從物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程看物理實驗分析

戴煉

摘 要：本文主要分析了幾類主要的物理實驗，并且分析了每一類實驗學(xué)生們的認(rèn)知變化過程，期望對物理實驗的開展起到積極的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)習(xí)；物理實驗；認(rèn)知過程

物理實驗是物理學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是物理課程開展的重要手段。而學(xué)生在學(xué)習(xí)時都需要經(jīng)歷一個由淺入深的認(rèn)知過程。認(rèn)識過程的快慢和效果就決定了物理實驗教學(xué)水平的好壞。因此有必要從學(xué)生的認(rèn)知過程這一角度對物理實驗進(jìn)行細(xì)致地分析。但是從目前來看，物理實驗大多只是針對教學(xué)方法層面的分析，只有進(jìn)行了這一分析，才能為老師在物理的理論教學(xué)和實踐教學(xué)上，提供更科學(xué)合理的教學(xué)方法，也滿足了人性化教學(xué)的基本要求。

實驗教學(xué)對于物理的學(xué)習(xí)是必不可少的，因為實驗教學(xué)更加直觀和方便，學(xué)生們可以從很多實驗現(xiàn)象當(dāng)中獲取相應(yīng)的物理知識，而這些實驗現(xiàn)象都是學(xué)生們通過觀察和計算得出來的，因此會具有更深刻的印象。而且實驗一般都是學(xué)生們通過分組完成的，不僅能夠鍛煉他們團(tuán)隊合作的能力，還能產(chǎn)生集體思考和探究的共贏效應(yīng)。從整體上來看，不同的實驗，學(xué)生們會有著不同的認(rèn)知過程，主要分為以下幾個大類。但是從目前來看，物理實驗大多只是針對教學(xué)方法層面的分析，并沒有針對學(xué)生的認(rèn)識過程進(jìn)行一個系統(tǒng)和清晰的總結(jié)，這很不利于教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)的制定，也沒法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，因此從學(xué)生的角度出發(fā)，學(xué)生的認(rèn)知過程進(jìn)行一個系統(tǒng)的總結(jié)是十分必要和緊急的，這樣能夠進(jìn)一步提高物理實驗教學(xué)的水平和高度。

1 感官實驗

這類實驗是比較直接的，實驗結(jié)果也是比較容易能觀察到的。對于一個沒有相關(guān)知識和經(jīng)驗的學(xué)生來講，他們首先會在腦海中構(gòu)想相應(yīng)的物理情境，所以如果想讓他們接受得更好，就需要將實驗的原理和本質(zhì)凸顯得更加明顯。這一類的實驗都是為了解決那些在學(xué)生心目中留有疑難問題的，給他們以直觀的印象去解決相應(yīng)的問題。讓他們根據(jù)已知的物理概念去總結(jié)物理實驗中的現(xiàn)象和規(guī)律。在整個實驗當(dāng)中學(xué)生們都是帶有一定的疑問的，學(xué)生一直帶著疑問去解決這一類問題?？梢阅镁w熔化這一實驗來舉例。由于實驗中存在的小誤差使得晶體的熔化很難得出理想的結(jié)論，熔化過程中的溫度也很難保持固定不變。雖然教師們已經(jīng)做出很大的努力來改變這一現(xiàn)狀，但是從目前的效果來看，還不是很好，仍然需要更進(jìn)一步地努力和改善。

學(xué)生們在實驗的過程中能夠善于抓住主要的影響因素，忽略次要的影響因素，就形成了一定的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，在總結(jié)概括的基礎(chǔ)上獲取了比較合理的物理現(xiàn)象，通過自身的思維加工，和相應(yīng)的理論依據(jù)進(jìn)行對比，最終達(dá)到認(rèn)識提高的效果。在這樣的過程中，學(xué)生們不僅提高了發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，還能善于分析看到的物理現(xiàn)象，形成自己獨特的知識網(wǎng)絡(luò)，便于進(jìn)行知識的遷移和進(jìn)一步地運(yùn)用。但并不是說如果沒有響應(yīng)的改善效果，這一類實驗就沒法做，我們應(yīng)該轉(zhuǎn)換一下思維。給學(xué)生留一些問題也是比較好的，因為學(xué)生們可以帶著問題去進(jìn)一步地探究，同時認(rèn)識到科研學(xué)習(xí)并不是一帆風(fēng)順能成功的，可能會遇到各種各樣的阻礙。他們會對科學(xué)研究的本質(zhì)有著更加深刻的感悟，也是在培養(yǎng)他們做科研實事求是的治學(xué)精神和善于解決問題的能力。

2 抽象實驗

抽象實驗對于學(xué)生來說都是比較難的，學(xué)生們對于這一類實驗大多停留在對理論的掌握上。而他們比較擅長的也就是計算，但是對于整個實驗的設(shè)計和原理并不是特別了解。對于這一類實驗，學(xué)生們在接觸過程中會將腦海中具體的運(yùn)算過程轉(zhuǎn)化為對形式的運(yùn)算。因為他們對于理論的掌握也都是體現(xiàn)在事物的規(guī)律和現(xiàn)象的總結(jié)上面。其中最困難的地方也就是最抽象的知識，是他們無法直接觀察和感受到的，并且是需要他們經(jīng)過一定時間的思考來解決的。拿沉入水中的物體舉例，他們是否會受到浮力的作用，一直以來都是困擾學(xué)生比較多的問題。如果學(xué)生只是單純的接收老師灌輸?shù)慕Y(jié)論，沉入水底的物體也會受到浮力的作用，那么學(xué)生們的思維就是十分混沌的，也不利于他們系統(tǒng)地學(xué)習(xí)其他與浮力相關(guān)的知識。這樣的疑惑狀態(tài)也有可能會影響到他們今后的學(xué)習(xí)效果。因此如果能夠讓學(xué)生自己進(jìn)行系統(tǒng)的實驗設(shè)計的話，那么他們會對實驗的原理和結(jié)果都會認(rèn)識得更加清楚。

3 拓展實驗

拓展實驗對于學(xué)生能力的提高是最有效的，因為拓展實驗將聽覺和視覺有機(jī)地結(jié)合了起來，調(diào)動起了多個感覺器官。拓寬了信息收集的渠道，學(xué)生們在獲取豐富信息的同時，逐漸形成了相應(yīng)的概念。拓展實驗一般會收到兩種效果，一個就是實驗結(jié)論與生活經(jīng)驗相違背，另外一個就是實驗結(jié)論與生活經(jīng)驗相符合，下面就展開來說這兩大類實驗。拓展實驗往往能夠調(diào)動起學(xué)生們參與的積極性，尤其是他們固有的認(rèn)識與實驗結(jié)論并不是完全重合的時候，他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就會受到一定的挑戰(zhàn)，他們就更加積極和有興致地投入到拓展實驗當(dāng)中來。而如果學(xué)生們獲取的信息和實驗的結(jié)果一致時，這時我們稱實驗和理論相符，這就需要適當(dāng)?shù)卣J(rèn)知調(diào)整，認(rèn)知結(jié)構(gòu)與獲取的信息就處于相互作用中。因此這樣的實驗應(yīng)該更多地關(guān)注在學(xué)生們的認(rèn)知調(diào)整過程。

4 結(jié)語

物理學(xué)習(xí)過程的主體是學(xué)生，而輔助是老師。因此在進(jìn)行物理實驗時，抓住學(xué)生們認(rèn)知的變化過程有助于加深學(xué)生們對物理試驗現(xiàn)象的分析和總結(jié)。根據(jù)上面的分析，實驗主要分為感官實驗、抽象實驗和拓展實驗。每一類實驗，學(xué)生們的認(rèn)知過程都是不一樣的，比如在感官實驗中更多的是要去解決學(xué)生們心中的疑問，通過他們直接或間接的參與以及直接的觀察，獲取比較有用的信息。而抽象實驗，是比較難的，學(xué)生們會抓緊學(xué)會解決問題，并且養(yǎng)成實事求是的精神和善于解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]段雷濤，楊為民.隨堂物理實驗在高中物理學(xué)習(xí)中的重要性分析[J].西部素質(zhì)教育，2016，2（05）：127.

[2]孫巍.淺談事業(yè)單位思想政治工作的問題與對策[J].教育觀察（上旬刊），2015，4（06）：84-85.