在科学实验中,怎样进行科学的观察?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/15 06:46:25
在科学实验中,怎样进行科学的观察?
在科学实验中,怎样进行科学的观察?
在科学实验中,怎样进行科学的观察?
以物理实验观察为例,实质上其他学科如化学等都一样
1 观察
观察就是充分利用人的各种感觉器官,对自然界的物理现象（包括实验现象）的知觉过程.伽利略通过观察吊灯的摆动,认识了摆的等时性.伦福德在从事枪炮制造时,观察到钻孔地下的金属碎屑具有极高的温度,他认为这么多的热并不是金属提供的,并做了一系列金属钻孔的实验,根据实验结果,伦福德断言热质说不足为信,应当把热看成是一种运动形式.后来,英国的戴维做了更加严格的实验,为热是物质微粒的一种运动形式奠定了实验基础.人们对客观世界的正确认识,是在反复观察,实验的基础上形成的.观察既然如此重要,在学习物理知识时,应掌握哪些具体的观察方法和要求呢?
1．1 观察的方法和步骤
①充分做好观察前的准备工作.即准备好观察工具和记录的必备之物.
②要集中注意力,不放弃偶然目标,不轻易放过那些你甚至觉得毫无关系的现象.长期训练,使之形成一种一丝不苟的科学习惯.
③反复观察,找出实验中产生某种现象的原因,透过现象看本质.
④作好观察后的总结,对观察到的现象和记录的数据进行认真分析,以便形成物理概念,建立物理规律.例如,观察凸透镜成像实验,首先要明确在实验主要观察蜡烛和屏的位置变化以及屏上像的变化.本实验过程中,注意力应集中在蜡烛的位置、屏的位置和像的情况上.为了更准确地观察这些现象,可进行多次实验,最后总结出物距、像距、焦距以及像的虚实、放大、缩小等现象之间的关系.
1．2 观察的要求
①迅速.物理实验中,有很多实验要求在很短的时间内准确读出两个或两个以上的数据,这就要求有很快的观察速度.
②准确.就是要缩小由于观察带来的误差.
③深刻.就是要抓住那些往往是比较隐蔽的现象,而往往又是本质的物理过程.例如,浮沉子实验中,当用手压下瓶口的橡皮膜时,浮沉子会下沉.而下压引起下沉的本质是下压使浮沉子上部的空气柱的体积减小,所受浮力减小所至.
④仔细.有些物理现象的变化不明显,要求仔细观察,并能分辨出细微差别.
2 思维
思维,是人脑对客观世界的一种间接的、概括的反映,是将观察、实验所取得的感性材料进行思维加工,上升为理性认识的过程.学习过程就是一种思维活动,而思维活动也有一定的程序和方法.
2．1 物理思维的程序
物理思维是将物理现象与物理实验所得到的感性认识,上升为理性认识,并从已有的理性认识上获得新的理性认识.物理思维的主要程序是质疑与释疑.
①质疑：质疑不是一般地提出不懂的问题,而主要指观察者在充分运用了自己的知识却仍不能解释的,带有一定难度的问题.因此,正确的质疑,对进一步学习和研究带有方向性和启发性.质疑的途径很多,但质疑的深度却与观察者的观察能力密切相关.例如,观察沉浮子实验,有的人只发现下压与下沉的简单关系.有的人则能发现下压造成下沉的本质原因.
②释疑.释疑的前题是质疑,已有的知识是释疑优先考虑使用的内容,当已有的知识对质疑的解释明显有困难时,对困难的那一部分就要进行创造性活动.释疑应从物理学的基本概念,基本规律出发,先分析物理现象,找出产生这些现象的本质因素,再选择适当的物理知识来解答物理问题.
质疑：三个温度计都指示在20℃的位置,但有一个温度计的刻度不准确,因此肯定有一个温度计测量到的温度与实际温度不符,是什么原因导致（a）（b）（c）三个图中的实际温度出现偏差呢?
释疑：在实验室中,图二（c）杯中的酒精与空气相通,由于蒸发吸热,使得它的温度低于室温,而图二（b）瓶中虽然也装满了酒精,但不会蒸发,因此它的温度应和室温相同,于是可以判断图二（c）的温度计刻度不准确.
2．2 物理思维的基本方法
物理思维的方法包括分析、综合、比较、抽象、概括、归纳、演绎等,在物理学习过程中,形成物理概念以抽象、概括为主,建立物理规律以演绎、归纳、概括为主,而分析、综合与比较的方法渗透到整个物理思维之中.特别是解决物理问题时,分析、综合方法应用更为普遍,如下面介绍的顺藤摸瓜法和发散思维法就是这些方法的具体体现.