从物理学习的认知过程看物理实验分析

戴炼

摘 要：本文主要分析了几类主要的物理实验，并且分析了每一类实验学生们的认知变化过程，期望对物理实验的开展起到积极的借鉴作用。

关键词：物理学习；物理实验；认知过程

物理实验是物理学学习的基础，也是物理课程开展的重要手段。而学生在学习时都需要经历一个由浅入深的认知过程。认识过程的快慢和效果就决定了物理实验教学水平的好坏。因此有必要从学生的认知过程这一角度对物理实验进行细致地分析。但是从目前来看，物理实验大多只是针对教学方法层面的分析，只有进行了这一分析，才能为老师在物理的理论教学和实践教学上，提供更科学合理的教学方法，也满足了人性化教学的基本要求。

实验教学对于物理的学习是必不可少的，因为实验教学更加直观和方便，学生们可以从很多实验现象当中获取相应的物理知识，而这些实验现象都是学生们通过观察和计算得出来的，因此会具有更深刻的印象。而且实验一般都是学生们通过分组完成的，不仅能够锻炼他们团队合作的能力，还能产生集体思考和探究的共赢效应。从整体上来看，不同的实验，学生们会有着不同的认知过程，主要分为以下几个大类。但是从目前来看，物理实验大多只是针对教学方法层面的分析，并没有针对学生的认识过程进行一个系统和清晰的总结，这很不利于教学方法和教学目标的制定，也没法达到预期的教学效果，因此从学生的角度出发，学生的认知过程进行一个系统的总结是十分必要和紧急的，这样能够进一步提高物理实验教学的水平和高度。

1 感官实验

这类实验是比较直接的，实验结果也是比较容易能观察到的。对于一个没有相关知识和经验的学生来讲，他们首先会在脑海中构想相应的物理情境，所以如果想让他们接受得更好，就需要将实验的原理和本质凸显得更加明显。这一类的实验都是为了解决那些在学生心目中留有疑难问题的，给他们以直观的印象去解决相应的问题。让他们根据已知的物理概念去总结物理实验中的现象和规律。在整个实验当中学生们都是带有一定的疑问的，学生一直带着疑问去解决这一类问题。可以拿晶体熔化这一实验来举例。由于实验中存在的小误差使得晶体的熔化很难得出理想的结论，熔化过程中的温度也很难保持固定不变。虽然教师们已经做出很大的努力来改变这一现状，但是从目前的效果来看，还不是很好，仍然需要更进一步地努力和改善。

学生们在实验的过程中能够善于抓住主要的影响因素，忽略次要的影响因素，就形成了一定的关系网络，在总结概括的基础上获取了比较合理的物理现象，通过自身的思维加工，和相应的理论依据进行对比，最终达到认识提高的效果。在这样的过程中，学生们不仅提高了发现问题和解决问题的能力，还能善于分析看到的物理现象，形成自己独特的知识网络，便于进行知识的迁移和进一步地运用。但并不是说如果没有响应的改善效果，这一类实验就没法做，我们应该转换一下思维。给学生留一些问题也是比较好的，因为学生们可以带着问题去进一步地探究，同时认识到科研学习并不是一帆风顺能成功的，可能会遇到各种各样的阻碍。他们会对科学研究的本质有着更加深刻的感悟，也是在培养他们做科研實事求是的治学精神和善于解决问题的能力。

2 抽象实验

抽象实验对于学生来说都是比较难的，学生们对于这一类实验大多停留在对理论的掌握上。而他们比较擅长的也就是计算，但是对于整个实验的设计和原理并不是特别了解。对于这一类实验，学生们在接触过程中会将脑海中具体的运算过程转化为对形式的运算。因为他们对于理论的掌握也都是体现在事物的规律和现象的总结上面。其中最困难的地方也就是最抽象的知识，是他们无法直接观察和感受到的，并且是需要他们经过一定时间的思考来解决的。拿沉入水中的物体举例，他们是否会受到浮力的作用，一直以来都是困扰学生比较多的问题。如果学生只是单纯的接收老师灌输的结论，沉入水底的物体也会受到浮力的作用，那么学生们的思维就是十分混沌的，也不利于他们系统地学习其他与浮力相关的知识。这样的疑惑状态也有可能会影响到他们今后的学习效果。因此如果能够让学生自己进行系统的实验设计的话，那么他们会对实验的原理和结果都会认识得更加清楚。

3 拓展实验

拓展实验对于学生能力的提高是最有效的，因为拓展实验将听觉和视觉有机地结合了起来，调动起了多个感觉器官。拓宽了信息收集的渠道，学生们在获取丰富信息的同时，逐渐形成了相应的概念。拓展实验一般会收到两种效果，一个就是实验结论与生活经验相违背，另外一个就是实验结论与生活经验相符合，下面就展开来说这两大类实验。拓展实验往往能够调动起学生们参与的积极性，尤其是他们固有的认识与实验结论并不是完全重合的时候，他们的认知结构就会受到一定的挑战，他们就更加积极和有兴致地投入到拓展实验当中来。而如果学生们获取的信息和实验的结果一致时，这时我们称实验和理论相符，这就需要适当地认知调整，认知结构与获取的信息就处于相互作用中。因此这样的实验应该更多地关注在学生们的认知调整过程。

4 结语

物理学习过程的主体是学生，而辅助是老师。因此在进行物理实验时，抓住学生们认知的变化过程有助于加深学生们对物理试验现象的分析和总结。根据上面的分析，实验主要分为感官实验、抽象实验和拓展实验。每一类实验，学生们的认知过程都是不一样的，比如在感官实验中更多的是要去解决学生们心中的疑问，通过他们直接或间接的参与以及直接的观察，获取比较有用的信息。而抽象实验，是比较难的，学生们会抓紧学会解决问题，并且养成实事求是的精神和善于解决问题的能力。

参考文献：

[1]段雷涛，杨为民.随堂物理实验在高中物理学习中的重要性分析[J].西部素质教育，2016，2（05）：127.

[2]孙巍.浅谈事业单位思想政治工作的问题与对策[J].教育观察（上旬刊），2015，4（06）：84-85.