怎样培养物理实验教学中的观察能力

怎样培养物理实验教学中的观察能力
怎样培养物理实验教学中的观察能力

怎样培养物理实验教学中的观察能力
人们认识自然,改造自然,总是从观察开始. 观察是研究自然科学的最基本的方法.因此观察不仅要会“观”,还要会“察”,才能有所收获.而物理学又是一门以观察、实验为基础的学科,这就要求每位实验教师在指导学生实验时,多注意对学生观察能力的培养.通过观察各种现象以及对各种实验的具体操作,对激发学生学习兴趣,培养学生科学的思维方法和实事求是的科学态度等科学素质都具有特别重要的意义.
人从外界所接受的信息,大部分是通过观察获得的.没有敏税的观察力,就不会有灵敏的思维力,丰富的想象力和良好的记忆力.观察是获得知识的最基本途径,也是最基本的环节,更是思维的基础.“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域.”而观察是第一步,没有观察就不会有接履而来的前进.任何实验都离不开观察,物理实验更是如此.通过观察获取的实验现象能激发学生的兴趣,启发学生求知的欲望,从而提高学生的智力和能力,所以观察能力的培养是整个实验教学中能力培养和提高的首要前提.
一、注重观察兴趣的培养
学生学习动机中最活跃的成分是兴趣,它能很好地推动学生主动地去学习知识,探索知识.培养兴趣不仅能转化学习动力,而且也能促进智能的发展,以提高学习质量和形成良好的个性品质.因此在提倡素质教育的今天,激发和培养学生学习物理的兴趣是现代教学中一个不容忽视的课题.在观察活动开始时,往往带有一种极强的诱惑感和好奇心,而这种好奇心正是兴趣爱好的原动力.教师在教学中,必须抓住学生“好奇心”这种心理特征,变好奇心为观察兴趣,进而转化为求知欲望.为了提高学生的观察兴趣,明确观察的重要性,可以给学生讲中外科学家的故事,介绍自然界中各种奇异的现象,做有趣的科学实验等,在学生刚接触实验课时,我就给大家介绍了从苹果落地的启示中,牛顿发现了万有引力定律；从水壶中的蒸汽不停冲击水壶盖的观察中,瓦特发明了蒸汽机等.科学家们正是从这些最简单的最微不足道的物理现象的观察中,作出了震撼世界的发明和创造,由此大大激发学生的观察兴趣,更加懂得观察的重要性.
二、教学生制订观察计划
在物理实验中,要从物理现象中获得关于物质的组成、结构、性质及其变化等方面的感性认识,必须有周密的观察计划.没有周密的观察计划就没有科学的观察顺序,造成顾此失彼,观察不够全面,不得要领.学生在开始观察时,往往会感到不着边际,无从下手.因此,要指导学生制订周密的观察计划,确定好观察对象,拟订出常规观察项目和特殊观察项目,明确观察要点.否则,纷繁多变的物理现象瞬间消逝,如同过眼烟云,在物理实验中培养学生的观察素质也就会成为一句空话.如观察水的沸腾实验,就可制订如下观察计划： 观察步骤 －－观察内容－－观察重点：
1、水开始加热杯底和杯壁上出现许多小气泡
2、水沸腾前小气泡脱离杯底和杯壁形成新气泡.气泡由小变大,由大变小直液化成水
3、水沸腾时随着温度升高,气泡逐渐变大,直至液面破裂,放出水蒸气.气泡破裂和水蒸气形成.
三、明确观察目标
每一个物理实验都有其明确的实验目标.实验要求实验者必须有明确的观察目标和观察重点.往往学生在开始实验时,只凭一般的兴趣和爱好,在观察时注意力不集中,观察目标不明确,分不清重点,带有很大的盲目性和片面性,有的以局部代替整体,有的放过一些稍纵即逝的重要现象,对多种并存的现象,不能抓住其本质现象.因此,在实验教学中,教师要善于引导学生明确观察目标,对一些关键性的、重要的以及不易观察的对象和内容进行重点观察.
物理实验目标包括：
1．行为目标,是要求学生在完成每一项预定的实验项目以后能够“做什么”的叙述.在确定行为目标时,通常使用的是：说、写、分辨、比较、设计、说明等这样一些表示学生的一种内在能力而可用外在行为表现出来的操作性词语.如：说出用天平、量筒测定小于水的固体物质密度的方法和步骤等.在制定行为目标时,要指出完成行为的有关条件.
2．动作技能目标：是指对学生在实验时的操作和动作表现的具体要求.通常包括以下几项：①口述仪器各部分名称、作用；②复述仪器操作要领；③正确快速装置仪器；④正确快速操作实验仪器并取得实验数据；⑤连贯地操作、准确的动作；⑥迅速有效地修理仪器,迅速排除实验故障；⑦改进实验装置,创造新的实验方法等.以上项目应根据不同年级,不同的学生特点按不同层次提出.并要求每位学生逐步做到 .
3．单项实验目标：是针对某一个实验而制定的更具体的目标,单项实验目标应该与物理实验教学目的要求一致,既不能过高,也不能降低.要适应每位学生的能力.
四、要有科学观察的方法
在物理实验教学中,教师还必须教给学生进行观察的具体方法.从教学实践中,我有以下几种方法共探讨：
1、比较观察法,比较就是在观察中区分出客体,确定客体的异同,从而促进学生的思维活动.由于事物与事物之间,现象与现象之间总是既有联系又有不同.因此教师在教学过程中,要注意将物理现象分析比较,在相同事物和现象中,找出它们之间的不同点；在不同事物和现象中,找出它们之间的相同点.如：观察用电流表测电流,用电压表测电压,比较两表的构造、最小刻度及实验操作的异同点.从而让学生体会到在实验中的极大兴趣,以达到提高学生的动手能力.
2、顺序观察法：即观察的顺序.在实验中要按实验顺序观察,一般的观察顺序为：从上到下,从外到内,从前到后,从左到右或从右到左等.如测定小灯泡额定功率实验观察顺序为：①先观察小灯泡的额定电压,再确定电源电压.电源电压应略高于小灯泡的额定电压；②观察电流表,电压表的指针是否指在“零”刻度线、量程和最小刻度；③观察滑动变阻器的最大电流和最大阻值；④按要求连接电路前电键是否断开,滑动变阻器是否滑在阻值最大位置；⑤电压表是否并联小灯泡两端,量程是否选得合适；⑥电流表是否串联在电路中,量程是否选得合适；⑦实验开始时,闭合电键,调节滑动变阻器,重点观察电压表示数,电流表示数的大小.这样有顺序的观察 可以避免学生在实验时抓不到重点,手忙脚乱.
3、分步观察法：对于一些复杂的物理现象,应按照所制定的观察计划,引导学生按照一定的实验步骤,一步一步地仔细观察,如：研究阿基米德定律实验中,可按以下步骤进行：①在弹簧下面挂上金属筒,筒下面吊上金属块,指出弹簧伸长后指针的位置；②将金属块部分浸入水中,再逐步增加浸入体积,观察弹簧长度的变化和溢出水的多少；③将金属块全部侵入溢水杯中的水流入小杯中；④将小杯里的水慢慢倒入小金属筒里,观察指针所指的位置.这样学生在做实验时会有条不紊,沉着冷静.
4、整体观察法：在观察中先由整体到部分,再由部分到整体,即先对整体有一个初步的、一般的、粗略的认识后,再分出观察对象的各部分,再对这些部分细致地观察.整体观察法强调学生综合运用眼、耳、手、鼻等各种感觉器官进行观察,不遗漏重要的“细节”；在观察对象的各个部分时注意跟对象整体联系.在整体观点指导下,观察各个部分时,重点观察主要部分,但又不放弃次要部分的观察.如：发电机工作原理、电磁感应现象实验等 .
5、重点观察法：对事物本质的核心的关键部分或现象进行观察,培养学生观察的“选择性”.引导学生注意收集反映物理现象的本质特点的信息,依据观察的目的,区分哪些是该观察的,哪些是不必观察的.在观察物质时,引导学生根据观察提纲确定观察的重点项目；在观察装置时,引导学生根据观察的目的确定优先观察核心部分；在观察实验操作时,引导学生特别注意对关键性的、重要的、以及不易观察的操作进行重点观察；在观察物理现象和图表模型时,引导学生观察能反映事物本质的现象或部分,不受无关现象或部分的干扰.如：托里拆利实验,在大气压的作用下使竖直管中水银柱高出槽中水银面,管内、外水银面有一定的高度差.则部分学生可能认为：①大气压强的大小与水银柱的长度有关.此时应该进一步观察,当玻璃管倾斜一个角度,管中水银多了一些,水银柱长度增加,但水银柱的竖直高度仍然不变,这表明与管的直立或倾斜无关；②大气压的大小与玻璃管的粗细有关.那就换用两只内径不同的装满水银的玻璃管重复上述实验,可观察到管内外水银面的高度差都是同一个数值,这表明大气压与管的粗细无关.可见这个现象的本质是水银柱的竖直高度与大气压有关.此实验表明作用在管外水银面上的大气压强支持着管内的水银柱,这段水银柱产生的压强等于大气压.
6、归纳观察法：归纳法从个别事物的知识的基础上,概括出事物的一般原理的方法,是从个别到一般的推理形式和思维方法.
五、观察中的要求
（一）观察力的生命在于真实,实事求是是观察的基础,又是观察的重要品质和方法,也是科学工作者的基本态度.在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是的科学态度,毫不含糊地尊重客观事实,如实地记录实验中观察到的各种现象、数据、标点符号,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来.坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生的科学素质,培养创造型人才的需要.
（二）认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一,也是科学工作者的基本素养和要求.所以在实验中要认真、细致、深入的观察.许多自然现象和实验中的物理现象,有时是稍纵即逝,有时是一闪而过,这就要求每位学生只有认真、仔细的观察,才能随时抓住这些重要的现象；只有深入地观察,才能发现细微的变化和隐蔽的特征.
（三） 眼、脑并用,即把观察和思维紧密结合起来 观察是一种理性知识参与下的知觉.只有结合思维才能把握实验现象中的本质特征和必然联系,而且能根据观察到的现象发现新的问题,促进进一步的观察和对观察材料的思维加工,辨别本质现象和非本质现象,去伪存真,得出正确的观察结果.
在提倡素质教育的今天,我们要大胆地贯彻课改精神和实施素质教育,提高现代学生的实验素质,以同时达到提高学生的多种能力.