初中物理實驗觀察能力的培養

物理學是一門以實驗為基礎的科學，而物理實驗則是以觀察為基礎的。觀察是人的一種有目的、有計劃的知覺，觀察是人們認識事物、獲取真知、發現問題的源泉，觀察是得到一切知識的一個首要的步驟。我們在物理實驗中科學地觀察物理現象，是學習、探索物理規律的重要手段。為了使物理實驗情境中的觀察，成為真正意義層面上的觀察，在物理教學中，我們教師要千方百計地教給學生科學觀察的一般方法。

一、目的性

觀察的目的性是指善于組織知覺活動達到預期觀察目的的品質。觀察的目的性使觀察活動具有明確的方向與選擇性。觀察前，首先要明確觀察的目的，弄清在實驗中怎樣觀察，要觀察什么現象等等。比如，在觀察驗證性實驗時，要明確實驗時要驗證的結論是什么；在觀察探索性實驗時，要明確實驗要探索的目標是什么。目的明確了，才能有的放矢地觀察與實驗目的有內在聯系的現象，并記下必要的觀察測量的數據，從而獲得正確的結論。如在探索阿基米德原理的實驗中，目的是研究沉浸在液體里的物體所承受的浮力與哪些因素有關。根據實驗的目的，我們就可以有目的地探索和觀察物體所承受浮力的大小與物體排開的液體的重量及物體的體積、物體的密度、浸入液體的體積、液體的密度等因素的關系，從而排除無關的因素，正確地得出阿基米德原理。

二、有序性

觀察的有序性是指在觀察時能有意無意地考慮到先后順序的品質。觀察時要注意有序性，防止出現顧此失彼的形象。一般情況下，首先要觀察整個實驗裝置的構成及實驗操作的全過程，又要重點觀察那些與實驗目的有內在聯系的因素。例如，在測定大氣壓的托里拆利實驗中，把一根一米長、一端封閉的玻璃管灌滿水銀，然后用食指堵住開口的一端，把管倒立在水銀槽里，因管中水銀面下降而在管的上部出現了空間，此空間無空氣，故為真空。如果對此實驗裝置及操作過程不注意觀察，則無法確定上部空間是否為真空，因而對利用水銀柱的高度來表示大氣壓的大小就無法理解。本實驗觀察和測量的重點內容是管內外水銀面的高度差。

三、精確性

觀察的精確性是指在觀察中善于區分出事物細微而重要特征的品質。精確知覺事物，才能發現事物有價值的特征，才能提高觀察的效應。一個觀察力較強的人，既能善于觀察事物的全貌，又能覺察到事物的細微特征。觀察需要認真細致的科學態度。對一些密切協作定性的實驗要求觀察準確，對定量實驗要求必須有足夠的精確度。英國物理學家開爾文曾說過，一切科學上最偉大的發現幾乎都是由精確的測定和總結許許多多數字得來的。客觀現象是錯綜復雜的，紛繁無序的，觀察時我們要注意由表及里，去偽存真，找到現象的本質特征。例如：在托里拆利實驗中，由于大氣壓的作用，使豎直玻璃管中水銀面高出槽中水銀面。有部分學生可能得出，大氣壓的大小與水銀柱的長度有關，應該進一步觀察，當玻璃管傾斜時，水銀柱長度增加，但水銀柱的豎直高度保持不變，可見這種現象的本質是水銀柱豎直高度與大氣壓有關。

四、概括性

觀察的概括性是指能從具體現象中概括出本質的品質。物理概念和規律是從大量的物理現象中概括、抽象出來的，在觀察時要學會從形式不同的現象中抽象概括出共同的本質。例如，在學習“力”的概念時，所看到的幾個演示實驗：1、手握重體；2、手拉彈簧；3、彈簧下吊一個物體；4、用手指彈小球；5、棒擊小球……等施力的方式和對象不同，但通過仔細觀察分析，可以概括出：力發生在物體之間，“力是物體對物體的作用”，力能使物體發生形變，使物體運動狀態發生改變。

五、客觀性

觀察的客觀性是善于實事求是去知覺事物的品質。尊重客觀事實，科學地反映事物的本來面目，是觀察的基本特性。在中學物理實驗中，驗證性實驗居多，有些同學在做實驗的過程中，不尊重客觀事實，經常歪曲實驗數據，捏造出符合規律的數據來，常常弄得實驗零誤差。我們教師應該培養學生觀察能力的客觀性及實事求是的科學態度。一就是一，二就是二，不弄虛作假，實驗中誤差是不可避免的。教師在演示實驗的過程中，應注意培養學生科學的學習態度和體驗，避免出現捏造實驗數據、歪曲實驗事實的現象。例如，在凸透鏡成像規律的實驗中，除了照課本上的實驗步驟外，再要求學生在觀察中悟出凸透鏡的前后兩個鏡面上分別出現正立和倒立燭焰像的道理，讓學生在實驗中鞏固了凸鏡和凹鏡成像的知識，培養了學生對物理現象的綜合觀察能力。接著追問：“把光屏取走，能見到實像嗎？”學生由于受思維定勢的影響，認為：“沒有光屏就不能成像。”也有的學生感到老師的提問而又無法來肯定或否定。這時老師抓住機會，引導學生在實驗過程中探索，先用毛玻璃代替光屏，并在成像的位置上把它漸漸下移，沿著光軸的方向看去在屏移去的位置上就有一部分燭焰實像，并和毛玻璃上成的另一部分燭焰實像上下接合，此時學生有一種找到答案的喜悅感，猶如深山覓珍寶似的興奮激動，使學生在探索過程中提高認知興趣，也培養了學生用求實的作風探索科學的奧妙。

除了上述幾種一般方法外，在觀察時要力爭做到眼到、腦到、手到，即眼睛觀察，大腦思索，動手操作。這樣，觀察的效果更佳。平時要培養學生觀察周圍豐富多彩的物理現象，這不僅能增加觀察的內容，開拓視野，而且有利于逐步提高學生的觀察能力和抽象思維能力。

（作者單位：江蘇省建湖縣恒濟初級中學）