刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 双月
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号: 2-418
历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:核心期刊 CSSCI来源期刊来源期刊;国家新闻出版总署收录;Caj-cd规范获奖期刊;中国期刊网来源刊;百种重点期刊;社科双百期刊;全国优秀社科期刊
创刊时间:1989
高中物理教学与学生观察能力的培养
【作者】 周黎明
【机构】 新疆巴州和静县高级中学
【摘要】【关键词】
【正文】一、实验观察
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和变化过程;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,观察工具是三个重要因素。
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。例如:用单摆测重力加速度实验中的单摆及其运动,用游标卡尺观察光的衍射现象实验中的日光灯等都是观察对象。
观察工具是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。 如显微镜、万用表、温度计以及计算机、投影仪、录像机等都是观察工具。观察工具在一定程度上代表着实验观察水平。
2、实验观察的原则
(1)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。在物理课堂上,学生的眼、耳、手等感觉器官能感受到许许多多的信息。他们不仅能感受到教学信息如教师讲课的声音、动作,实验产生的各种现象等;也能感受到非教学信息如教师的穿着、周围的环境等。如果学生头脑中没有形成明确的观察目的,则在整个观察过程中就不能集中注意地观察应观察的过程和现象,只能是“跑马兜风”、“囫囵吞枣,食而不知其味”。
(2)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。
(3)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“验证牛顿第二定律”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,得到小车运动全过程中的运动规律。在“测金属电阻率”的实验中,测金属丝直径时要求在金属丝的几个不同部位,不同的方向测出多组数据,求出它们的平均值再计算出电阻率。在“研究平抛运动”实验中则要求在不同的高度,打出平抛物体的位置痕迹,观察分析打出的各个点的位置关系,观察每一个点的水平位移和竖直位移的关系以及和其它各点间关系,得出平抛运动水平方向分运动是匀速直线运动,竖直方向的运动是自由落体运动的结论。只有这样才能符合全面性原则,减少误差,总结出正确的物理规律。
实验中也常常会看到少数学生只测一个或某一局部的一组数据,不注意全面观察,得出的结果误差比较大,就是因为违反了全面性原则,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。
二、对学生观察能力的培养
对学生观察能力的培养包括素质的培养和技巧的训练
1、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,可让学生先提出自已的设想,有学生提出用摄象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地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观察素质。
第二,要培养学生不怕挫折,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,常常会碰到电键合上后,电表的指针不动,电灯不亮等故障。这时指导老师不要马上去帮助检查线路,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。
第三,是要培养学生实事求是,谦虚严谨的作风。在实验观察时要尊重事实,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。
第四,应培养学生在观察中积极思维的习惯,观察时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。
2、对学生进行观察技巧的训练
按照实验观察的目的性原则,首先应做好实验观察设计,明确观察对象,观察步骤和方法。例如在测金属电阻率实验中,应先知道需要观察测量的有金属丝的电阻阻值,金属丝的长度、直径。观察步骤也可按以上顺序。这样可以使学生事先心中有数。
第二,应要求学生熟悉观察仪器的性能、工作条件、准确性和精密度等。例如要求学生知道所用的滑动变阻器的最大允许电流,伏特表、安培表的量程、最小刻度,天平的称量和感量等等。要求学生掌握仪器的使用方法和注意点。这样才能让学生较自由地、较大限度地使用这些观察仪器。对一些不易直接观察的实验信息可借助摄象机、计算机等新教学媒体把实验信息进行放大或减慢等技术处理,便于更清楚地进行观察 。老师还应有意识地要求学生自己制作简单的观察仪器如用罐头盒制作小孔成像观察仪,用小镜子和硬纸制作潜望镜等,这样既能使学生通过自制仪器进行实验观察,又能培养学生自制观察仪器的意识和动手能力。
第三,应要求做好观察记录及对记录进行认真的处理、分析。除了对观察结果应准确、客观地记录外,对观察日期、地点、仪器性能等都要有完整的记录;对观察记录应进行认真的数据计算或图象处理;对结果进行误差分析;对本次实验观察给予较完整、确当的评价。
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和变化过程;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,观察工具是三个重要因素。
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。例如:用单摆测重力加速度实验中的单摆及其运动,用游标卡尺观察光的衍射现象实验中的日光灯等都是观察对象。
观察工具是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。 如显微镜、万用表、温度计以及计算机、投影仪、录像机等都是观察工具。观察工具在一定程度上代表着实验观察水平。
2、实验观察的原则
(1)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。在物理课堂上,学生的眼、耳、手等感觉器官能感受到许许多多的信息。他们不仅能感受到教学信息如教师讲课的声音、动作,实验产生的各种现象等;也能感受到非教学信息如教师的穿着、周围的环境等。如果学生头脑中没有形成明确的观察目的,则在整个观察过程中就不能集中注意地观察应观察的过程和现象,只能是“跑马兜风”、“囫囵吞枣,食而不知其味”。
(2)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。
(3)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“验证牛顿第二定律”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,得到小车运动全过程中的运动规律。在“测金属电阻率”的实验中,测金属丝直径时要求在金属丝的几个不同部位,不同的方向测出多组数据,求出它们的平均值再计算出电阻率。在“研究平抛运动”实验中则要求在不同的高度,打出平抛物体的位置痕迹,观察分析打出的各个点的位置关系,观察每一个点的水平位移和竖直位移的关系以及和其它各点间关系,得出平抛运动水平方向分运动是匀速直线运动,竖直方向的运动是自由落体运动的结论。只有这样才能符合全面性原则,减少误差,总结出正确的物理规律。
实验中也常常会看到少数学生只测一个或某一局部的一组数据,不注意全面观察,得出的结果误差比较大,就是因为违反了全面性原则,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。
二、对学生观察能力的培养
对学生观察能力的培养包括素质的培养和技巧的训练
1、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,可让学生先提出自已的设想,有学生提出用摄象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地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观察素质。
第二,要培养学生不怕挫折,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,常常会碰到电键合上后,电表的指针不动,电灯不亮等故障。这时指导老师不要马上去帮助检查线路,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。
第三,是要培养学生实事求是,谦虚严谨的作风。在实验观察时要尊重事实,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。
第四,应培养学生在观察中积极思维的习惯,观察时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。
2、对学生进行观察技巧的训练
按照实验观察的目的性原则,首先应做好实验观察设计,明确观察对象,观察步骤和方法。例如在测金属电阻率实验中,应先知道需要观察测量的有金属丝的电阻阻值,金属丝的长度、直径。观察步骤也可按以上顺序。这样可以使学生事先心中有数。
第二,应要求学生熟悉观察仪器的性能、工作条件、准确性和精密度等。例如要求学生知道所用的滑动变阻器的最大允许电流,伏特表、安培表的量程、最小刻度,天平的称量和感量等等。要求学生掌握仪器的使用方法和注意点。这样才能让学生较自由地、较大限度地使用这些观察仪器。对一些不易直接观察的实验信息可借助摄象机、计算机等新教学媒体把实验信息进行放大或减慢等技术处理,便于更清楚地进行观察 。老师还应有意识地要求学生自己制作简单的观察仪器如用罐头盒制作小孔成像观察仪,用小镜子和硬纸制作潜望镜等,这样既能使学生通过自制仪器进行实验观察,又能培养学生自制观察仪器的意识和动手能力。
第三,应要求做好观察记录及对记录进行认真的处理、分析。除了对观察结果应准确、客观地记录外,对观察日期、地点、仪器性能等都要有完整的记录;对观察记录应进行认真的数据计算或图象处理;对结果进行误差分析;对本次实验观察给予较完整、确当的评价。