观察是研究自然科学的最基本的方法。人们认识自然,总是从观察开始。“观”,是动用一切感觉器官去接受各种信息,包括耳闻、目睹、手摸、鼻嗅、舌尝。“察”,就是考察,了解事物,是用脑积极思考、分析。因此观察不仅要会“观”,还要会“察”,才能有所收获。物理学是一门以观察、实验为基础的学科,通过观察现象和各种实验活动,对激发学生学习兴趣,培养学生科学的思维方法和实事求是的科学态度等科学素质都具有特别重要的意义。
人从外界所接受的信息,90%以上是通过观察获得的。没有敏税的观察力,就不会有灵敏的思维力,丰富的现象力和良好的记忆力,当然也不会有完整的再现能力。观察是获得知识的最基本途径,也是最基本的环节,更是思维的基础。俄国著名的科学家门捷列夫曾经说过;“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域,观察是第一步,没有观察就不会有接履而来的前进”,“观察、观察、再观察”曾作为巴甫洛夫的座右铭被写在实验室的墙壁上。任何实验都离不开观察,物理实验更是如此。通过观察获取的实验现象能激发学生的兴趣,启迪学生求知的欲望,从而提高学生的智力和能力,所以观察能力的培养与提高是整个实验教学中能力培养和提高的首要前提。学生观察能力的培养不是自发形成的,要靠教师的诱导,启迪。
一、培养学生观察兴趣,明确观察的重要性
青少年学习动机中最活跃的成分是兴趣,它能很好地推动学生主动地去学习知识,研究探索。兴趣的培养不仅能转化为学习的动力,而且也能促进智能的发展,以提高学习质量和形成良好的个性品质。因此在提倡素质教育的今天,激发和培养学生学习物理的兴趣是现代教学中一个不容忽视的课题。在观察活动开始时,往往带有一种极强的诱惑感和好奇心,喜新奇,好热闹,而这种好奇心正是兴趣爱好的原动力。但仅凭好奇心是不够的,是无法观察好物理实验活动的。教师在教学中,必须抓住学生“好奇心”这种心理特征,变好奇心为观察兴趣,进而转化为求知欲望。为了提高学生的观察兴趣,明确观察的重要性,可以给学生讲中外科学家的故事,介绍自然界中各种奇异的现象,做有趣的科学实验等,在学生刚接触实验课时,我就给大家介绍了从苹果落地的启示中,牛顿发现了万有引力定律;从水壶中的蒸汽不停冲击水壶盖的观察中,瓦特发明了蒸汽机。十六世纪,年仅十八岁的伽利略从吊灯的摆动现象,发现吊灯向两边摆动的幅度虽然逐渐减小,但是每摆动一个来回的时间都相等。伽利略利用单摆的等时性原理制造了很多医用测脉器。科学家们正是从这些最简单的最微不足道的物理现象的观察中,作出了震撼世界的发明和创造,由此大大激发学生的观察兴趣,更加懂得观察的重要性。
二、指导学生制订周密的观察计划
在物理实验中,要从物理现象中获得关于物质的组成、结构、性质及其变化等方面的感性认识,必须有周密的观察计划,没有周密观察计划就没有科学的观察顺序,造成顾此失彼,观察不够全面,不得要领。学生在开始观察时,往往会感到不着边际,无从下手。因此,要指导学生制订周密的观察计划,确定好观察对象,拟订出常规观察项目和特殊观察项目,明确观察要点。否则,纷繁多变的物理现象瞬间消逝,如同过眼烟云,在物理实验中培养学生的观察素质也就会成为一句空话。如观察水的沸腾实验,就可制订如下观察计划。
观察步骤 | 观察内容 | 观察重点 |
1、水开始加热 | 杯底和杯壁上出现许多小气泡,小气泡从无到有 | 杯底和杯壁小气泡变化 |
2、水沸腾前 | 小气泡脱离杯底和杯壁形成新气泡,气泡上升到水的上层较冷水层时,遇冷液化成水。 | 气泡由小变大,由大变小直液化成水 |
3、水沸腾时 | 随着温度升高,气泡逐渐变大,直至液面破裂,放出水蒸气。 | 气泡破裂和水蒸气形成 |
三、引导学生明确观察目标
每一物理实验都有其明确的实验目标,明确的实验目标要求实验者必须有明确的观察目标和观察重点。学生在开始实验时,往往只凭一般的兴趣和爱好,在观察时注意力不集中,观察目标不明确,分不清重点,带有很大的盲目性和偏面性,有的以局部代替整体,有的放过一些稍纵即逝的重要现象,对多种并存的现象,不能抓住本质现象。因此,在实验教学中,教师要善于引导学生明确观察目标,对一些关键性的重要的以及不易观察的对象和项目进行重点观察。
物理实验目标包括:1.行为目标,是对学生在完成每一项预定的实验项目以后能够“做什么”的叙述。在确定行为目标时,通常使用的是:说出、写出、分辨、比较、设计、说明等这样一些表示学生的一种内在能力而可用外在行为表现出来的操作性词语。如:说出用天平、量筒测定小于水的固体物质密度的方法和步骤等。在制定行为目标时,要指出完成行为的有关条件,如所用时间使用器材等。2.动作技能目标:是指对学生进行实验时的操作和动作表现的要求。通常包括以下几项:①口述仪器各部分名称及作用;②复诵仪器操作要领;③正确快速装置仪器;④正确迅速操作仪器并取得实验数据;⑤连贯地操作、准确的动作,多种动作的协调操作;⑤迅速有效地修理仪器,迅速排除实验故障;①改进实验装置,创造新的实验方法等。以上项目应根据不同年级,不同年龄的学生特点按不同层次提出。3.单项实验目标:是针对某一个实验而制定的更具体的目标,这种单项实验目标应该与物理实验教学目的要求一致,既不能过高,也不能降低。
四、教给学生科学的观察方法
在物理实验教学中,除了培养学生观察兴趣,帮助学生制订观察计划,以及明确观察目标外,教师还必须教给学生进行观察的具体方法。笔者从教学实践中,摸索出以下几种方法:
物距 | 像的性质 | 像距 | 应用 | 物距+像距 |
u> | 倒立缩小实像 | f<V< | 照相机 | u+V> |
u= | 倒立等大实像 | V= | / | u+V= |
f<u< | 倒立放大实像 | V> | 幻灯机 | u+V> |
u=f | 不成像 | / | / | / |
u<f | 正立放大虚像 | V>u | 放大镜 |
1、比较观察法,比较就是在观察中区分客体,确定客体的异同,从而促进思维活动。由于事物与事物之间,现象与现象之间总是既有联系又有差别,因此总有可比之处。教师在教学过程中,要注意将物理现象分析比较,要善于在相同事物和现象中,通过比较找出它们之间的不同点;在不同事物和现象中,通过比较找出它们之间的相同点。如观察用电流表测电流,用电压表测电压,比较两表的构造,最小刻度及实验操作的异同点。又如观察直流电动机和直流发电机的构造、工作原理、能量的转化的相同点和异同点。
2、顺序观察法:即先观察什么,后观察什么,要按顺序观察,一般的观察顺序为,从上到下,从外到内,从前到后,从左到右或从右到左等,应按照一定排列顺序进行观察。如测定小灯泡额定功率实验观察顺序为:①先观察小灯泡的额定电压,再确定电源电压,电源电压应略高于小灯泡的额定电压;②观察电流表,电压表的指针是否指出“零”刻度线及它们的量程和最小刻度;③观察滑动变阻器的最大电流和最大阻值;④按要求连接电路前电键是否断开,滑动变阻器是否滑在阻值最大位置;⑤电压表是否并联小灯泡两端,量程是否选得合适;③电流表是否串联在电路中,量程是否选得合适;①实验开始时,闭合电键,调节滑动变阻器,重点观察电压表示数,同时观察电流表示数。
3、分步观察法:对于一些复杂的物理现象,应按照所制定的观察计划,引导学生按照一定的实验步骤,一步一步地仔细观察,如研究阿基米德定律实验,即可按以下步骤进行:①在弹簧下面挂上金属筒,筒下面吊上金属块,指出弹簧伸长后指针的位置;②将金属块部分浸入水中,再逐步增加浸入体积,观察弹簧长度的变化和溢出水的多少;③将金属块全部侵入溢水杯中的水流入小杯中;④将小杯里的水慢慢倒入小金属筒里,观察指针所指的位置。
4、整体观察法:其观察程序为先由整体到部分,再由部分到整体,即先对整体有一个初步的、一般的、粗略的认识后,再分出对象的各部分,对这些部分细致地观察,从而对整体对象有一个正确的认识。整体观察法强调学生综合运用眼、耳、手、鼻、舌等各种感觉器官进行观察,不遗漏重要的“细节”;在观察对象的各个部分时注意跟对象整体联系,在整体观点指导下,观察各个部分时,重点观察主要部分,但又不放弃对次要部分的观察如发电机工作原理,电磁感应现象实验法等
5、重点观察法:即抓住事物本质的核心的关键部分或现象进行观察,培养学生观察的“选择性”。引导学生注意收集反映物理现象的本质特点的信息,依据观察的目的,区别哪些是该观察的,哪些是不必要观察的。在观察物质时,引导学生根据观察提纲确定观察的重点项目;在观察装置时,引导学生根据观察的目的确定优先观察核心部分;在观察实验操作时,引导学生特别注意对关键性的、重要的、以及不易观察的操作进行重点观察;在观察物理现象和图表模型时,引导学生观察能反映事物本质的现象或部分,不受无关现象或部分的干扰。如托里拆利实验,在大气压的作用下使竖直管中水银柱高出槽中水银面,管内、外水银面有一定的高度差。则部分学生可能认为:大气压强的大小与水银柱的长度有关。此时应该进一步观察,当玻璃管倾斜一个角度,管中水银多了一些,水银柱长度增加,但水银柱的竖直高度仍然不变,这表明与管的直立或倾斜无关。还有的同学可能认为大气压的大小与玻璃管的粗细有关,那就换用两只内径不同的装满水银的玻璃管重复上述实验,可观察到管内外水银面的高度差都是同一个数值,这表明与管的内径无关。可见这个现象的本质是水银柱的竖直高度与大气压有关,此实验表明作用在管外水银面上的大气压强支持着管内的水银柱,这段水银柱产生的压强等于大气压。
6、归纳观察法;归纳法是在获得许多个别事物的知识的基础上,概括出事物的一般原理的方法,是从个别到一般的推理形式和思维方法。这个方法也可以运用到物理实验观察中,即从一个个的现象观察中,先得出一个个结论,然后归纳出一般的规律。是一种由特殊到一般的认识过程。如研究凸透镜成像规律的实验,指导学生实验观察归纳如下:
液体的压强教学设计
合理利用机械能教学设计
《弹力》教学设计
走进微观教学设计
能量的转化和守恒定律教学设计
能源与可持续发展教案教学设计
《流体压强与流速的关系》的教学设计
提高机械的效率教学设计
八年级下册《浮力》教学设计
电磁铁教学设计
《大气压强》的教学设计
《牛顿第一定律》的教学设计
物体的浮与沉教学设计
做功了吗教学设计
物质的密度(第一课时)教学设计
《液体的压强》的教学设计
滴水法报时实验设计
空气的力量教学设计
看不见的运动教学设计
《力》教学设计
密度与浮力复习课教学设计
做功的快慢教学设计
质量教学设计
物理振幅交换实验设计
《探索宇宙》教学设计
压强(第二课时)教学设计
《家庭电路》教学设计
《压强》的教学设计
电磁继电器教学设计
滑轮的应用教学设计
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