用“觀察、思維、實(shí)驗(yàn)”三種基本的學(xué)習(xí)方法掌握物理知識(shí)

【摘 要】 本文針對(duì)中學(xué)物理的特點(diǎn),提出“觀察、思維、實(shí)驗(yàn)”的學(xué)習(xí)方法,認(rèn)為觀察是學(xué)習(xí)的開(kāi)始,思維是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵,實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)的手段,并舉例說(shuō)明了具體教學(xué)方案與基本要求。

【關(guān)鍵詞】 物理;學(xué)習(xí)方法;觀察;思維;實(shí)驗(yàn)

物理學(xué)習(xí)方法與物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)有著密切的關(guān)系?？v觀物理學(xué)發(fā)展史,物理學(xué)家的每一次發(fā)現(xiàn)都離不開(kāi)觀察、實(shí)驗(yàn)、思考。在物理學(xué)習(xí)時(shí),觀察是學(xué)習(xí)的開(kāi)始,思維是學(xué)習(xí)的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)的手段。

一、觀察

觀察就是充分利用人的各種感覺(jué)器官,對(duì)自然界的物理現(xiàn)象(包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)的知覺(jué)過(guò)程。伽利略通過(guò)觀察吊燈的擺動(dòng),認(rèn)識(shí)了擺的等時(shí)性。倫福德在從事槍炮制造時(shí),觀察到鉆孔地下的金屬碎屑具有極高的溫度,他認(rèn)為這么多的熱并不是金屬提供的,并做了一系列金屬鉆孔的實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,倫福德斷言熱質(zhì)說(shuō)不足為信,應(yīng)當(dāng)把熱看成是一種運(yùn)動(dòng)形式。后來(lái),英國(guó)的戴維做了更加嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn),為熱是物質(zhì)微粒的一種運(yùn)動(dòng)形式奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。人們對(duì)客觀世界的正確認(rèn)識(shí),是在反復(fù)觀察,實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成的。觀察既然如此重要,在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí),應(yīng)掌握哪些具體的觀察方法和要求呢?

1、觀察的方法和步驟

(1)充分做好觀察前的準(zhǔn)備工作。即準(zhǔn)備好觀察工具和記錄的必備之物。

(2)要集中注意力,不放棄偶然目標(biāo),不輕易放過(guò)那些你甚至覺(jué)得毫無(wú)關(guān)系的現(xiàn)象。長(zhǎng)期訓(xùn)練,使之形成一種一絲不茍的科學(xué)習(xí)慣。

(3)反復(fù)觀察,找出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生某種現(xiàn)象的原因,透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。

(4)作好觀察后的總結(jié),對(duì)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真分析,以便形成物理概念,建立物理規(guī)律。例如,觀察凸透鏡成像實(shí)驗(yàn),首先要明確在實(shí)驗(yàn)主要觀察蠟燭和屏的位置變化以及屏上像的變化。本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,注意力應(yīng)集中在蠟燭的位置、屏的位置和像的情況上。為了更準(zhǔn)確地觀察這些現(xiàn)象,可進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),最后總結(jié)出物距、像距、焦距以及像的虛實(shí)、放大、縮小等現(xiàn)象之間的關(guān)系。

2、觀察的要求

(1)迅速。物理實(shí)驗(yàn)中,有很多實(shí)驗(yàn)要求在很短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確讀出兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù),這就要求有很快的觀察速度。

(2)準(zhǔn)確。就是要縮小由于觀察帶來(lái)的誤差。

(3)深刻。就是要抓住那些往往是比較隱蔽的現(xiàn)象,而往往又是本質(zhì)的物理過(guò)程。例如,浮沉子實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)用手壓下瓶口的橡皮膜時(shí),浮沉子會(huì)下沉。而下壓引起下沉的本質(zhì)是下壓使浮沉子上部的空氣柱的體積減小,所受浮力減小所至。

(4)仔細(xì)。有些物理現(xiàn)象的變化不明顯,要求仔細(xì)觀察,并能分辨出細(xì)微差別。

二、思維

思維,是人腦對(duì)客觀世界的一種間接的、概括的反映,是將觀察、實(shí)驗(yàn)所取得的感性材料進(jìn)行思維加工,上升為理性認(rèn)識(shí)的過(guò)程。學(xué)習(xí)過(guò)程就是一種思維活動(dòng),而思維活動(dòng)也有一定的程序和方法。

1、物理思維的程序

物理思維是將物理現(xiàn)象與物理實(shí)驗(yàn)所得到的感性認(rèn)識(shí),上升為理性認(rèn)識(shí),并從已有的理性認(rèn)識(shí)上獲得新的理性認(rèn)識(shí)。物理思維的主要程序是質(zhì)疑與釋疑。

(1)質(zhì)疑。質(zhì)疑不是一般地提出不懂的問(wèn)題,而主要指觀察者在充分運(yùn)用了自己的知識(shí)卻仍不能解釋的、帶有一定難度的問(wèn)題。因此,正確的質(zhì)疑,對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究帶有方向性和啟發(fā)性。質(zhì)疑的途徑很多,但質(zhì)疑的深度卻與觀察者的觀察能力密切相關(guān)。例如,觀察沉浮子實(shí)驗(yàn),有的人只發(fā)現(xiàn)下壓與下沉的簡(jiǎn)單關(guān)系,有的人則能發(fā)現(xiàn)下壓造成下沉的本質(zhì)原因。

(2)釋疑。釋疑的前題是質(zhì)疑,已有的知識(shí)是釋疑優(yōu)先考慮使用的內(nèi)容,當(dāng)已有的知識(shí)對(duì)質(zhì)疑的解釋明顯有困難時(shí),對(duì)困難的那一部分就要進(jìn)行創(chuàng)造性活動(dòng)。釋疑應(yīng)從物理學(xué)的基本概念、基本規(guī)律出發(fā),先分析物理現(xiàn)象,找出產(chǎn)生這些現(xiàn)象的本質(zhì)因素,再選擇適當(dāng)?shù)奈锢碇R(shí)來(lái)解答物理問(wèn)題。

2、物理思維的基本方法

物理思維的方法包括分析、綜合、比較、抽象、概括、歸納、演繹等,在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中,形成物理概念以抽象、概括為主,建立物理規(guī)律以演繹、歸納、概括為主,而分析、綜合與比較的方法滲透到整個(gè)物理思維之中。特別是解決物理問(wèn)題時(shí),分析、綜合方法應(yīng)用更為普遍,如下面介紹的順藤摸瓜法和發(fā)散思維法就是這些方法的具體體現(xiàn)。

(1)順藤摸瓜法,即正向推理法,它是從已知條件推論其結(jié)果的方法。

(2)發(fā)散思維法,即從某條物理規(guī)律出發(fā),找出規(guī)律的多種表述。這是形成熟練的技能技巧的重要方法。例如,從歐姆定律以及串并聯(lián)電能的特點(diǎn)出發(fā),推出如下結(jié)論:串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電阻、并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個(gè)分電阻;串聯(lián)電路中,阻值大的電阻兩端的電壓大,阻值小的電阻兩端的電壓小;并聯(lián)電路中,阻值大的電阻通過(guò)的電流小,阻值小的電阻通過(guò)的電流大。

三、實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)的基礎(chǔ),也是物理知識(shí)的源泉,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的時(shí)代特征,又是提高物理教學(xué)質(zhì)量的先決條件。同樣,實(shí)驗(yàn)也是形成物理概念、建立物理規(guī)律的重要方法,物理學(xué)習(xí)就是通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象、過(guò)程獲得必要的感性認(rèn)識(shí),這種感性認(rèn)識(shí)可以來(lái)源于學(xué)生的生活,也可以來(lái)源于實(shí)驗(yàn)提供的物理事實(shí)。從生活中得到的感性材料通常來(lái)自復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形態(tài),本質(zhì)的、非本質(zhì)的因素通常交融在一起,僅通過(guò)這種途徑形成概念,建立規(guī)律有相當(dāng)?shù)睦щy。而實(shí)驗(yàn)則可提供經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化和純化了的感性材料。它能使學(xué)生對(duì)物理事實(shí)獲得明確的具體的認(rèn)識(shí)。例如,初中物理教材中,影響蒸發(fā)快慢的因素是直接從日常生活經(jīng)驗(yàn)中分析歸納得出的結(jié)論;聲音的發(fā)生是從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中分析歸納得出的結(jié)論;杠桿平衡條件是由大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),經(jīng)歸納和必要的數(shù)學(xué)處理得到的結(jié)論;液體的壓強(qiáng)是先從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出定性的結(jié)論,再進(jìn)一步尋求嚴(yán)格的定量關(guān)系。

物理教學(xué)過(guò)程中,物理教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度則是影響學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要因素。在物理學(xué)習(xí)時(shí),要求做到如下幾點(diǎn):①認(rèn)真觀察課堂演示實(shí)驗(yàn)。②獨(dú)立完成學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn),勤動(dòng)手、敢動(dòng)手。③自己設(shè)計(jì)和制作某些簡(jiǎn)單模型或玩具。④逐步養(yǎng)成用實(shí)驗(yàn)解決物理問(wèn)題的習(xí)慣。

物理學(xué)在形成的發(fā)展過(guò)程中,逐步形成了一種物質(zhì)觀,即物質(zhì)普遍存在于相互作用之中,普遍存在于運(yùn)動(dòng)之中,普遍存在于能的轉(zhuǎn)化與守恒之中。于是,研究宏觀物體的受力、運(yùn)動(dòng)、和機(jī)械能的規(guī)律形成了力學(xué)。研究分子的受力、運(yùn)動(dòng)和內(nèi)能的規(guī)律形成了熱學(xué)。研究電、磁之間的受力、運(yùn)動(dòng)和能的規(guī)律形成了電磁學(xué)等。在物理學(xué)習(xí)時(shí),當(dāng)我們形成了這種物質(zhì)觀,就會(huì)有目的去認(rèn)識(shí)和理解物質(zhì)的相互作用規(guī)律、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和能的轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律,學(xué)習(xí)就會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。正確的學(xué)習(xí)方法是使學(xué)習(xí)事半功倍的金鑰匙。然而成功的學(xué)習(xí)靠的是辛勤的勞動(dòng)———觀察、思維、實(shí)驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 李榮明,張?jiān)粕?用原型啟發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維.物理教學(xué)探討.

【作者簡(jiǎn)介】

劉永莉,青海省平安縣平安鎮(zhèn)東營(yíng)中學(xué),本科學(xué)歷,中教一級(jí)職稱(chēng).