實(shí)驗(yàn)：將同一個(gè)彎成碗形的薄鐵片放入同一杯水中，第一次使它沉下去，第二次使它浮在水面上，同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象是鐵片在同一杯水中浮沉情況不同，此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生思考，鐵片在兩種情況下受到的浮力發(fā)生了改變，那么是什么原因引起了浮力的變化？繼而有同學(xué)通過思考提出了可能是受力面積不同造成浮力不同，那么這種想法對不對呢？教師繼續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同學(xué)們的猜想，教師將兩次排出的水用量筒承接，比較后發(fā)現(xiàn)造成浮力變化的主要原因是排出水的體積發(fā)生了變化而不是受力面積不同造成的.通過觀察——思考——再觀察——再思考的過程，學(xué)生對物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)逐漸深入，不再浮于表面，同時(shí)他們也會(huì)在此過程中自覺糾正一些認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤，培養(yǎng)思維的深刻性.

2.3 培養(yǎng)科學(xué)觀察能力要注意的問題

2.3.1 培養(yǎng)實(shí)事求是的觀察記錄能力

要了解客觀現(xiàn)象之間的聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律就需要將所觀察的現(xiàn)象記錄下來，為后面的進(jìn)一步研究準(zhǔn)備充分的資料，所以要用規(guī)范的術(shù)語，符號(hào)，計(jì)量單位并借助繪圖，攝影，微機(jī)，把觀察結(jié)果記錄下來.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度如實(shí)地記錄觀察結(jié)果，不要將自己的推理或猜想當(dāng)作觀察結(jié)果記錄下來，也不能為了使結(jié)果符合規(guī)律而隨意篡改觀察結(jié)果.

2.3.2 學(xué)習(xí)使用先進(jìn)的儀器進(jìn)行觀察

人的感覺不可靠，因而科學(xué)觀察須借助先進(jìn)的科學(xué)儀器，采用先進(jìn)的觀察技術(shù)進(jìn)行.科學(xué)家借助望遠(yuǎn)鏡、遙感技術(shù)和電子顯微鏡等為物理學(xué)研究提供了很多珍貴的資料.在初中物理學(xué)習(xí)階段，學(xué)生要掌握各種儀器和設(shè)備的正確使用方法，包括溫度計(jì)，刻度尺，天平，彈簧測力計(jì)，電流表，電壓表等等，這些儀器設(shè)備的正確使用也是初中生觀察能力培養(yǎng)的一部分.

觀察能力的發(fā)展能促進(jìn)思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展.初中物理實(shí)驗(yàn)為培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力提供大量素材和機(jī)會(huì)，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要重視觀察能力的培養(yǎng)，將觀察能力的培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约八季S能力的培養(yǎng)結(jié)合起來，將知識(shí)和技能的教學(xué)與能力的培養(yǎng)相結(jié)合， 并將觀察延伸到課外，經(jīng)過日積月累的訓(xùn)練，養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣，具備一定的觀察能力.