物理觀察能力的培養(yǎng)

1、 第七章物理觀察能力的培養(yǎng)物理觀察能力的培養(yǎng)物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)物理現(xiàn)象，獲得有關(guān)感性認(rèn)識(shí)的源泉，是學(xué)習(xí)物理知識(shí)，掌握科學(xué)方法的基礎(chǔ)，同時(shí)也是研究和學(xué)習(xí)物理的重要手段。因此，學(xué)會(huì)觀察的方法，養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣，對(duì)于學(xué)生物理能力的培養(yǎng)和形成有著舉足輕重的作用。物理觀察能力的培養(yǎng)物理觀察的本質(zhì)觀察能力的品質(zhì)物理觀察能力的實(shí)驗(yàn)研究觀察能力與物理學(xué)習(xí)的相關(guān)性學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)第一節(jié)第一節(jié)物理觀察的本質(zhì)物理觀察的本質(zhì)觀察：一種有目的、有計(jì)劃、比較持久的知覺(jué)。物理觀察的特殊性在于其目的、使用的工具、手段的不同。物理觀察的目的在于搜集、發(fā)掘科學(xué)事實(shí)，獲取研究對(duì)象的信息，

2、以建立科學(xué)的理論。所使用的儀器和手段除了人的感官外，更多地依靠觀察儀器和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法。因此，從目的性來(lái)分，可分為物理研究觀察和物理教學(xué)觀察物理教學(xué)中，學(xué)生的觀察與科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的觀察不完全一致。物理教學(xué)中學(xué)生的觀察更多地是在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行與科學(xué)家實(shí)驗(yàn)時(shí)相同條件的一種“模擬觀察”，并且多數(shù)在課堂上進(jìn)行，如觀察演示實(shí)驗(yàn)、教具、模型等。當(dāng)然，物理教學(xué)中也可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自然界中所發(fā)生的物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察，如彩虹、雷電、雨、雪、霜、露、霧等。從條件來(lái)分可分為：自然觀察、實(shí)驗(yàn)觀察 自然觀察是指對(duì)自然界的現(xiàn)象不做任何改變而進(jìn)行的觀察，它是在自然發(fā)生的條件下考察被觀察對(duì)象的，如對(duì)彩虹等的觀察。 實(shí)驗(yàn)觀察

3、需要改變和控制被研究的對(duì)象，以便創(chuàng)造條件進(jìn)行觀察?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)可以把各種偶然的、次要的因素加以排除，使被觀察對(duì)象的本來(lái)面目更明顯地顯現(xiàn)出來(lái)。 科學(xué)實(shí)驗(yàn)還有一個(gè)重要特征是：科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須可以重復(fù)，能多次再現(xiàn)被研究對(duì)象，以便反復(fù)觀察、研究。不能重復(fù)的實(shí)驗(yàn)不能認(rèn)為是成功的。觀察的本質(zhì)是什么？邏輯經(jīng)驗(yàn)主義認(rèn)為：科學(xué)概念是由感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)的事實(shí)構(gòu)造出來(lái)的。主張：存在一種不依賴(lài)于理論語(yǔ)言的觀察語(yǔ)言，這種語(yǔ)言是穩(wěn)定和中立的，從而成為人們?cè)u(píng)價(jià)或選擇科學(xué)理論的堅(jiān)實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。這種絕對(duì)劃分是不恰當(dāng)?shù)?，即使在比較直接、自然的天文學(xué)觀察中，人們也離不開(kāi)理論的指導(dǎo)。只有這樣，才能敏感地和有選擇地捕捉有價(jià)值的科學(xué)現(xiàn)象。在現(xiàn)代科學(xué)研究中

4、，人們更多地借助于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，無(wú)論是觀察過(guò)程本身還是對(duì)觀察過(guò)程進(jìn)行描述，都離不開(kāi)理論。對(duì)于這種現(xiàn)象，漢森稱(chēng)之為“觀察滲透理論”，他認(rèn)為，觀察不是中性的，它不可避免地要受到理論的“污染”。皮亞杰的認(rèn)識(shí)形象理論可以為我們提供一個(gè)較好的理論解釋模型。他認(rèn)為，認(rèn)識(shí)起源于主客體相互作用的活動(dòng)之中?；顒?dòng)在人的頭腦中既產(chǎn)生思維的形象方面（包括感覺(jué)、知覺(jué)、表象等），同時(shí)又產(chǎn)生思維的形式方面（思維的形式或認(rèn)知圖式）。思維形象方面和形式方面組成了人的思維。主客體相互活動(dòng)思維的形象方面：感覺(jué)、知覺(jué)、表象等產(chǎn)生思維的形式方面：思維的形式或認(rèn)知圖式兩者的關(guān)系可概括為三點(diǎn)，見(jiàn)書(shū)121頁(yè)。第一章中皮亞杰的知覺(jué)、表象理論P(yáng)

5、7兩者之間不具有親緣關(guān)系并不意味著它們之間沒(méi)有關(guān)系，旁系關(guān)系亦不能理解為沒(méi)有主從之分。皮亞杰認(rèn)為，思維的運(yùn)算方面可以建立客體的轉(zhuǎn)變規(guī)律，對(duì)現(xiàn)象的描繪從屬于對(duì)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，思維的形象方面從屬于思維的運(yùn)算方面。所以，我們不難理解，物理觀察作為一種活動(dòng)，一方面在人的頭腦中產(chǎn)生感覺(jué)、知覺(jué)、表象等，另一方面又在頭腦中產(chǎn)生認(rèn)知圖式。觀察活動(dòng)作為一種人與客觀事物的相互作用活動(dòng)，實(shí)際上就是人通過(guò)頭腦中的感覺(jué)、知覺(jué)、表象與認(rèn)知圖式對(duì)環(huán)境刺激進(jìn)行智力適應(yīng)和組織改造的過(guò)程。這樣，在觀察過(guò)程中，盡管客體在觀察者的視網(wǎng)膜上會(huì)產(chǎn)生相同的影像，但最后的結(jié)果卻是“仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智”。原因就在于原有的認(rèn)知圖式的差異。這種差異使

6、不同的觀察者以不同的認(rèn)知圖式對(duì)同一刺激作出不同的反應(yīng)。第二節(jié)第二節(jié)觀察能力的品質(zhì)觀察能力的品質(zhì)在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，首先應(yīng)當(dāng)從觀察本身分解出觀察的品質(zhì)。即觀察能力表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面。書(shū)中將觀察能力分為以下幾個(gè)方面：1. 觀察的目的性2. 觀察的敏銳性3. 觀察的理解性4. 觀察的準(zhǔn)確性5. 觀察的持久性一一、觀察的目的性、觀察的目的性觀察的目的性是觀察能力的重要品質(zhì)。觀察的目的性是指：觀察者應(yīng)當(dāng)明確觀察的對(duì)象、條件、要求以及觀察的計(jì)劃、步驟等。當(dāng)目的不明確時(shí)，這樣的觀察不能叫做真正的觀察。觀察是否需要記錄，要視具體情況而定。一般說(shuō)來(lái)，長(zhǎng)時(shí)間的、系統(tǒng)的觀察要有詳細(xì)的計(jì)劃，并需要在頭腦中設(shè)

7、計(jì)一個(gè)大致的方案，使觀察在一定的目的的指導(dǎo)下進(jìn)行。二、觀察的敏銳性二、觀察的敏銳性觀察的敏銳性是指：1. 觀察者能迅速對(duì)觀察對(duì)象作出反應(yīng)，能很快地得出觀察結(jié)果（包括口頭與書(shū)面）。2. 觀察的敏銳性還包括深刻性，即善于抓住那些往往是比較隱蔽的物理現(xiàn)象，而這些現(xiàn)象往往又是我們觀察的現(xiàn)象內(nèi)部所包含的物理規(guī)律的本質(zhì)。三、觀察的理解性三、觀察的理解性觀察的理解性是指觀察者在觀察物理現(xiàn)象的過(guò)程中，其認(rèn)知結(jié)構(gòu)也需要積極地參與觀察活動(dòng)，在觀察的基礎(chǔ)上理解觀察的現(xiàn)象，在理解的基礎(chǔ)上深化觀察的內(nèi)容。這樣，才能使觀察活動(dòng)更全面、更深入。四、觀察的準(zhǔn)確性四、觀察的準(zhǔn)確性觀察的準(zhǔn)確性是指在條件允許的情況下觀察的結(jié)果要準(zhǔn)

8、確，分辨力要強(qiáng)，包括：1. 必須要有正確的觀察方法2. 要在儀器的最大誤差范圍內(nèi)達(dá)到準(zhǔn)確的要求，即在儀器最小分度一半的范圍內(nèi)達(dá)到更為準(zhǔn)確的程度。3. 分辨力的大小。分辨力是指在程度相差不大的情況下，能夠分辨出強(qiáng)與弱、先與后、分與合、大與小、動(dòng)與靜、快與慢等的不同。五、觀察的持久性五、觀察的持久性觀察的持久性是指在物理學(xué)的觀察中，需要有不怕困難，持之以恒的精神。因?yàn)橛行┪锢碜兓^(guò)程不是短時(shí)間能完成的，這就需要耐心地堅(jiān)持觀察。在觀察的持久性方面，對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)往往不易做到。學(xué)生往往在觀察之始覺(jué)得新奇，一旦新奇感消失，其注意力就容易轉(zhuǎn)移，而其持久性就難以堅(jiān)持。因此，培養(yǎng)中學(xué)生觀察的持久性，也是對(duì)學(xué)生

9、進(jìn)行科學(xué)態(tài)度教育的一個(gè)重要方面，應(yīng)當(dāng)從小開(kāi)始培養(yǎng)。五、思維滲透（觀察的理解性），在科學(xué)觀察過(guò)程中對(duì)只是依靠外部感覺(jué)器官直接感受到的東西做出判斷，畢竟太過(guò)于狹隘而有諸多局限性，還應(yīng)該通過(guò)人們的理智對(duì)感官所獲得的材料進(jìn)行分析進(jìn)而揭示出許多未知的方面。六、意志品質(zhì)（類(lèi)似于持久性），觀察力的品質(zhì)主要由深刻性靈活性批判性敏捷性獨(dú)創(chuàng)性五個(gè)部分組成，個(gè)人興趣和個(gè)性對(duì)于觀察有著強(qiáng)烈的驅(qū)動(dòng)作用，在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道，只有那些意志堅(jiān)定不畏勞苦堅(jiān)持不懈的人才有可能發(fā)現(xiàn)最終的真相。文獻(xiàn)觀點(diǎn)文獻(xiàn)觀點(diǎn)：科學(xué)觀察的特點(diǎn)：一、理論指導(dǎo)（類(lèi)似于理解性），也只有在具體的學(xué)科知識(shí)理論與實(shí)踐的相互協(xié)調(diào)下科學(xué)觀察才能高效進(jìn)行科學(xué)觀察

10、的。二、目的明確，在觀察開(kāi)始之前首先要明確觀察是為了對(duì)事物進(jìn)行描述還是分類(lèi)是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題還是收集證據(jù)等，并根據(jù)不同的目的選擇相應(yīng)的觀察方法，這樣在觀察過(guò)程中才能做到有的放矢。三、科學(xué)記錄（目的性的一部分），科學(xué)觀察是假設(shè)與數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，是假設(shè)被證實(shí)或者被推翻的根據(jù)，新的解釋或者理論也是建立在數(shù)據(jù)收集和準(zhǔn)確表述的基礎(chǔ)之上，因此科學(xué)觀察的一個(gè)重要組成部分就是對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行客觀真實(shí)的記錄。四、解釋合理（類(lèi)似于準(zhǔn)確性），在觀察過(guò)程中因?yàn)楦鞣N因素的影響一般情況下觀察者得到的信息都是不完全的，由這些信息出發(fā)所得出的解釋也不盡相同，而其中只有一種是正確的，這就需要觀察者擁有一雙火眼金睛，并且下一番苦功夫，由表及里

11、去偽存真。第三節(jié)第三節(jié)物理觀察能力的實(shí)驗(yàn)研究物理觀察能力的實(shí)驗(yàn)研究可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究中學(xué)生物理觀察能力的水平：實(shí)驗(yàn)一：用眼睛直接觀察凸透鏡的成像實(shí)驗(yàn)二：汽車(chē)為什么能前進(jìn)實(shí)驗(yàn)三：觀察蠟燭燃燒現(xiàn)象為了更加清楚地了解和掌握中學(xué)生的觀察能力、觀察品質(zhì)，還可以通過(guò)調(diào)查的方式對(duì)中學(xué)生的觀察能力和觀察品質(zhì)進(jìn)行考察。綜上所述，我們認(rèn)為中學(xué)生的物理觀察能力從整體上看并不太高。這其中包括幾種原因：一是學(xué)生沒(méi)有養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣；二是缺乏觀察物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的方法；三是觀察往往難以與思維結(jié)合起來(lái)。文獻(xiàn)觀點(diǎn)：文獻(xiàn)觀點(diǎn)：存在的問(wèn)題：1、觀察的目的不明確2、不能把握物理過(guò)程3、觀察注意力不穩(wěn)定4、觀察過(guò)程中缺乏良好的思

12、維習(xí)慣和不能很好地概括觀察結(jié)果文獻(xiàn)中其他觀點(diǎn)：觀察能力發(fā)展的影響因素：1、科學(xué)知識(shí)缺乏在科學(xué)觀察過(guò)程中小學(xué)生的注意特點(diǎn)是只能考慮一部分的變量，只想觀察期待出現(xiàn)的觀察結(jié)果，很容易忽略觀察中發(fā)生的其他現(xiàn)象傾向于注意各種現(xiàn)象孤立的特征而不能考慮所有的證據(jù)。2、受到已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的影響中學(xué)生在觀察之前容易對(duì)觀察結(jié)果產(chǎn)生一定的期待和預(yù)測(cè)，而這種期待和預(yù)測(cè)建立在日常生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上對(duì)于日常生活的觀察會(huì)影響學(xué)生的期待，而這種期待也會(huì)影響學(xué)生的課堂科學(xué)觀察此外，教師對(duì)于科學(xué)觀察的觀念和看法，對(duì)于科學(xué)觀察本質(zhì)和重要性的理解，影響著他們?cè)诳茖W(xué)課堂上教學(xué)策略的選擇，并進(jìn)而對(duì)學(xué)生科學(xué)觀察能力的發(fā)展產(chǎn)生影響在觀察材料的

13、選取小組成員的數(shù)量和構(gòu)成觀察的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和時(shí)間安排等也會(huì)對(duì)學(xué)生科學(xué)觀察能力的發(fā)展產(chǎn)生影響。第四節(jié)第四節(jié)觀察能力與物理學(xué)習(xí)的相關(guān)性觀察能力與物理學(xué)習(xí)的相關(guān)性學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察能力與他們物理學(xué)習(xí)的能力是否相關(guān)？相關(guān)系數(shù)是多少？這是很有必要研究的問(wèn)題，為此首先需要較準(zhǔn)確地分別檢測(cè)出學(xué)生的觀察能力和物理學(xué)習(xí)能力。然后再求兩者的相關(guān)。而為了檢測(cè)學(xué)生的能力，應(yīng)該有在信度、效度、區(qū)分度等各方面都較理想的、經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的檢測(cè)題目，因此這項(xiàng)工作是比較復(fù)雜的。第五節(jié)第五節(jié)學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)物理觀察能力是學(xué)生學(xué)習(xí)能力的重要組成部分，也是學(xué)生的重要心理特征之一。學(xué)生的觀察能力作為一種心理品質(zhì)，它并不是先

14、天固有的，而是在后天的物理學(xué)習(xí)中逐漸形成。因此，觀察能力可以在物理學(xué)習(xí)中進(jìn)行培養(yǎng)。那么，如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生良好的物理觀察能力呢？在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生良好的物理觀察能力的途徑：一、培養(yǎng)學(xué)生觀察的興趣二、使學(xué)生明白觀察的目的性和重要性三、教給學(xué)生觀察的方法1、系統(tǒng)觀察法2、對(duì)比觀察法四、充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用五、給學(xué)生盡量多的觀察機(jī)會(huì)一、培養(yǎng)學(xué)生觀察的興趣一、培養(yǎng)學(xué)生觀察的興趣培養(yǎng)學(xué)生良好的觀察能力，首先應(yīng)該使學(xué)生對(duì)觀察擁有濃厚的興趣，愿意觀察、樂(lè)于觀察，正如皮亞杰所說(shuō)：一個(gè)人從來(lái)不想學(xué)習(xí)自己不感興趣的東西，要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，首先得引起學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。觀察也是如此，使學(xué)生感興趣的觀察活動(dòng)往往

15、是那些與學(xué)生頭腦中已有定勢(shì)相矛盾的觀察現(xiàn)象。二、使學(xué)生明白觀察的目的性和重要性二、使學(xué)生明白觀察的目的性和重要性觀察作為一種物理學(xué)習(xí)能力，它對(duì)于物理學(xué)習(xí)具有重要的作用。同樣，在物理學(xué)研究中，觀察也是一種重要的研究手段。物理學(xué)發(fā)展史上，不乏由于細(xì)心的觀察和思考而發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律的例子。作為物理教師，要重視對(duì)物理學(xué)發(fā)展史上成功的觀察事例的介紹，充分發(fā)揮它們的激勵(lì)作用，同時(shí)還要經(jīng)常結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，選用典型的觀察事例，說(shuō)明認(rèn)真細(xì)致的觀察在科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)中的作用，教育學(xué)生要做觀察的“有心人”，激發(fā)他們觀察的主動(dòng)性。三、教給學(xué)生觀察的方法三、教給學(xué)生觀察的方法物理教學(xué)中要教給學(xué)生系統(tǒng)的觀察方法。物理觀察的方法多

16、種多樣，主要包括以下幾個(gè)方面：第一，對(duì)物理現(xiàn)象或物體外部形態(tài)的觀察，主要觀察的是物理現(xiàn)象或物體外部的顏色、形狀、大小等因素；第二，對(duì)物理現(xiàn)象或物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察；第三，對(duì)物理現(xiàn)象或物體動(dòng)態(tài)與功能的觀察，即對(duì)物理現(xiàn)象或物體的觀察有時(shí)不但要考慮其靜止?fàn)顟B(tài)，還需要對(duì)其動(dòng)態(tài)過(guò)程以及功能進(jìn)行觀察，觀察事物的特征和運(yùn)動(dòng)發(fā)展變化的規(guī)律。在物理學(xué)習(xí)中，有兩種常用的觀察方法應(yīng)該使學(xué)生掌握：1、系統(tǒng)觀察法系統(tǒng)觀察法包括（1）順序觀察法；（2）分布觀察法；（3）角度觀察法，比如分布觀察。當(dāng)物理現(xiàn)象和過(guò)程由多種因素支配的時(shí)候，為了弄清楚各個(gè)因素的作用、性質(zhì)和規(guī)律，常采取依次突出一個(gè)因素的作用而使其他因素相對(duì)固定，然后

17、一步一步進(jìn)行觀察。2、對(duì)比觀察法對(duì)比觀察法包括（1）異部觀察法；（2）異物對(duì)比法；（3）前后對(duì)比法；（4）分類(lèi)對(duì)比法。這種方法是判斷哪一因素對(duì)現(xiàn)象或過(guò)程起支配作用的有效方法。其他還有一些方法也是常用的觀察方法，如歸納觀察法、驗(yàn)證觀察法和結(jié)合觀察法等。四、充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用四、充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用在學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)上，教師的指導(dǎo)恰當(dāng)與否，也是一個(gè)至關(guān)重要的因素。恰當(dāng)而適時(shí)的指導(dǎo)，將會(huì)對(duì)學(xué)生的觀察起到積極的點(diǎn)撥作用。教師在指導(dǎo)學(xué)生觀察時(shí)，還要注意引導(dǎo)學(xué)生將觀察與思維結(jié)合起來(lái)，以便使學(xué)生能夠開(kāi)動(dòng)腦筋，積極思考。物理學(xué)發(fā)展史上因觀察不細(xì)致或觀察未與思維結(jié)合而與重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)失之交臂的事件不勝枚舉。五、給學(xué)生盡量多的觀察機(jī)會(huì)五、給學(xué)生盡量多的觀察機(jī)會(huì)學(xué)生觀察能力培養(yǎng)的基本途徑是在課內(nèi)，即通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，但這并不意味著是唯一的途徑。物理學(xué)研究對(duì)象的廣泛性，使得學(xué)生完全可以在日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中找到可供觀察的實(shí)例，教師可以借此引導(dǎo)學(xué)生去觀察、去思考。由于這種觀察活動(dòng)是學(xué)生日常生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象，并且由學(xué)生本人相對(duì)獨(dú)立