在物理实验中培养学生的观察能力
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作者: 顾卫平
一、观察的全面性
1.明确观察目标。要求学生根据目标选择好观察对象，以便搞清所要解决的物理问题。例如：在讲观察水的沸腾这个实验时，要明确指出观察的目标是水在沸腾过程中，在水内部发生了哪些现象，水的温度即温度计的示数有何变化。明确了目标，学生才能通过观察得出正确结论。
2.制订观察计划。如在讲滑动变阻作用的课堂演示实验时，要求学生确定好观察步骤与项目。（1）滑动变阻器接入电路的接线柱；（2）滑动变阻器滑片移动方向；（3）电流表示数变化；（4）电压表示数变化。通过观察以上四项内容，最后通过分析计算得出结论。从课堂效果看，按照这种设计步骤进行，学生能面对复杂的物理实验而毫不遗漏地观察到所有的物理现象，使观察过程严谨不乱，富有科学性。
3.注意观察方式。例如：弹簧测力计的教学，首先，观察弹簧测力计的构造，了解弹簧测力计的主要组成。其次，把学生的注意力引导到观察刻度上来，让他们认清刻度各表示多大的力。启发学生明确：弹簧测力计上的最大刻度是它的测量范围，最小刻度是它的准确程度。再次，引导学生注意指针，要求他们检查弹簧测力计在自然悬垂时指针是否指在零刻度位置，应如何调整。最后，让学生拉弹簧测力计的挂钩，观察弹簧测力计长度的变化跟拉力有什么关系，使他们对弹簧测力计的原理建立初步表象。
4.把握观察角度。“盲人摸象，不同说法”讲的是只看局部，不看全面。例如在暗室做日食和月食实验时，随着代表月球的气球的转动，坐在不同位置的同学（代表地球），分别能看到灯（代表太阳）、看到半个灯、看不到灯，如果不移动位置观察，就不能得到全面的认识，可见观察的全面性对科学研究的重要性。
二、观察的准确性
1.端正观察姿势。在观察刻度尺、游标卡尺、各类电表等仪器时，目光一定要正视刻度，若目光有所斜视，就会导致观察结果出错。
2.注意实验条件。我们应把握好实验的条件，尽量使要观察的物理现象在更接近标准的情况下产生，增强课堂的教学效果。
3.选好观察仪器。从不同精确度的仪器观察到的物理现象往往不一样，可能导致观察出错，给教学带来不便。例如在研究电磁感应现象时，单根导体切割磁力线产生的电流很弱，一般的电流表指针根本不会偏转，我们要采用灵敏的电流计甚至加接一个微电流放大器，方能准确观察到指针偏转这一物理现象。
4.培养良好的心理品质。要使学生观察准确无误，教师必须培养学生良好的心理品质，充分调动各种感官。在研究“水的沸腾”时，我们要引导学生对比观察水沸腾前和水沸腾时，水中产生气泡的不同情况，并让他们思考：“为什么水沸腾前，水中气泡在上升过程中逐渐变小，以至到液面就消失了，而沸腾时，气泡在上升过程中逐渐变大，到达液面就破裂呢？”这样有计划地引导学生在观察的过程中进行与物理联想、物理探究相结合的训练，学生就能逐步做到观察全面、深刻、准确、敏锐，养成勤于观察、善于观察和边观察、边思考的习惯。
5.树立健康的心态。要求学生树立健康的心态，不迷信权威人士、科学家的观点结论，做到不人云亦云、用心观察实验事实。有的学生不相信自己的眼睛或认为自己观察失误，结果使得物理观察没有意义，我们应要求学生确信自己观察到的现象的事实性，不以理论代替事实，分析原因，避免把观察的注意力引向歧途。
三、观察的敏锐性
1.加强观察的目的性和有序性训练。例如在研究测定小灯泡额定功率的实验中，我们要明确观察目的，观察程序。根据实验要求，调节滑动变阻器，使电压表的示数为小灯泡的额定电压，然后读出电流表的示数。这样才能测出小灯泡的额定功率。
2.注意学生注意力的结构，并及时进进物理观察的指导法。例如在探究熔丝熔断的原因的实验中，我们要让学生观察的注意力集中在开关闭合熔丝熔断的时间上，闭合开关，熔丝如果立即熔断，是短路故障引起的；如果慢慢熔断，则是超负荷运行引起的。
3.培养学生对物理观察的兴趣、情感和需要。例如在探究光的反射规律时，改为学生实验，先让每两位同学自制一组实验器材。把一块白色硬纸板一折为二，沿折痕处标上法线ON，以折痕为中心向两边分别画上相同大小的角，用不透明纸蒙在手电筒上，在纸上开一条狭逢，按亮手电筒，就可获得一条光线。然后要求学生按照此步骤完成实验，这样学生一下子就能捕捉到所需的物理现象，对培养学生的兴趣、动手能力、注意力都很有帮助。
四、观察的深刻性
1.注意观察活动中分析、综合的抽象思维能力的培养。要使观察深刻，学生必须充分调动大脑的思维活动，善于分析综合，善于数学推理。例如在研究牛顿第一运动的实验时，通过实验分析，学生能善于培养推理能力。
2.透过现象，抓住本质。在物理实验的操作过程中，我们要让学生注意重要的物理现象，抓住实验的本质特征，“过滤掉”那些由于器件精度或实验条件限制产生的影响，捕捉有效信息。
3.尽量将物理现象从多角度加以展现。例如在学习“声音的产生与传播”的内容时，我们可以带上教具，组织大家到大自然中获取该节内容的知识，引导学生从观察“拨动吉他的琴弦发出声音，放在弦上的小纸片被振动的琴弦弹开”到观察“风吹树叶发出哗哗声，树叶振动”，从观察“扔到河里的木块引起水面振动，形成向前传的水波”到联想“声音的传播形式――声波”，再用实验来进行探究。这样就可以把学生的观察和物理联想、物理探究结合起来，从而使学生对“声音的产生与传播”有深刻的认识。
4.掌握实验原理、规律和方法。要求每个同学在实验之前写好实验报告，包括实验原理、实验仪器、实验步骤、实验方法等。课前老师检查落实后，学生方能进实验室操作。另外，为了使观察显得深刻，还应要求学生弄清楚某仪器的内部结构。凡是能够拆开的仪器尽量要求学生拆开，看看仪器内部到底有什么“货色”。
演示实验、学生分组实验与课外学生实践活动，能提升绝大多数学生的科学观察能力，使学生自己设计实验探究物理规律的能力得到发展，自主学习的水平和对科学的追求精神进一步自觉化，体现了建构主义强调的学习的自主性、社会性和情境性。当然，培养学生科学的观察力和科学的观察方法是一项长期的、艰苦的、复杂的任务，还需要广大教师在实践中不断总结、不断完善。
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