“觀察有效性的判斷”教學探究

蘇硼

觀察是探究的第一環節，是通過對日常生活、自然現象、實驗的觀察中發現并提出與物理有關的問題.觀察的對象可以是生活現象、自然現象、實驗現象，觀察的目的是發現并提出問題.

下面舉例說明.

探究聲音的音調與頻率的關系.

實驗中用硬卡片先后快撥和慢劃木梳的梳齒，進行觀察，學生常見表述：聲音小了.學生看似在觀察，實際只片面關注實驗的顯著現象，觀察無目的意識.教師追問是誰的聲音？大多數學生回答是梳齒，少數學生回答卡片.顯然學生在觀察時沒有清楚實驗的研究主體是卡片，不是梳齒.發生觀察對象錯誤，收集的證據自然無效.教師再追問根據實驗目的，應該觀察聲音的哪些要素？學生晃然，根據實驗目的應該有針對地觀察聲音的音調的變化，在教師的一番引導后，重做上述實驗，學生再次觀察，再次表述：卡片的聲音變低了.這樣學生經歷了一次有效的物理觀察活動.該實驗中觀察的任務是探究第四環節，要求通過觀察收集證據，因而觀察的指向性較強.此時只有針對研究主體的觀察，針對研究目的的觀察才可能是有效的，所以此時判斷觀察有效性的依據是觀察的指向性是否正確，記載觀察結果的表述中應該指明觀察的主體及現象針對性的準確描述.

〖STHZ〗例2〖ST〗 探究光的折射規律.

〖PSP54.EPS；Z1，Y〗

實驗中，采用圓形的光具盤和半圓形的玻璃磚，如圖放置.用一只固定在光具盤上且可自由轉動的激光筆對著圓心照射，并不斷改變入射的方向，學生靜靜觀察.到了學生表述時，出現了各種觀察結果的表述：“有反射光”、“光從玻璃到空氣有時不折射”、“反射光與折射光在法線的同側”、“折射光向法線方向偏折”、“入射光的位置改變反射光和折射光的位置均改變”、“入射角改變時反射光折射光的亮度均跟隨發生改變”、“有時只有反射光沒有折射光”、“光源在勻速移動”等.顯然教師設計實驗的教學目標是研究折射的基本規律，并不想涉及光的反射，更不想涉及折射時光強的變化、乃至全反射，那么如何對待學生觀察的有效性呢？若將這些學生的觀察結果分類，大致可分為三類：一類為實驗設定情景之外的與光的折射無關、沒有價值的觀察；第二類為實驗設定情景之內的與光的折射有關的，但不是設定的教學目標要素、教師重點引導的觀察，即為有價值的但不是預設需要的；第三類為實驗設定情景之內的與光的折射有關，且是設定的教學目標需要、教師重點引導的觀察.教師可明確的告訴學生：“光源在勻速移動”這樣的觀察是無效觀察，因為它是實驗探究情景之外的無價值信息，不能誘發任何思考和發現，這就等同于“這里有一個圓形的光具盤”的觀察結果.但第二類、第三類的觀察結果都是有效的，教師均應該給予表揚，但同時告訴同學們觀察探究要有序進行，今天課內僅僅與同學們一起探究折射光的位置變化問題，關于折射光的強度變化等問題，歡迎同學課后到實驗室繼續觀察自我探究.

例3觀察透鏡對光線的作用.

實驗中教師在晴朗的天氣里，讓學生將凸透鏡和凹透鏡放在陽光下，在另一側放一張白紙，觀察紙上的光斑，并移動光屏觀察光斑的變化，出于學生已有知識的暗示，學生的觀察結果基本全為：“凸透鏡能得到亮點，但凹透鏡得不到”.顯然這樣的觀察結果是有效的，但這種只片面關注實驗顯著現象，不仔細地觀察卻不是高效的.為此教師提示學生觀察要仔細，要求學生再進行仔細觀察，比比看誰的觀察結果豐富，誰的獨特，再經過一番觀察后，到了表述的時候，結果就變得十分得豐富，也包含一些獨特的結果.教師再次肯定大家觀察的有效細致后，追問學生為何將透鏡后有影子作為有效觀察，作為一種發現，學生說，教師前面學習過影子形成的原因是光沿直線傳播時遇到不透明障礙物時在后面形成的，但透鏡是透明物呀？教師又引導式追問：出現影子和出現亮斑之間有什么相互關系嗎？學生很快領悟到：正是因為本該到影子區域的光到了亮斑處，才有影子區域的暗，亮斑處的亮，明確觀察透鏡對光線的作用，應同時觀察出現的亮斑和暗區.此時教師進一步引導學生借助于光線模型對觀察的結果進行畫圖思考，得出透鏡對光線的作用規律，并以此來全面預測觀察到的現象.最后安排學生再進行一次全面的觀察，將白紙從緊靠透鏡逐漸遠離，觀察白紙上光斑和影子的大小和亮暗的變化，檢驗最初的理論預測，同時無形中指導了學生如何進行高效觀察.該例中三次的觀察一次比一次高效，顯然教學不僅要判斷觀察的有效性，更要引導學生實施高效觀察.高效的觀察會讓觀察者認識現象本質規律變得更容易，觀察進行得越高效全面，探究活動就會進行得越順利，效度越高.

綜上，觀察有效性的判斷，不是簡單的、機械的，更不是粗線條的，而是有理可循的.