如何提高物理实验观察能力
2011-12-29高文兵
成才之路 2011年16期
摘要:掌握科学的观察方法,对于做好物理实验,提高物理学习兴趣,具有十分重要的意义。养成良好的观察习惯,爱观察、会观察、善于观察,是提高实验观察能力的关键。
关键词:物理实验;观察能力;培养方法
学好物理,实验是关键。实验观察,是分析实验现象、得出实验结论的前提和基础,而实验则是培养和提高观察能力的重要途径。实验观察能力的提高对于培养学生物理学习兴趣,快乐学习物理具有十分重要的意义。如何提高物理实验观察能力呢?
一、培养良好的观察习惯
培养和提高观察能力,应从观察习惯的养成做起,逐步培养观察的各种品质,掌握科学的观察方法,通过观察发现问题,探究解决问题的途径,最终提高观察能力。为此,可从以下几个方面做起:①要激起观察兴趣,以积极的态度,满怀热情地投入到实验中去。爱因斯坦曾说:“兴趣是最好的老师。”有了观察的兴趣,也就有了原动力。②应理清观察的顺序。观察顺序可按时间顺序、空间顺序、由部分到整体或由整体到部分的顺序进行。③要把握观察的重点,亦即突出主要现象,抓住主要特征。④要树立科学的态度,认真客观地去观察。科学实验来不得半点马虎,应实事求是,尊重客观事实,避免主观臆断。⑤观察要全面、细致和准确,这是观察的基本要求,应力求达到。⑥注意做好观察记录。将观察到的现象和变化情况记录下来,便于下一步分析、整理,总结实验结论。
二、明确观察目标
对某个实验,在实验前就应明确观察什么?为什么观察?做到心中有数,这样在实验时才能有的放矢,以便有效地进行观察,避免盲目性。
三、学会观察的方法
观察方法比观察内容本身更具有意义。因此,学会观察的方法就显得至关重要。在实验中,应当对实验器材、实验过程和实验现象等全面而又细致地观察。实验时出现了哪些现象?引起了怎样的变化?要集中注意力进行科学观察,抓住物理现象的主要特征,找出现象变化的条件和有关因素。在物理实验中,常用的观察方法有:整体观察法、顺序观察法、对比观察法、特征观察法等等。现结合具体实验,谈谈各种方法的应用。
(1)整体观察法。如测定小灯泡的电功率的演示实验,当调节滑动变阻器的滑片位置时,不仅要看到小灯泡的亮度发生了变化,还应看到电压表和电流表的指针也在发生偏转。要从整体上加以认识,不能只知其一,不知其二,以偏概全。在此实验中,当调节滑动变阻器时,通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压同时发生了变化,进而引起了小灯泡电功率的变化,所以灯泡的亮度最终发生了变化。
(2)顺序观察法。如学生实验“练习使用示波器”,实验要求同学们按顺序先后调出并观察光点,再观察扫描情况。这一先后顺序不能颠倒,因为只有调好了光点(包括亮度、聚焦和位置),才能再进一步观察扫描情况。
(3)对比观察法。如“研究单摆振动的周期跟哪些因素有关”的演示实验,可采用比较的方法。①设置两摆的摆球、摆长相同,在摆角小于5度的前提下,比较振幅不同时的震动情况。让两摆同时摆动,对比发现它们在相同时间内的振动次数相同,表明周期与振幅无关。②两摆摆长相同,摆球质量不同,再进行比较,得出周期与摆球质量也无关。③两摆摆长不同,如一摆摆长为另一摆长的2倍,让两摆同时摆动。观察发现它们在相同时间内的振动次数不再相等,说明周期与摆长有关。在这一实验中,通过对比观察,物理现象直观分明,利于得出实验结论。
(4)特征观察法。如通过对各种物体振动现象的观察,发现它们有一个共同的特征,即物体都以平衡位置为中心做往复运动(振动的特征)。抓住了事情的特征,也就抓住了最本质的东西。
以上分别阐述了各种方法的运用,不过,更多的实验却是多种方法的综合运用。如“观察毛细现象”的演示实验,其实验方法的设计是取内径不同的几根细玻璃管,分别插入浸润液体(如水)和不浸润液体(如水银)中,观察细管内液面的升降情况,实验时先进行整体观察,发现浸润液体在细管内液面都升高,而不浸润液体在细管内液面都降低。然后,再进行对比观察,发现由于管子的内径不同,液面升高(或降低)的高度不同,内径越小,升高(或降低)的高度越大。实验表明,针对不同的实验,选择恰当的观察方法,是顺利进行实验并取得良好效果的保证。
四、观察与思维相结合
观察的目的是为了形成对事物的认识,而认识一个事物仅有观察是远远不够的,还必须对观察到的现象进行分析、比较、判断、综合等一系列思维加工,方可形成理性认识。因此,应将观察与思维活动紧密结合起来。要通过对现象的观察,分析产生这一现象的原因,揭示出事物的本质。也只有这样,才能使观察活动深入进去,上升到更高的层次,促使观察能力的提高。观察能力达到一定程度,才有可能捕捉到那些转瞬即逝的现象和微小变化的过程,从中取得新的发现。
五、重视物理小实验
经常开展物理小实验,不仅可以提高学生的实验观察能力,而且可以培养创造能力。例如,当出现停电现象时,家里的冰箱变成了“热”箱,导致食物变味。如果我们平时在冰箱中放一盆水,使之结冰,遇上停电,只要将这一盆冰放入装有食物的冷藏室中,食物在一二天内就不会变质,从而解决冰箱因暂时停电而出现的难题。有的同学在自制电铃中受启发,进而成功地自制了“水塔水位控制器”。这些小实验和小制作的成果,不仅受到家长和社会的欢迎,学生也感受到物理实验解决家庭、社会难题而给自己带来的快乐,从而增强学习物理的兴趣。
总之,要提高观察能力,就应爱观察、会观察、善于观察,以观察带动实验的开展,在实验过程中促使观察能力的培养与提高。
参考文献:
[1]许国梁.中学物理教学法及实验[M].北京:高等教育