從物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知過(guò)程看物理實(shí)驗(yàn)分析

戴煉

摘 要：本文主要分析了幾類(lèi)主要的物理實(shí)驗(yàn)，并且分析了每一類(lèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)生們的認(rèn)知變化過(guò)程，期望對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展起到積極的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)習(xí)；物理實(shí)驗(yàn)；認(rèn)知過(guò)程

物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是物理課程開(kāi)展的重要手段。而學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)都需要經(jīng)歷一個(gè)由淺入深的認(rèn)知過(guò)程。認(rèn)識(shí)過(guò)程的快慢和效果就決定了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的好壞。因此有必要從學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程這一角度對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行細(xì)致地分析。但是從目前來(lái)看，物理實(shí)驗(yàn)大多只是針對(duì)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(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于物理的學(xué)習(xí)是必不可少的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)更加直觀和方便，學(xué)生們可以從很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)中獲取相應(yīng)的物理知識(shí)，而這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都是學(xué)生們通過(guò)觀察和計(jì)算得出來(lái)的，因此會(huì)具有更深刻的印象。而且實(shí)驗(yàn)一般都是學(xué)生們通過(guò)分組完成的，不僅能夠鍛煉他們團(tuán)隊(duì)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(lái)看，不同的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們會(huì)有著不同的認(rèn)知過(guò)程，主要分為以下幾個(gè)大類(lèi)。但是從目前來(lái)看，物理實(shí)驗(yàn)大多只是針對(duì)教學(xué)方法層面的分析，并沒(méi)有針對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程進(jìn)行一個(gè)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(méi)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(guò)程進(jìn)行一個(gè)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平和高度。

1 感官實(shí)驗(yàn)

這類(lèi)實(shí)驗(yàn)是比較直接的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是比較容易能觀察到的。對(duì)于一個(gè)沒(méi)有相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)講，他們首先會(huì)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(shí)驗(yàn)的原理和本質(zhì)凸顯得更加明顯。這一類(lèi)的實(shí)驗(yàn)都是為了解決那些在學(xué)生心目中留有疑難問(wèn)題的，給他們以直觀的印象去解決相應(yīng)的問(wèn)題。讓他們根據(jù)已知的物理概念去總結(jié)物理實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和規(guī)律。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中學(xué)生們都是帶有一定的疑問(wèn)的，學(xué)生一直帶著疑問(wèn)去解決這一類(lèi)問(wèn)題。可以拿晶體熔化這一實(shí)驗(yàn)來(lái)舉例。由于實(shí)驗(yàn)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(guò)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(lái)改變這一現(xiàn)狀，但是從目前的效果來(lái)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?cè)趯?shí)驗(yàn)的過(guò)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(guò)自身的思維加工，和相應(yīng)的理論依據(jù)進(jìn)行對(duì)比，最終達(dá)到認(rèn)識(shí)提高的效果。在這樣的過(guò)程中，學(xué)生們不僅提高了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還能善于分析看到的物理現(xiàn)象，形成自己獨(dú)特的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，便于進(jìn)行知識(shí)的遷移和進(jìn)一步地運(yùn)用。但并不是說(shuō)如果沒(méi)有響應(yīng)的改善效果，這一類(lèi)實(shí)驗(yàn)就沒(méi)法做，我們應(yīng)該轉(zhuǎn)換一下思維。給學(xué)生留一些問(wèn)題也是比較好的，因?yàn)閷W(xué)生們可以帶著問(wèn)題去進(jìn)一步地探究，同時(shí)認(rèn)識(shí)到科研學(xué)習(xí)并不是一帆風(fēng)順能成功的，可能會(huì)遇到各種各樣的阻礙。他們會(huì)對(duì)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(shí)事求是的治學(xué)精神和善于解決問(wèn)題的能力。

2 抽象實(shí)驗(yàn)

抽象實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)都是比較難的，學(xué)生們對(duì)于這一類(lèi)實(shí)驗(yàn)大多停留在對(duì)理論的掌握上。而他們比較擅長(zhǎng)的也就是計(jì)算，但是對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和原理并不是特別了解。對(duì)于這一類(lèi)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們?cè)诮佑|過(guò)程中會(huì)將腦海中具體的運(yùn)算過(guò)程轉(zhuǎn)化為對(duì)形式的運(yùn)算。因?yàn)樗麄儗?duì)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(shí)，是他們無(wú)法直接觀察和感受到的，并且是需要他們經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的思考來(lái)解決的。拿沉入水中的物體舉例，他們是否會(huì)受到浮力的作用，一直以來(lái)都是困擾學(xué)生比較多的問(wèn)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(huì)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(shí)。這樣的疑惑狀態(tài)也有可能會(huì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的話，那么他們會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)果都會(huì)認(rèn)識(shí)得更加清楚。

3 拓展實(shí)驗(yàn)

拓展實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生能力的提高是最有效的，因?yàn)橥卣箤?shí)驗(yàn)將聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)有機(jī)地結(jié)合了起來(lái)，調(diào)動(dòng)起了多個(gè)感覺(jué)器官。拓寬了信息收集的渠道，學(xué)生們?cè)讷@取豐富信息的同時(shí)，逐漸形成了相應(yīng)的概念。拓展實(shí)驗(yàn)一般會(huì)收到兩種效果，一個(gè)就是實(shí)驗(yàn)結(jié)論與生活經(jīng)驗(yàn)相違背，另外一個(gè)就是實(shí)驗(yàn)結(jié)論與生活經(jīng)驗(yàn)相符合，下面就展開(kāi)來(lái)說(shuō)這兩大類(lèi)實(shí)驗(yàn)。拓展實(shí)驗(yàn)往往能夠調(diào)動(dòng)起學(xué)生們參與的積極性，尤其是他們固有的認(rèn)識(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論并不是完全重合的時(shí)候，他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就會(huì)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(shí)驗(yàn)當(dāng)中來(lái)。而如果學(xué)生們獲取的信息和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致時(shí)，這時(shí)我們稱(chēng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)應(yīng)該更多地關(guān)注在學(xué)生們的認(rèn)知調(diào)整過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

物理學(xué)習(xí)過(guò)程的主體是學(xué)生，而輔助是老師。因此在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，抓住學(xué)生們認(rèn)知的變化過(guò)程有助于加深學(xué)生們對(duì)物理試驗(yàn)現(xiàn)象的分析和總結(jié)。根據(jù)上面的分析，實(shí)驗(yàn)主要分為感官實(shí)驗(yàn)、抽象實(shí)驗(yàn)和拓展實(shí)驗(yàn)。每一類(lèi)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們的認(rèn)知過(guò)程都是不一樣的，比如在感官實(shí)驗(yàn)中更多的是要去解決學(xué)生們心中的疑問(wèn)，通過(guò)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(shí)驗(yàn)，是比較難的，學(xué)生們會(huì)抓緊學(xué)會(huì)解決問(wèn)題，并且養(yǎng)成實(shí)事求是的精神和善于解決問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]段雷濤，楊為民.隨堂物理實(shí)驗(yàn)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(wèn)題與對(duì)策[J].教育觀察（上旬刊），2015，4（06）：84-85.