如何在物理试验中培养学生严谨的科学观

物理学是一门以观察、实验为基础的学科。观察是人们认识自然现象，获得感性认识的源泉。学习物理就要从对物理现象的观察入手。因此，观察力是物理学习必备的能力，巴甫洛夫写在实验室墙壁上的座右铭就是：“观察，观察，再观察。”
　　观察力就是有目的、有计划地感知事物的能力。观察力强的学生能快速找出规律，抓住问题的实质，从而获得新知识。而且通过观察感知到的实验现象还能提高学生的学习兴趣，激发学生的求知欲，从而提高学生的知识和技能水平，所以观察能力的培养与提高是物理实验教学中首需培养和提高的能力。
　　一、学生在观察中出现的问题
　　初中生由于这一年龄段的生理、心理特点，他们在观察过程中往往会出现以下问题：
　　1.观察对象不明确
　　大多数学生只好奇现象的发生，他们观察的目标不明确。如在进行“模拟打桩”活动时，学生集中注意力要对准桩打，却忽略了要注意观察比较重物的质量、下落的高度和桩被打下的深度。
　　2.易受情绪支配
　　他们往往会被感兴趣的事物，鲜艳的色彩，奇怪的形体，响亮的声音吸引，忘记了本来的任务。如在观察水的沸腾实验中，烧瓶的形状、火焰的颜色、加热过程中发出的声音都会吸引学生的注意力，而使他们忽略了观察水泡的变化，温度计的读数。
　　3.缺乏主体辨别分析的能力
　　他们一般满足于或停留于大致笼统的观察，不善于观察物体的局部和细节，特别是被刺激作用较强部分掩盖的较弱部分容易被忽略。如在演示滚摆实验时，学生容易注意到滚摆旋转并上下运动，却容易忽视滚摆每次上升的高度和旋转速度的变化。
　　4.表述观察到的现象时存在一定程度的主观性和片面性
　　学生往往凭自己主观想象，想当然地表述对象，不善于进行联系、比较，失之于片面。如在探究弹簧的伸长量与所受外力大小的关系时，他们只表述出弹簧所受外力越大，弹簧越长，却忽略了伸长量与长度的区别和弹簧的弹性形变是有限度的。
　　二、如何培养学生的观察能力
　　教师应根据学生上述心理特点，有目的、有计划地培养学生的观察能力，提高观察效果。
　　1.引导学生明确观察目的
　　明确目的，把握方向是提高观察效果的首要条件。我们在实验之前要引导学生自己确定实验的目的，为什么要观察？观察什么？要找出什么规律？这样学生自己抓住了观察的重点，有目的地进行观察，久而久之，学生的观察力就会得到提高。如在探究影响动能大小的因素的实验中，可以通过问题“如何比较动能的大小？”和“如何控制变量？”引导学生自行确定观察方向。又如伏安法测电阻实验中，可引导学生从测量原理“R=U/I”确定观察的目的。
　　2.教给学生观察的方法
　　在引导学生明确目的，把握方向后，教师还应教给学生观察的方法，鼓励学生用合适的方法多观察周围事物，去发现、去思考，在不断的实践中提升自身的观察能力。
　　（1）比较观察法
　　由于事物与事物之间、现象与现象之间总是既有联系又有不同。因此，教师在教学过程中，要注意将物理现象分析比较，在相同事物和现象中，找出它们之间的不同点；在不同事物和现象中，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；研究“磁场对电流的作用”和“磁生电”时，比较先有电流后有导体运动还是先有导体运动后有电流。
　　（2）控制变量观察法
　　当一个物理现象有几个因素共同支配时，为了弄清各个因素的作用，通常采用的方法是先固定其他因素不变，只改变一个因素，去观察物理现象与这个因素的关系，然后再改变另一个因素，去观察分析物理现象与它的关系，依次每次只改变一个因素，即控制变量法。例如，书本中探究电流与电压、电阻的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力作用效果的因素等都是利用这种方法总结出来的。这种方法是初中物理探究方法的重中之重，它对提高学生观察能力、分析问题的能力有着举足轻重的作用。
　　（3）顺序观察法
　　即先观察什么，后观察什么，要按顺序观察。有些实验需按照一定的顺序进行观察，完成。如简单的，如何正确使用温度计，也得按顺序观察：①先观察估计被测物的温度，选择合适的温度计；②观察温度计的量程和分度值；③观察温度计的玻璃泡是否与被测物充分接触，且不碰容器底和壁；④观察测温液体是否已经稳定；⑤稳定后才能观察并记录数据。
　　（4）转换观察法
　　当某种事物无法直接观察到时，通过观察它作用后所产生的效果间接得知。如：动能的大小是通过观察物块被推出的距离来确定的；电流做功的多少是通过观察小灯泡的亮暗确定的；电热的大小是通过观察煤油升高温度的大小确定的。
　　当然，观察的方法不仅仅就这四种，如在研究伽利略的“斜面小车实验”时，可以指导学生用理想化推断法。
　　3.培养学生良好的观察习惯
　　（1）指导学生制订观察计划
　　在物理实验中，学生在开始观察时，往往会感到不着边际，无从下手。而我们又需要从观察到的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。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。没有周密的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；而且纷繁多变的物理现象有时会稍纵即逝，如同过眼烟云，在物理实验中培养学生的观察素养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：
　　①观察并记录温度：

　　②观察气泡和声音：

　　（2）培养学生实事求是的科学观察态度
　　实事求是是科学观察的基础，又是观察的重要品质和方法。在物理实验教学中，要求学生坚持实事求是的科学态度，毫不含糊地尊重客观事实，如实地记录实验中观察到的各种现象，每一个数据，做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。如“探究杠杆的平衡条件”实验中，基础好的学生经过预习后，往往会根据“F1L1=F2L2”来凑数据。这时教师要看着学生重新实验，并提醒学生测量长度时还要记录估计值。坚持实事求是的科学态度，不仅是提高物理实验质量的要求，也是增强学生的科学素质，培养创造型人才的需要。
　　（3）培养学生眼脑并用的观察习惯
　　眼脑并用，即把观察和思维紧密结合起来。一方面，任何一个实验中都或多或少地存在着与概念、原理、规律的本质因素无关的现象，这些现象在实验中起着干扰的作用。另一方面，观察是一种理性知识参与下的知觉，因此主观因素对观察也起着干扰的作用。观察中的“观”就是看，“察”就是研究，只有边看边研究才能把握实验现象中的本质特征和必然联系，而且能根据观察到的现象发现新的问题，促进进一步的观察和对观察材料的思维加工，辨别本质现象和非本质现象，去伪存真，得出正确的观察结果。如：在演示“惯性”的打棋子实验中，学生往往会把注意力转加在下面飞出的棋子上，而忽略了上面的棋子。在演示“分子间存在引力”的肥皂泡实验中，当老师捅破一边的肥皂泡后，细线被推向另一侧，而有很多学生会认为细线被推向了另一侧，从而理解成分子间存在斥力。这就要求学生观察时要边观察边思考。
　　（4）引导学生观察自然界和日常生活中的物理现象
　　培养学生优良的观察力，仅靠课本中的演示实验和学生实验是不够的，课本的各种实验只给我们提供了一种初步的指导，要让学生学会在日常生活、生产中进行观察。教师可先提出一些问题让学生自己去观察、去分析，总结出原因或规律。学生在实践生活中就会发现物理知识具有广泛的应用，会发现自己所学的物理知识能派上用场，那时学生会感到一种满足，一种享受，而这种享受和满足能够激励学生更积极地去追求更深奥的物理秘密。如，在讲解声音时，可让学生去观察为什么蜜蜂飞过我们可听见响声，而蝴蝶飞过时我们却听不到声音呢？让学生去观察、去思考，分析原因。这样指导学生在自己周围的空间去观察、去思考，不仅培养了学生观察的主动性，而且对学生观察能力的发展也起到重要的作用。
　　素质教育要求导学者引导学生探究知识的同时教给方法，培养能力，而观察能力的培养应贯穿在学生学习的全过程中，应通过兴趣的培养让学生积极主动地参与到观察活动中去，自觉地养成良好的观察习惯，提高观察能力。只有观察，观察，再观察，才能不断地提出问题、解决问题，掌握新知识。

通过物理教学实践，积极探索出促进学生全面发展、提高科学素养的高中物理课程的教学、学习方式，努力使提高学生科学素养的理念和目标落到实处。本文分析了影响中学生科学素养水平的有利因素和不利原因，同时对培养中学生科学素养进行了一系列的对策研究，为寻求提高中学生科学素养的途径与方法提供了一定的依据。（摘自河南远程教育培训）一、高中物理新课程应采取以探究式教学为主的教学方式[1]传统教育认为：知识是被动接受的；知识的学习过程主要是记忆过程；知识的学习带有社会强制性。传统的物理学习建立在人的客体性、受动性和依赖性的基础上，忽略了人的主动性、能动性和独立性，学生的学习状态始终处于被动接受式状态。物理学是一门实验学科，知识的阐述和理论的建构是通过科学探究得出。为此，新课程物理教学中应把科学探究摆到首要位置，课标中和教材中给出了大量的探究课题，注重从自然与生活现象引入问题，通过探究寻找规律，然后介绍知识在生活、生产中的应用。注重将科学探究的各主要环节渗透于不同章节，让学生在科学探究过程中，学习物理知识与技能，体验探究的过程，学习探究的方法。注重学科间的渗透、人文精神与自然科学的融合，以便学生学习科学精神与科学态度、客观了解科学的社会功能，树立正确的科学观。物理科学探究与以往的物理实验有着根本的不同，其主要差别在于以前的实验是教师或教科书划出了从问题到结论的单一路径，学生只是再操作一遍，以验证实验为主。而科学探究是让学生自己动脑、动手，自己发现问题，解决问题，最后撰写简单的实验报告，以培养学生的科学素养为主要目标，选择最能体现教育价值的知识作为课程内容，与此同时，将物理科学最新进展引入课程，如纳米技术、超导、快中子增殖反应堆、可控热核反应等。因此，教师要树立以探究式教学贯穿高中物理教学全过程的思想，为学生创设亲身参与探究的问题情境，这将成为今后物理教学中的重头戏。二、物理实验要贯穿高中物理新课程教学的始终总之，在高中物理教学中，教师应该积极开发适合教学的实验项目，充分利用实验资源做实验，提倡使用身边随手可得的普通物品做物理实验。三、将物理学史教育有机地整合到物理课程教学中物理新课标是围绕着国家教育方针，以提高国民科学素养为目标而制定，科学素养其最核心部分就是受教育者对待科学的情感态度与价值观。物理学史，它以人类与物理世界对话的历史为研究对象，融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的多学科知识，是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科。通过成功的科学家遇到困难如何思考、如何探索达到目的，描绘物理学家探索科学的欢乐与痛苦、成功与失败，使受教育者精神上受到感染、情操得到陶冶，意志得到磨炼，鉴赏力得到提高，正确理解人和自然的关系，正确理解人与社会的关系，并产生热烈的感情形成了对美和善的辨别力和追求热情，从而使学生的心智得到和谐的发展。在物理教学中渗透物理学史教育，教师必须注意解决好三个问题：一是要使物理学史故事和物理知识的学习有机地融合在一起，不要使学生感到它是物理课程的附加部分；另外，教师所提出的物理史故事的学习问题，一定能为学生提供一个学习情境和探究过程；三是教学设计时采用学生课外进行课题研究的方法，以解决教学课时少和科学史学习比较费时的矛盾问题。由于物理学史其内容的特点及它所具有的丰富教育因素，决定它在培养学生的情感态度与价值观方面能发挥出独特的功能，起着重要的作用。因此在高中物理教学中，把物理学史教育整合到课程教学中，而不是成为物理课程教学的一个附加部分，是使提高学生科学素养这一目标得以落实的重要途径之一。四、开展物理课外活动，陶冶学生科学素养情操物理课外活动，主要有课外小实验，小制作，小发明，小论文以及物理游戏活动。心理学告诉我们，初中学生抽象逻辑思维开始占优势，已有可能初步理解矛盾对立统一的辩证思维，初二开始，学生的抽象逻辑思维由经验型向理论型转化，到高中，发散思维变得活跃，不轻信现存的答案。因此开展物理课外活动，对于发展他们的逻辑思维很有好处。通过这些课外活动，增强了印象，加深记忆，也培养了对科学的兴趣，促进了科研能力的发展，从而使他们在有兴趣的活动中自然地得到科学素养的教育。五、开展物理讲座，渗透科学素养的培养用讲座形式来激发学习物理兴趣，对拓宽学生的知识面，培养分析、解决问题的能力，培育科学素养是十分有效的。讲座可减少学生看书的时间而获得大量信息，一般来说，利用讲座培养学生科学素养有两种形式：(1)在讲座中渗透；(2)专题讲座。讲座的内容可以根据教学内容和学生的特点选择合适的题材，如与生产生活相关并且有广泛应用的物理知识，与社会发展有着重大关系的物理知识，与科学，技术有关的社会热点问题，物理学发展的成就及前沿问题。通过这些讲座，培养了学生的社会责任感，也使学生人文素养得到了提高。六、加强学生自学能力与信息能力培养自学能力对于当今提倡的终身教育尤为重要，而信息社会化与社会信息化是当今重要的时代特征，人们在从事科学研究活动的过程中，要处理大量的信息，并需要与他人进行有效的信息交流，所以为培养学生的科学素养，要重视在物理教学中培养学生获取和评价信息的能力。可以说获得和处理信息的能力是科学素养水平的一种体现。现代传播媒体包含大量的科学技术信息，教师要指导学生收集有益的教育资源，把不同类型的资源更紧密地联系起来，为培养全面的科学素养服务。教师可向学生推荐一些信息来源，如科普网站、科普读物、电视科教节目等。教师还可通过组织一些科技论文写作、收集科技新闻等方式来训练学生的这种能力。通过这样的训练，学生的科学素养和其他能力必然逐渐地得到提高。七、联系实际，关注物理学与技术和社会的关系20世纪70年代末西方科学教育界掀起一个全新范式的理科教育运动：STS教育运动。STS英文Science(科学)、Technology(技术)、Society(社会)的首字母缩写。STS教育反应了当今世界科学教育的改革潮流，也揭示了理科教学的本质。它强调学生懂得科学、技术和社会三者之间的相互影响和作用，强调科学技术在社会生产、生活和发展中的应用，培养学生关注社会的意识，并能以正确的价值观和方法来解决科技发展带来的社会问题。八、在现代物理知识的学习中进行科学素养的培养物理是一门实用性很强的科学，与农业生产、日常生活有着极为密切的联系，在教学中教帅应结合具体的教学内容，紧密联系生产和生活实际，突出知识的实用性和时效性。所以在物理教学中有效地讲授现代物理知识，是提高学生科学素养的新途径。在知识快捷更新和发展的今天，让中学生了解科学发展的前沿是十分必要的。

物理学是一门以观察、实验为基础的学科。观察是人们认识自然现象，获得感性认识的源泉。学习物理就要从对物理现象的观察入手。因此，观察力是物理学习必备的能力...全文
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锥闷氏问沧LV.72016-12-25