初中物理起始教育_谈观察能力与实验技能的培养.pdf

初中物理起始教育 谈观察能力与实验技能的培养 刘卫华 盈江县莲花山中学 云南 盈江 678400 摘 要 从物理起始教育出发 注重中学生观察能力的培养 引导学生实践技能的习得 培养 学生善于观察分析 善于质疑 勇于创新的习惯 是中学阶段物理教学与实践的重要环节 是实现学 生后续发展重要基础 关键词 物理 起始教育 观察能力 实践技能 培养 初二年级是学生学习物理学的起始阶段 抓好起始教育对学生今后学好物理有着极其重要 的意义 俗话说 好的开头等于成功的一半 物理学是一门以观察 实验为基础的科学 在教 学中应怎样指导学生去掌握科学的观察方法 基 本的实验技能呢 一 观察能力的培养 观察要有目的 有人把观察和 看 画等 号 其实 看 并不就是观察 有意识有目的地 看才是观察 为什么有的人随时随地都能发现一 些令人深思的问题 而有的人却视而不见 漫不 经心呢 原因就在于对周围态度事物的态度前者 是在观察 而后者只是看看而已 只有有目的观 察 才能看得十分细致 才能抓住本质的东西 才能去伪存真 才能减少观察的盲目性和偶然 性 观察要注意当时的条件 环境 例如 水在 4 以上是热胀冷缩 但在 4 以下就会冷胀热 缩 在寒冷的地区夜晚要把钢笔中的墨水挤出 来 就是要防止墨水结冰将钢笔胀破 因此 我 们不能简单地把在某一环境 条件下观察到的现 象扩展到任何情况下都一样 观察要有一定的顺序和层次 例如 观察静 态的物体要按照由上到下 由左到右 由前到 后 由表及里的顺序进行 观察动态的物体要先 观察它的外形 再按由开始 经过和结束的顺序 观察它的运协和变化过程 观察要善于联想和想象 阿基米德的故事是 我们熟悉的 在他之前不知有多少人洗过澡 但 谁也没有发现什么规律 阿基米德定律的发现 就是得益于他联想和想象 观察中要善于质疑 爱因斯坦说 提出一个问题 往往要比解决一 个问题更重要 要通过观察有所发现 还得善 于质疑 例如 英国科学家瑞利在精确测定各种 气体的密度时 发现由空气取得的氮的密度是 1 2572kg m 3 从 氨 中 取 得 的 氮 的 密 度 是 1 2505kg m 3 虽经多次重复测量 仍存在这个 令人奇怪的差异 正是瑞利对这种细微差别的质 疑 他后来与化学家拉姆塞合作 终于从空气中 取得的氮里分离出一种当时不知道的气体 氩 并因此荣获 1904年诺贝尔物理学奖 观察到的现象及联想到的问题要及时记录 不断总结 这样观察的东西会越来越多 积累的 知识也越来越丰富 收稿日期 2009 02 08 作者简介 刘卫华 云南省盈江县莲花山中学物理科任教师 78 德宏师范高等专科学校学报 2009年第 2期第 18卷 No2 2009 vol 18 要让学生明白学物理只局限于书本是不够 的 要养成在日常生活中自觉观察的习惯 做到 眼到心到 发现问题 多设疑问 追根求源 分 析现象 总结规律 这必将对今后学习物理大有 帮助 教师在教学中要给学生充分展示平时观察成 果的机会 例如 讲电路的组成 应让学生讲一 讲平时观察到的电路都由那些东西组成 各起什 么作用 这样学生平时的观察在课堂上得到展 示 观察细致的同学会得到教师的表扬 同学的 赞许 这对促进学生形成自觉观察的习惯是很有 意义的 良好的学习习惯要靠教师的精心培养和 引导 二 实验技能的培养 第一 让学生学会观察老师的演示实验 物 理实验妙趣横生 学生都非常喜欢看 但是爱看 实验不等于会看实验 这里边有学问 老师进行 演示实验的目的是多种多样的 不同的演示实 验 门道 也是不一样的 有时老师是想通过演示实验 来激发同学们 的求知欲望 提高学习物理的兴趣 例如 用三 棱镜来分解白光成单色光的实验就属于这一类 有时老师是想通过演示实验帮助学生对某个物理 概念获得生动的认识 例如 验证汽化吸热的 纸锅烧水 实验 要指导学生们认真观察实验 中的各种现象 特别要注意有哪些现象和本来想 象中的不一样 和日常中的认识不一致 对于一 些 奇异 的现象 多问几个为什么 为什么会 这样 为什么和自己原来认识的不一致 有哪些 地方不一致 可能一时想不通 但这也不要紧 随着学习的不断深入 知识的不断增加 问题会 逐渐解决的 有时老师进行演示实验 是为了启发同学们 通过观察和思考 总结某种物理理论和规律 例 如 电磁感应现象实验和阿基米德原理实验 此 类实验叫探索性实验 这类实验很重要 因为前 人就是通过类似的途径发现规律的 观察这样的 实验 不仅能帮助学生认识新的物理规律 还能 启迪学生的思维 开拓思路 培养创造才能 因 此老师做这类实验时 要特别注意让学生观察实 验装置 实验条件及实验现象 实验后还要细心 分析观察的现象 根据对现象的分析 经过必要 的推理 得出相应结论 有时教师做演示实验 是为了进一步验证理论的正确 帮助同学们加深 理解和记忆 这一类叫验证性实验 例如 教师 讲惯性概念之后 做小车遇障碍物突然停止 车 上木块向前倒下的实验 在看教师做验证性实验 时 要弄清实验验证了什么 实验现象和物理规 律之间有什么内在联系 现象是如何表明规律 的 综上所述 不论教师做哪种类型实验 都应 让学生注意用了哪些仪器 它们在整个实验中起 了什么作用 教师在演示实验时 应把实验的 门道 随时告诉学生 提示注意观察什么 思 考什么 同学们只要善于观察 善于思考 就一 定能抓住每一个实验的精微部分 从教师的演示 中学到更多技能 为自己在分组实验和课余小实 验中发挥好的引导作用 第二 认真做好分组实验和小实验 有些同 学在学习物理时 满足于上课听老师讲解 下课 按时完成书面作业 有时再多做些题目 而做分 组实验时却当旁观者 课外小实验从来不做 他 们认为只要把课本上的定义 定理 定律都背熟 了 又会演算一些难题 就算学好物理了 其 实 这种想法非常片面 物理发展史告诉我们 人类物理知识来源于实践 特别是来源于物理实 验 现代物理学的成就 无一不是来源于科学实 验 物理实验不仅能帮助我们形成正确的物理概 念 增强分析问题的能力 加深对物理规律的理 解 而且能直接培养用实验方法去验证和探索问 题的能力 这是其他任何手段所不能代替的 托 里拆利所做的大气压实验 揭穿了 自然害怕真 空 的秘密 从而推动了抽水机的发展 历史上 一切有伟大成就的科学家 都极为重视实验 物 理学家普朗克说过 物理定律不能单靠 思维 来获得 而应致力于观察和实验 生理学家巴 甫洛夫说过 我是一个彻头彻尾的实验家 我 的全部生活就是实验 在中学物理学习中 一 是要做好分组实验 二是要做好小实验 这两类 实验 既有探索性的 也有验证性的 还有练习 性的 按实验性质分 既有定性的 也有定量 的 无论做哪种实验 都应让学生注意 实验前 要认真阅读实验教材 了解实验目的 懂得实验 原理 明确实验步骤 设计实验表格 实验中要 79 刘卫华 初中物理起始教育 详细观察仪器 包括规格 性能 量程 分度 值 零点调整等 掌握仪器的使用方法 实验 过程中要尽可能仔细地观察实验现象 正确记录 实验数据 实验后要会分析数据和实验现象 思 考问题 总结规律 写简单的实验报告 特别要强调的是 进行物理实验一定要有严 肃认真的科学态度和实事求是的工作作风 要细 心地 准确地观察 测量和读数 尊重事实 正 确地记录测得的数据 实验数据不得涂改 更不 能拼凑 第三 怎样设计简单的物理实验 物理学 史上 许多著名的实验以其巧妙的设计而使人赞 叹不已 格里克用他著名的马德堡半球实验 证 实了大气压能够产生很大的压力 看了这个惊人 的实验 谁不佩服格里克的实验设计思想 谁还 再怀疑大气压力的存在 一般来说 让中学生自 己设计的实验都比较简单 但是 这些实验也总 包含着一些基本的设计思想 如果学生能掌握这 些基本思想 并能自觉地运用于设计实验中 那 么实验技能肯定会有很大的提高 中学物理实验设计方法常用的有如下几种 一是转换法 物理实验中遇到实验效果不易 观察或不明显的情况 就要借助于力 热 声 光 机械之间的相互转换 达到容易观察或效果 明显的目的 转化过程主要是依据等效的思想 也就是从效果相当的角度进行实验 例如 微小 的压强计是把压强的变化转化为连通器两边夜面 差的变化来观察 电流 电压表是把电流 电压 的大小转化为指针偏转角来观察 弹簧秤将力的 大小转换成弹簧的伸长量来观察 二是对比法 人们要认识事物 区别事物 就必须掌握它们的特点 而特点主要是经过对比 得出的 比如 导入密度概念时 用相同体积不 同物质的质量进行对比 认识电流周围存在磁场 时 把通电导体周围磁针的偏转和磁铁周围磁针 偏转的情形对比 三是平衡法 比如 物体沉浮条件 就是根 据力的平衡原理 托里拆利实验就是利用管中液 柱产生的压强等于大气压强 天平测物体的质量 就是应用了杠杆平衡条件 四是控制变量法 研究几个物理量之间的关 系时 控制其他量不变 每次只研究两个物理量 之间的关系所采用的方法 比如 研究电流与电 压和电阻的关系 滑动摩擦力的大小与压力大小 和接触面的粗糙关系 压强与压力和受力面积的 关系 五是放大法 利用扩音器 幻灯机 放大镜 等能把微小的声音或图像放大 在物理实验中对 微小量的测量常用放大的方法以便观察 以上这些都是实验设计的基本思想 具体设 计某个实验 一般遵循下列步骤 确定实验目 的及实验所依据的原理 根据实验目的 原理 及前面讲过的基本方法 选择各种器材 一个 实验 常可以有几种不同方案 要对这些方案进 行筛选 在误差的允许范围内 优先选择仪器简 便 步骤简单 可量度大 效果显著的方案 确定实施实验的具体步骤 调整仪器 设计表 格 进行实验 实验后 对实验情况进行检 查 是否符合猜想的结果 设计思想是否合理 及时总结经验 不断提高实验设计水平 第四 重视分析实验结果 总结物理规律 达尔文说 科学就是整理事实 以便从中得出 普遍的规律或结论 观察 实验好比耕耘播种 整理 总结就是收获 因此 教师应指导学生从 开始学习物理时 就要注意学习对实验结果进行 分析和总结 实验数据的处理 涉及的内容比较多 不要 求初中学生全部掌握 这里只谈两个要注意的问 题 一是实验中由于各种因素 误差是不可避免 的 为使实验数据接近真实值 可采取多次测量 求平均值 平均值的位数应与测量值的位数相 同 可以计算到比测量值多一位 四舍五入 之 所以定测量值多一位数 是因为并非取的位数越 多越精确 二是要严肃认真地对待每个实验 真正做到 尊重事实 不随便涂改数据 有的学生在实验中 只注意观察 对实验原始数据没有完全记录下 来 到整理实验数据时发生了问题 无法检查问 题出在何处 所以要让学生养成边观察 边记录 的习惯 不仅研究物理规律时应珍惜每一个原始数 据 在一切科学研究中 原始材料是最珍贵 最 重要 最可靠的资料 历史上由于观测和实验数 80 刘卫华 初中物理起始教育 据与原来的计算结果不同而得出重大发现的事例 不少 比如 海王星和冥王星的发现就是这样的 例子 对实验结果的分析 有的实验结果明显 很容易找出规律 如 杠杆的平衡条件 电流 和电压的关系 等 有些规律 单从实验数据分 析不太明显 还要借助数学推导 如焦耳定律 图像 晶体的熔化和凝固 逻辑思维 牛顿第 一定律 等多种方法突破 如何发现隐藏于资料背后的自然规律 这确 实是一门高超的艺术 实验和事实仅表明了事物 的表面现象 而思维才能揭露事物的本质 把事 实和思维结合起来 是每一个科学家共同具有的 卓越才能 从现在起 我们就要有意识地培养这 种才能 养成严肃对待每一次实验 善于分析 善于质疑 勇于创新的习惯 以便将来在庞杂纷 繁的自然大漠中吹尽狂沙 寻到真金 参考文献 1 怎样学好物理 M 知识出版社 2 中学物理教与学 M 2003 10 上接第 71页 的消极应对方式 改变教师心 理健康的观念 提高教师的自我效能感 建立良 好的社会支持等来提高教师的心理健康水平 参考文献 1 王加绵 辽宁省中小学教师心理健康状况的监测报告 J 辽宁教育 2000 9 23 24 2 杨伊生 左雪 内蒙古小学教师心理健康状况的调查研究 J 内蒙古师范大学学报 2007 3 172 177 3 庞丽娟 洪秀敏 姜勇 教师心理健康 关注与促进 教育理论与实践 2003 5 61 64 4 李志凯 小学教师的应对方式与心理健康的关系 J 中国健康心理学杂志 2008 16 6 677 678 5 申艳娥 中学青年教师应对方式特点及心理健康状况 J 中国心理卫生杂志 2003 4 277 278 6 田丽丽 刘旺 小学教师心理健康与负性生活事件 应对方式的相关研究 J 基础教育研究 2002 7 8 86 87 7 汪向东 王希林 马弘 心理卫生评定量表手册 J 中国心理卫生杂志 1999 增刊 122 124 31 35 上接第 77页 四 结 语 实践证明 通过以上方法的采用 我们不仅 丰