物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

張素芬

摘要：物理學(xué)是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在教學(xué)中應(yīng)把課本上的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的科學(xué)的改進(jìn)創(chuàng)新，充分發(fā)揮物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的多種功能和作用，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、探究能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；能力；培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ饕侵刚莆諏?shí)驗(yàn)技能和方法，自己創(chuàng)造物理實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的能力。我們從觀察能力、操作能力、數(shù)據(jù)處理能力、以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力四個(gè)方面論述。

一、觀察能力

觀察是一種有目的、有計(jì)劃、較持久的知覺(jué)。而實(shí)驗(yàn)的根本任務(wù)是人為地創(chuàng)造條件進(jìn)行觀察。觀察目的有：一是了解現(xiàn)象，按計(jì)劃仔細(xì)地觀察知覺(jué)對(duì)象，通過(guò)注意、想象、比較來(lái)知覺(jué)對(duì)象的特點(diǎn)及其變化等；二是取得資料，通過(guò)測(cè)量取得一些數(shù)據(jù)；三是發(fā)掘問(wèn)題，觀察不單是眼睛注視，還必須進(jìn)行積極的思維，要善于從平常的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)不平常的內(nèi)容，或發(fā)現(xiàn)細(xì)微的，但很有意義的問(wèn)題。

觀察為觀察者的一種能力，一種素養(yǎng)，并不是天生具有的，而要通過(guò)培養(yǎng)和訓(xùn)練。在實(shí)踐的活動(dòng)中逐步形成和發(fā)展的。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)做好如下的工作。[1]第一，要鼓勵(lì)學(xué)生善于觀察，勤于思考，養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣。例如：小氣象站測(cè)量降水量的雨量筒。在無(wú)風(fēng)的天氣里，雨點(diǎn)豎直落在雨量筒里，根據(jù)筒里水深度，便可知每小時(shí)的雨量。然而，在有風(fēng)的天氣里，雨點(diǎn)落的路徑被吹斜了，這樣，這種方法測(cè)量得出的雨量還能準(zhǔn)確地反映真實(shí)雨量的多少嗎？第十屆全國(guó)初中物理知識(shí)競(jìng)賽（復(fù)賽）試題中，出現(xiàn)了類(lèi)似問(wèn)題。第二，在課堂教學(xué)中，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察。教學(xué)中進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，不單是為了有助于對(duì)知識(shí)的理解，而且特別是有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。例如：在學(xué)習(xí)光的全反射現(xiàn)象及產(chǎn)生全反射的兩個(gè)條件，推出臨界角的計(jì)算公式，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行觀察和思考。在圓形水槽里放入一條金魚(yú)，使學(xué)生都能看到金魚(yú)，再用一塊雙層玻璃板（內(nèi)有空氣薄層）堅(jiān)直放入水槽中，把魚(yú)隔在板后，然后轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃板，當(dāng)轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，有部分同學(xué)便看不見(jiàn)金魚(yú)，為什么？（要求：用光的全反射原理解釋?zhuān)┑谌探o學(xué)生觀察的方法。物理實(shí)驗(yàn)觀察，通常采用的方法有：對(duì)比觀察法和歸納觀察法。

1、對(duì)比觀察法。人們認(rèn)識(shí)事物、現(xiàn)象，往往是通過(guò)對(duì)兩個(gè)事物、現(xiàn)象的對(duì)比，或把某一些現(xiàn)象發(fā)生變化的前、后情況進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

例如：觀察物質(zhì)熔解或凝固時(shí)體積變化，就可以把石蠟放在燒杯里，先用酒精燈徐徐加熱使其全部熔解，這時(shí)可觀察到石蠟液面是平的，標(biāo)上記號(hào)；待石蠟冷卻后，經(jīng)過(guò)觀察，雖然高度沒(méi)有明顯變化，但表面凹下去了。再如：還可以人為地控制條件，使液體在常壓、加壓，減壓下沸騰，比較后可知，沸點(diǎn)隨外界壓強(qiáng)的變化而變化。

總之，使用對(duì)比觀察法，有利于掌握現(xiàn)象的特征以及它與其它類(lèi)似現(xiàn)象的區(qū)別。

2、歸納觀察法。通過(guò)對(duì)個(gè)別現(xiàn)象分別進(jìn)行觀察，得到一些個(gè)別的結(jié)論，再分析歸納，從而得出一般的規(guī)律的觀察方法就是歸納觀察法。

例如：探求聲音是怎樣發(fā)生的，可以通對(duì)各種現(xiàn)象的觀察、歸納得出結(jié)論。

觀察1：有橡皮槌敲音叉股，可以聽(tīng)到音叉發(fā)出的聲音。把懸在細(xì)線上的小球跟發(fā)聲的音叉接觸，小球被音叉彈開(kāi)；用手指輕輕接觸發(fā)聲音叉，可以感受到它在振動(dòng)。

觀察2：撥動(dòng)樂(lè)器的弦，可以聽(tīng)到聲音。仔細(xì)觀察發(fā)聲的弦，可以看到它的輪廓變得模糊了，而且中間比較粗，弦的外形的改變，正是因?yàn)樗诤芸斓卣駝?dòng)的緣故，弦停止了振動(dòng)，聲音也隨之消失了。通過(guò)觀察，歸納得出結(jié)論：一切發(fā)音的物體在振動(dòng)，振動(dòng)的物體是發(fā)聲的源泉，即聲源?？梢?jiàn)，使用歸納觀察能力，有利于掌握現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)及研究比較復(fù)雜現(xiàn)象的一般規(guī)律。

總之，培養(yǎng)觀察能力，要明確觀察的目的、任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，要使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察，勤于思考的習(xí)慣，要教給學(xué)生觀察的方法，對(duì)學(xué)生的進(jìn)行觀察訓(xùn)練，要求觀察得準(zhǔn)確、全面、細(xì)致、敏捷。

二、操作能力

操作能力，主要是指基本儀器的使用和數(shù)據(jù)處理，儀器、設(shè)備組裝或連接，故障排除等三個(gè)方面。

1、基本儀器的使用。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)涉及的基本測(cè)量?jī)x器有：刻度尺、天平、彈簧測(cè)力計(jì)、計(jì)時(shí)器、溫度計(jì)、電流電壓表、示波器等。

使用基本測(cè)量?jī)x器的規(guī)范要求是：

（1）了解測(cè)量?jī)x器的使用方法，明確測(cè)量范圍和精確度。

（2）對(duì)某儀器如天平電流電壓表等，在使用前，必須調(diào)節(jié)零點(diǎn)或記下零點(diǎn)誤差。

（3）牢記使用規(guī)則和操作規(guī)程。

（4）正確讀取數(shù)據(jù)。

2、儀器、設(shè)備的組裝連接。要進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，總是需要先把各個(gè)儀器部件、設(shè)備組裝起來(lái)，并要求裝備和連接必須正確無(wú)誤。具體要求是：布局要合理，要便于觀察和操作；連接要正確、簡(jiǎn)單；實(shí)驗(yàn)前要檢查，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)備性調(diào)查節(jié)。

3、故障的排除。實(shí)驗(yàn)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)各部件工作狀態(tài)及各部件聯(lián)結(jié)處的分析，可能產(chǎn)生故障的幾種因素，逐步檢查，以致最后排除故障。

總之，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力，有利于知識(shí)的理解，有利于自己創(chuàng)造條件探索問(wèn)題，有利于學(xué)生智力的發(fā)展。

三、數(shù)據(jù)處理能力

為了得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必須具有一定的數(shù)據(jù)處理能力，在中學(xué)階段，處理數(shù)據(jù)的主要方法是列表法、圖象法，它能夠直觀地顯示出變量之間在一定范圍內(nèi)的關(guān)系，總結(jié)出一般規(guī)律；同時(shí)，也可由實(shí)驗(yàn)圖象求未知量。

圖象法的具體要求是：一是建立坐標(biāo)系；二是描繪實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，連成圖線；三是根據(jù)所得圖線，推導(dǎo)變量之間的函數(shù)關(guān)系，探索相關(guān)問(wèn)題。

四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅要求學(xué)生會(huì)正確使用基本儀器進(jìn)行觀察、測(cè)量和讀取數(shù)據(jù)，掌握一定的操作技能，會(huì)簡(jiǎn)單地處理實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論，而且應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)確定的目的、任務(wù)，自己獨(dú)立地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的本領(lǐng)，即培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

近幾年，設(shè)計(jì)性競(jìng)賽題已成為全國(guó)初中物理競(jìng)賽的一個(gè)熱點(diǎn)題型，如2005年初賽題中，用圓柱形塑料瓶、水、尺和石頭測(cè)食用油的密度，2006年復(fù)賽題中，利用虹吸現(xiàn)象測(cè)蠟燭的密度，2006年升中考試中，利用長(zhǎng)尺、鉛筆、硬幣，測(cè)硬幣的質(zhì)量等，由于這類(lèi)題技巧性強(qiáng)，靈活性高，因而能較好地考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和思維能力。

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是物理教學(xué)過(guò)程中的其中一種。使學(xué)生全面掌握理解知識(shí)尚須其它教學(xué)手段、方法相互配合，合理地組織教學(xué)、選擇有效的手段和方法，才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙建良.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)[J]. 保山師專(zhuān)學(xué)報(bào)，2006，（02）：97-98.endprint