在物理实验观察中培养学生的观察能力

黄正航

实验观察是获取数据，总结物理规律的主要手段，是物理教学中不可缺少的重要内容。在物理教学中，对学生进行观察能力的培养是优化物理课堂教学的重要组成部分。经典物理学奠基人牛顿曾提出解决物理问题的程序是“先从实验观察找出因果关系，然后得出普遍法则和一般规律，最后发现结构和作用。”可以说，实验观察是踏进物理学殿堂的起点。

一、实验观察及其原则

1.实验观察的涵义。在物理教学中，实验观察的涵义较广。在实验观察时，我们不仅对物体的颜色、形状、大小要用眼睛去看，而且要对声音、气味、冷热等用耳、鼻、手等其他感觉器官去感受；不仅要观察物体的特征、状态，而且要观察物体的变化过程；并且对感受到的信息进行了解、分析、处理。所以在物理教学中，实验观察应理解为通过各种感觉器官，有目的、有计划、有步骤的对物理实验信息的感知过程。

在实验观察中，观察者，观察对象，观察工具室三个重要因素。观察者是学生。学生是观察活动的主体，他们通过观察工具对观察对象进行观察活动，然后经过归纳、综合得出观察结果。

观察对象是指物理实验中的某物体，某现象或某变化过程。观察对象是观察活动的客体，它是由观察者根据实验的需要来确定的。

观察工具室观察者进行观察活动的物质手段。它是人的感觉器官的扩大和延伸，它能把人们难以感知或不可感知的现象变为容易感知或可以感知的现象。

2.实验观察的原则。目的性原则：我们在进行实验观察前首先要提出观察任务，确定观察目的，这就是目的性原则。在物理教学实验过程中，不仅要求学生明确实验目的，而且要求学生对每一个操作过程和每一次出现的物理现象都要有明确的观察目的。客观性原则：在实验观察中必须获得真实、准确的反映客观世界的各种事件和现象的科学事实。因为实验结论的得出必须以客观存在的事实为出发点。观察的基本任务是为总结实验结论提供事实材料。观察所得的材料是否真实、准确直接关系到实验结果的真实性。如果学生的观察材料是不真实的，那么由此得出的实验结论也是无意义的，从这个意义上讲，观察的客观性原则是实验研究的最基本的依据。客观性原则对初学物理实验的学生尤为重要。全面性原则：全面性原则要求观察实验的各个部分及整体部分，观察实验变化的各个阶段及全过程，观察实验对象的内部关系及与其它事物的相互联系。只有全面、系统、动态地观察实验对象，才能比较客观、全面地反映实验事实，总结出正确的实验规律。如“验证牛顿低二定律”的实验要求把小车的运动的全过程划分成等时间的各个阶段，然后观察各个阶段，然后观察各个阶段中位移的变化，测出各个阶段的加速度，然后纵观全过程，通过分析比较，得出小车运动全过程中的运动规律。实验中也常常会看到少数学生只测一个活某一局部的一组数据，不注意全面性原则，犯了片面性错误。因此，在中学实验中必须按照全面性原则从实验对象的空间分布上，时间演化上和相关关系上，全面地观察实验对象，才能得出全面、客观、正确的结论。典型性原则。一般实验中观察对象的变化过程是比较复杂的。要使观察事实能反映出客观本质，就应该把与当前无关的，次要的因素撇开，让有代表性的观察对象，在较典型的条件下，把它的主要方面充分暴露出来，这样舅舅可以简化观察过程，保证观察结果具有典型意义。

二、对学生观察素质的培养

对学生观察素质的培养。首先要使学生能根据物理教学要求自行设计实验观察内容，确定观察工具，掌握必备知识，俗话说：“内行看门道，外行看热闹”。例如在做平抛仪实验时，可让学生先提出自己的设想，有学生提出用摄像仪先拍下两小球的录像，然后再放慢动作片，这样观察得更清楚。事实证明按这种做法可以让学生更清楚的观察小球平抛运动过程，总结平抛运动规律。更重要的是这样做可以极大地提高学生的学习主动性和物理实验的观察素质。

其次是培养学生不怕挫折，锲而不舍的精神。在实验观察时往往不是一下就能获得观察结果的，总会遇到一些偶然事故。例如学生在进行“伏安法测电阻”等电学实验时，常常会碰到电建合上后，电表的指针不动，点灯不亮等故障。这时指导老师不要马上帮助检查线路，排除故障，应该鼓励学生自己检查原因，解决问题，一次不行，再来一次，毫不气馁，直到圆满完成观察任务为止。

再就是要培养学生实事求是，谦虚严谨的作风。在实验中要遵守事实，正确反映事实，严格按客观性原则，得出观察结论。一旦发现与事实不符的地方，应毫不犹豫地抛弃错误观点，绝不允许假造观察材料和实验数据。

最后应培养学生在观察中积极思维的习惯，观察时应尽量摆脱已有观念的束缚，使学生的思维有较大的自由度，鼓励学生善疑多问，勤于思索，这样才有可能在将来的观察实践中探索，发现新的物理现象和规律。

当然，要使学生遵照实验观察原则，提高观察素质不是一朝一夕能完成的，而要经过长期的、系统的培养和训练。教师在培养学生观察素质的同时，还应对学生进行相应知识的教育和进行其它相应能力和素质的培养。这样才能使学生形成良好的观察习惯，具备一定的观察能力。同时学生的知识水平、智力水平及意志品德，得到进一步发展，物理课堂教学效率也得到进一步提高。