學會觀察物理現象

王洪棒

摘要：學會觀察物理現象，對學好物理知識有著重要的意義。古今中外，凡有大成就的科學家，都離不開細心的觀察。從牛頓看到樹上的蘋果落地，到發現萬有引力定律；從瓦特看到水蒸氣頂起的壺蓋，到發明了蒸汽機，無不體現著觀察對發明和學習的重要性。

關鍵詞：觀察；物理；目標；順序

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2020）06-0006

學會觀察物理現象，對學好物理知識有著重要的意義。古今中外，凡有大成就的科學家，都離不開細心的觀察。觀察是科學探究的基本活動，通俗地說就是看，仔細的看，反復的看，然后再從中總結出規律的方法。為了學會觀察物理現象，需要注重以下幾點。

一、明確目標

觀察前首先要明確兩個問題：觀察什么和怎樣觀察。只有明確了觀察的目標，才能有的放矢的觀察那些與實驗目的有內在聯系的物理現象，還要把觀測到的內容通過數據、文字或繪圖等形式及時記錄下來，從而為獲得正確的結論打下基礎。以“研究凸透鏡的成像”為例，這個實驗的目的是研究凸透鏡成像的幾種情況。根據實驗目的，我們可以有意識地把目標鎖定在光屏上所呈現的像上，重點觀察光屏上的像有什么特點。在實驗時，看一看光屏上的像是正立的還是倒立的？是虛像還是實像？是放大的還是縮小的？然后列出表格，收集數據，再分析論證，最后總結出凸透鏡的成像規律。在觀察水的沸騰時，除了以觀察水的溫度變化為主要目標外，還要對水中氣泡的大小、氣泡的位置、水面的現象以及吸熱、放熱情況進行仔細觀察。

二、按照順序

一般來說，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，從外到里的順序進行；觀察運動的物體，則要按照開始、經過、結束幾個環節進行。例如，在觀察托盤天平的構造時，要先觀察它的整體結構，再從上到下，從左到右仔細觀察指針、橫梁、調節螺母、天平盤、底座幾個部分，最后觀察一下砝碼盒，了解砝碼的組成。在使用電流表測量電流，電壓表測量電壓時，要先觀察“調零”、量程的選擇，然后，才能依據所選的量程去讀取刻度盤上的數值。還有在測量液體的密度時，為什么要先測出燒杯和燒杯里所盛液體的總質量，然后把燒杯里的液體倒入量筒一部分，再測出燒杯和燒杯里剩余液體的質量呢？讓學生通過觀察認識到按先后順序做實驗的重要性和必要性。在用托盤天平測物體的質量時，如果不按照“先放在水平桌面上，再把游碼調到零刻線，然后調節螺母使天平平衡”這個順序去做，就直接去測量物體的質量，能測得準嗎？

三、找出條件

物理規律的適用是有條件的，物理現象的發生也是有條件的。因此觀察時，還要考慮到物理現象是在什么條件下發生的。在“研究凸透鏡的成像規律”時，要在光屏上得到倒立縮小的實像，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；要在光屏這一側通過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中是沿直線傳播的。假設讓光從一種物質（空氣）斜射入另一種物質（水或玻璃）時，它的傳播方向通常是要改變的，所以“真空中或均勻介質中”，就成了光“沿直線傳播”的條件。當一束光從空氣斜著射向水面時，我們還看到：這束光不但改變了原來的傳播方向，而且還有一部分光又反射回來。從這個現象里可以看出：光“斜著射向水面”是光發生反射的條件。因此，我們要注意找出發生物理現象的一些條件。

四、總結規律

物理概念和物理規律是從大量的物理現象中概括歸納出來的，在觀察時，要學會從不同的現象中找出共同的特點。譬如，在學習“力及其作用效果”一節時，筆者演示了下面的實驗。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。在這些現象中，雖然所用力的方向和對象不同，受力物體的運動形式也不同，但通過仔細認真地觀察和分析，可以概括出這樣的結論：力是發生在兩個物體之間。而“拉、壓、推、吸”的過程可概括為“作用”，最后便可推論出力的本質：力是物體對物體的作用。又如，射進教室里的太陽光，穿過云層間隙的太陽光，黑夜里手電筒的光，電影放映機的光等，由于我們看到這些光通過的路線都是直的，所以就可以從這些現象的共同點，歸納出“光在同種物質中沿直線傳播”這一規律。

觀察時要由表及里，由此及彼，透過現象去抓住本質。在看《托里拆利實驗》視頻時，當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，管內外水銀面有一定的高度差時，有的學生可能認為大氣壓強的大小與水銀柱的長度有關。這時，應該提示學生繼續觀察，玻璃管傾斜了一個角度，使管中的水銀多了，管中水銀柱的長度比原來變長了，但水銀柱的豎直高度卻始終沒有改變，這說明大氣壓與管的傾斜程度是無關的，只與玻璃管中水銀柱的豎直高度有關。另有學生認為：“大氣壓的大小與玻璃管的粗細是否有關？”那就繼續播放視頻，并提示學生注意玻璃管中水銀柱的豎直高度。當用兩只內徑不同的玻璃管裝滿水銀重復上面的實驗后，學生就會發現：兩只內徑不同的玻璃管內外水銀面的豎直高度差都是相同的一個數值，這就說明了大氣壓強的大小與玻璃管的內徑粗細是無關的。可見，這個現象的本質是水銀柱的豎直高度與大氣壓強有關，這個實驗就說明了作用在管外水銀面上的大氣壓強支持著管內的水銀柱，這段水銀柱產生的壓強就等于大氣壓強。

五、培養興趣

物理是有用的，也是有趣的。仔細觀察生活、生產中的物理現象，善于應用物理知識去解答，可以培養學習興趣，激發學生的求知欲望。醫院里給病人輸液的吊瓶學生都見過，如果問一下學生：“吊瓶在使用時用到了哪些物理知識？”他們可能一時回答不上來，但如果提出一些關于吊瓶的具體問題，就很容易把學生的興趣引導起來，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兒會有氣泡往上冒？藥液滴的速度是不是勻速的？”等，學生對這些問題的回答，既培養了其觀察能力，又加深鞏固了已學的物理知識。更重要的是，一旦學生產生了興趣，其以后會更加仔細地去觀察一些物理現象，也就更能自覺的去學習物理了。

參考文獻：

[1]姜鳳蘭.借物理實驗引思維之生長[J].數理化學習（初中版），2016（9）.

（作者單位：山東省淄博市博山區石馬鎮中心學校255200）