學(xué)會(huì)觀察物理現(xiàn)象

王洪棒

摘要：學(xué)會(huì)觀察物理現(xiàn)象，對(duì)學(xué)好物理知識(shí)有著重要的意義。古今中外，凡有大成就的科學(xué)家，都離不開(kāi)細(xì)心的觀察。從牛頓看到樹上的蘋果落地，到發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律；從瓦特看到水蒸氣頂起的壺蓋，到發(fā)明了蒸汽機(jī)，無(wú)不體現(xiàn)著觀察對(duì)發(fā)明和學(xué)習(xí)的重要性。

關(guān)鍵詞：觀察；物理；目標(biāo)；順序

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2020）06-0006

學(xué)會(huì)觀察物理現(xiàn)象，對(duì)學(xué)好物理知識(shí)有著重要的意義。古今中外，凡有大成就的科學(xué)家，都離不開(kāi)細(xì)心的觀察。觀察是科學(xué)探究的基本活動(dòng)，通俗地說(shuō)就是看，仔細(xì)的看，反復(fù)的看，然后再?gòu)闹锌偨Y(jié)出規(guī)律的方法。為了學(xué)會(huì)觀察物理現(xiàn)象，需要注重以下幾點(diǎn)。

一、明確目標(biāo)

觀察前首先要明確兩個(gè)問(wèn)題：觀察什么和怎樣觀察。只有明確了觀察的目標(biāo)，才能有的放矢的觀察那些與實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠袃?nèi)在聯(lián)系的物理現(xiàn)象，還要把觀測(cè)到的內(nèi)容通過(guò)數(shù)據(jù)、文字或繪圖等形式及時(shí)記錄下來(lái)，從而為獲得正確的結(jié)論打下基礎(chǔ)。以“研究凸透鏡的成像”為例，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是研究凸透鏡成像的幾種情況。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，我們可以有意識(shí)地把目標(biāo)鎖定在光屏上所呈現(xiàn)的像上，重點(diǎn)觀察光屏上的像有什么特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，看一看光屏上的像是正立的還是倒立的？是虛像還是實(shí)像？是放大的還是縮小的？然后列出表格，收集數(shù)據(jù)，再分析論證，最后總結(jié)出凸透鏡的成像規(guī)律。在觀察水的沸騰時(shí)，除了以觀察水的溫度變化為主要目標(biāo)外，還要對(duì)水中氣泡的大小、氣泡的位置、水面的現(xiàn)象以及吸熱、放熱情況進(jìn)行仔細(xì)觀察。

二、按照順序

一般來(lái)說(shuō)，觀察靜止的物體要先整體后局部，可以按從上到下，從左到右，從外到里的順序進(jìn)行；觀察運(yùn)動(dòng)的物體，則要按照開(kāi)始、經(jīng)過(guò)、結(jié)束幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。例如，在觀察托盤天平的構(gòu)造時(shí)，要先觀察它的整體結(jié)構(gòu)，再?gòu)纳系较拢瑥淖蟮接易屑?xì)觀察指針、橫梁、調(diào)節(jié)螺母、天平盤、底座幾個(gè)部分，最后觀察一下砝碼盒，了解砝碼的組成。在使用電流表測(cè)量電流，電壓表測(cè)量電壓時(shí)，要先觀察“調(diào)零”、量程的選擇，然后，才能依據(jù)所選的量程去讀取刻度盤上的數(shù)值。還有在測(cè)量液體的密度時(shí)，為什么要先測(cè)出燒杯和燒杯里所盛液體的總質(zhì)量，然后把燒杯里的液體倒入量筒一部分，再測(cè)出燒杯和燒杯里剩余液體的質(zhì)量呢？讓學(xué)生通過(guò)觀察認(rèn)識(shí)到按先后順序做實(shí)驗(yàn)的重要性和必要性。在用托盤天平測(cè)物體的質(zhì)量時(shí)，如果不按照“先放在水平桌面上，再把游碼調(diào)到零刻線，然后調(diào)節(jié)螺母使天平平衡”這個(gè)順序去做，就直接去測(cè)量物體的質(zhì)量，能測(cè)得準(zhǔn)嗎？

三、找出條件

物理規(guī)律的適用是有條件的，物理現(xiàn)象的發(fā)生也是有條件的。因此觀察時(shí)，還要考慮到物理現(xiàn)象是在什么條件下發(fā)生的。在“研究凸透鏡的成像規(guī)律”時(shí)，要在光屏上得到倒立縮小的實(shí)像，物距需要滿足“大于二倍焦距”的條件；要在光屏上得到倒立放大的實(shí)像，則物距需要滿足“在一倍焦距和二倍焦距之間”的條件；要在光屏這一側(cè)通過(guò)凸透鏡看到正立放大的虛像，則物距需要滿足“小于一倍焦距”的條件。又如，光在真空中或均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。假設(shè)讓光從一種物質(zhì)（空氣）斜射入另一種物質(zhì)（水或玻璃）時(shí)，它的傳播方向通常是要改變的，所以“真空中或均勻介質(zhì)中”，就成了光“沿直線傳播”的條件。當(dāng)一束光從空氣斜著射向水面時(shí)，我們還看到：這束光不但改變了原來(lái)的傳播方向，而且還有一部分光又反射回來(lái)。從這個(gè)現(xiàn)象里可以看出：光“斜著射向水面”是光發(fā)生反射的條件。因此，我們要注意找出發(fā)生物理現(xiàn)象的一些條件。

四、總結(jié)規(guī)律

物理概念和物理規(guī)律是從大量的物理現(xiàn)象中概括歸納出來(lái)的，在觀察時(shí)，要學(xué)會(huì)從不同的現(xiàn)象中找出共同的特點(diǎn)。譬如，在學(xué)習(xí)“力及其作用效果”一節(jié)時(shí)，筆者演示了下面的實(shí)驗(yàn)。a用雙手拉彈簧，b用雙手壓彈簧，c用手去推墻，d用磁鐵吸引從斜面上滾下的小鐵球。在這些現(xiàn)象中，雖然所用力的方向和對(duì)象不同，受力物體的運(yùn)動(dòng)形式也不同，但通過(guò)仔細(xì)認(rèn)真地觀察和分析，可以概括出這樣的結(jié)論：力是發(fā)生在兩個(gè)物體之間。而“拉、壓、推、吸”的過(guò)程可概括為“作用”，最后便可推論出力的本質(zhì)：力是物體對(duì)物體的作用。又如，射進(jìn)教室里的太陽(yáng)光，穿過(guò)云層間隙的太陽(yáng)光，黑夜里手電筒的光，電影放映機(jī)的光等，由于我們看到這些光通過(guò)的路線都是直的，所以就可以從這些現(xiàn)象的共同點(diǎn)，歸納出“光在同種物質(zhì)中沿直線傳播”這一規(guī)律。

觀察時(shí)要由表及里，由此及彼，透過(guò)現(xiàn)象去抓住本質(zhì)。在看《托里拆利實(shí)驗(yàn)》視頻時(shí)，當(dāng)看到大氣壓的作用使豎直玻璃管中水銀柱高出槽里的水銀面，管內(nèi)外水銀面有一定的高度差時(shí)，有的學(xué)生可能認(rèn)為大氣壓強(qiáng)的大小與水銀柱的長(zhǎng)度有關(guān)。這時(shí)，應(yīng)該提示學(xué)生繼續(xù)觀察，玻璃管傾斜了一個(gè)角度，使管中的水銀多了，管中水銀柱的長(zhǎng)度比原來(lái)變長(zhǎng)了，但水銀柱的豎直高度卻始終沒(méi)有改變，這說(shuō)明大氣壓與管的傾斜程度是無(wú)關(guān)的，只與玻璃管中水銀柱的豎直高度有關(guān)。另有學(xué)生認(rèn)為：“大氣壓的大小與玻璃管的粗細(xì)是否有關(guān)？”那就繼續(xù)播放視頻，并提示學(xué)生注意玻璃管中水銀柱的豎直高度。當(dāng)用兩只內(nèi)徑不同的玻璃管裝滿水銀重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)：兩只內(nèi)徑不同的玻璃管內(nèi)外水銀面的豎直高度差都是相同的一個(gè)數(shù)值，這就說(shuō)明了大氣壓強(qiáng)的大小與玻璃管的內(nèi)徑粗細(xì)是無(wú)關(guān)的?？梢?jiàn)，這個(gè)現(xiàn)象的本質(zhì)是水銀柱的豎直高度與大氣壓強(qiáng)有關(guān)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就說(shuō)明了作用在管外水銀面上的大氣壓強(qiáng)支持著管內(nèi)的水銀柱，這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)就等于大氣壓強(qiáng)。

五、培養(yǎng)興趣

物理是有用的，也是有趣的。仔細(xì)觀察生活、生產(chǎn)中的物理現(xiàn)象，善于應(yīng)用物理知識(shí)去解答，可以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。醫(yī)院里給病人輸液的吊瓶學(xué)生都見(jiàn)過(guò)，如果問(wèn)一下學(xué)生：“吊瓶在使用時(shí)用到了哪些物理知識(shí)？”他們可能一時(shí)回答不上來(lái)，但如果提出一些關(guān)于吊瓶的具體問(wèn)題，就很容易把學(xué)生的興趣引導(dǎo)起來(lái)，例如：“吊瓶為什么要掛在高處？吊瓶的瓶口為什么要插上根管子？瓶子里為什么每隔一會(huì)兒會(huì)有氣泡往上冒？藥液滴的速度是不是勻速的？”等，學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題的回答，既培養(yǎng)了其觀察能力，又加深鞏固了已學(xué)的物理知識(shí)。更重要的是，一旦學(xué)生產(chǎn)生了興趣，其以后會(huì)更加仔細(xì)地去觀察一些物理現(xiàn)象，也就更能自覺(jué)的去學(xué)習(xí)物理了。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜鳳蘭.借物理實(shí)驗(yàn)引思維之生長(zhǎng)[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（初中版），2016（9）.

（作者單位：山東省淄博市博山區(qū)石馬鎮(zhèn)中心學(xué)校255200）