一、观察实验能力的培养和训练
(一)使学生知道观察实验的内容
中学物理实验从学科内容上可分为力学、分子物理学和热学、电磁学、光学、原子物理等。从实验的目的性质上可分为测量性实验、操作使用性实验、验证和探索性实验。从形式上可以分为演示实验、学生实验和课外实验。无论哪类实验,观察的基本内容都可以分为:
- 物理仪器、器材的观察
物理仪器是专门为物理实验设计的,也是为了实验者更好地进行观察。仪器又可分为三类:
①测量仪器:测量仪器是用来测量物理量大小的,如天平、测力计、温度计、电表、刻度尺、卡尺等。
观察测量仪器第一要观察仪器的外形、构造特点、各部分的组成; 第二要观察仪器的量程;第三观察仪器的刻度分布和准确度(有的刻度是不均匀的,如量杯、比重计);第四观察表示测量数值大小的方法及特点,如液体温度计由液柱高低显示,电流表由指针指示,天平则由砝码和游码位置表示等。
②演示现象:探索物理规律的仪器。这类仪器种类很多,有研究物理概念、物理性质的仪器,如惯性演示器、马德堡半球、分子引力演示器、电磁感应演示器等。还有研究物理规律的仪器,如杠杆平衡条件、阿基米德原理、机械能守恒、玻—马定律等。有些仪器可以不同组合用到不同的实验上,如电学仪器、光具座或盘等。
观察这类仪器要把构造特点和实验的物理内容结合,把观察和使用结合。
③物理模型:物理模型是学习有关物理知识的好助手,是认识相应的实际应用机器设备的桥梁。
抽水机、简单机械、热机汽缸、电磁铁、电动机等模型是物理教学中不可缺少的。模型一般做得突出、醒目,比较容易观察,有的做成透明的、分解式的、解剖式的,有的放大,有的缩小,做得便于观察内外构造以及工作情况。观察这类仪器要通过对构造和工作过程的观察,联系和思考它的工作原理。
- 物理量测量的观察
中学物理实验许多都有物理量的测量。有的是直接以测量为目的的实验,有的为了研究物理规律要测量物理量并找出几个量之间的关系。在观察测量仪器的基础上,对测量过程所使用的方法、测量步骤、测量结果要进行正确的观察,得出准确的数据,力求减小误差。
- 实验现象的观察
实验现象是观察实验的主要内容,是在仪器观察和测量观察的基础上进行的,是综合性的全面的观察。定性实验要观察物理现象和物理变化,定量实验除了观察现象以外还要进行测量观察。实验现象有的是静态不变的,可以反复观察。对于变化的现象则要抓住时机,全面、细致地观察。