一、實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣と?/p>
瑞士心理學(xué)家皮亞杰說過:“所有智力方面的工作都要依賴于興趣。”到現(xiàn)在為止,我還沒有發(fā)現(xiàn)一個孩子不對實(shí)驗(yàn)不感興趣的,無論他們在做什么,只要把實(shí)驗(yàn)裝置往講桌上一放說要實(shí)驗(yàn)了,他們立即就會把頭扭過來停止其它的行為。實(shí)驗(yàn)只所以有這樣迷人的魅力,那是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身內(nèi)涵的科學(xué)美。當(dāng)初涉自然界的孩子,相遇這些平時生活中不能外顯的現(xiàn)象美、規(guī)律美、和諧美、對稱美、結(jié)構(gòu)美等,使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能很好的順應(yīng),這樣原來平衡的認(rèn)知心理傾斜,而實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫貪M足這個認(rèn)知心理平衡恢復(fù)的需求。
二、實(shí)驗(yàn)提供觀察
俄國著名的科學(xué)家門捷列夫曾經(jīng)說過:“科學(xué)的原理起源于實(shí)驗(yàn)的世界和觀察的領(lǐng)域,觀察是第一步,沒有觀察就不會有接履而來的前進(jìn)”。通過觀察獲取科學(xué)事實(shí)不僅能為概括、提升揭示研究對象的本質(zhì)提供基礎(chǔ),還可以對科學(xué)假說或理論的確認(rèn)提供事實(shí)依據(jù)。愛因斯坦在1915年提出廣義相對論時,許多物理學(xué)家都很不理解,直到1919年愛丁頓通過日食觀測證實(shí)了廣義相對論的推論,愛因斯坦的廣義相對論才成為被廣泛認(rèn)可的理論。對實(shí)驗(yàn)沒有觀察學(xué)生的感性認(rèn)識不豐富,在大腦中沒有形成穩(wěn)定的用來支撐思維的表象。對概念的內(nèi)涵與外延不能很好的理解,對規(guī)律的歸納與總結(jié)也停留在機(jī)械記憶的淺層次上,遇到具體變式的物理問題就會束手無策了??梢哉f沒有觀察就沒有科學(xué),觀察是一切科學(xué)研究的開始。但只借助人機(jī)體的感官,使觀察的范圍和精確性受到局限,同時主體在原始的自然界中觀察的客體也是有限的。為了克服這樣的局限性,人們就在觀察和觀察客體之間借助中介物來進(jìn)行。這個中介物就是實(shí)驗(yàn)裝置,它承載著豐富的物理信息和有效獲取信息的技術(shù)。
三、實(shí)驗(yàn)承載知識
世界上不存在沒有承載之物的無源知識,好像上帝就是利用物理知識造出了自然萬物似的,所有的物理規(guī)律都“隱藏”在具體的事物之中。一個物理實(shí)驗(yàn),即使是最簡單也存在著深刻的物理知識。甚至一個實(shí)驗(yàn)中隱含著若干個物理知識。這是因?yàn)槊恳粋€物理概念是其它物理量的函數(shù)。如用溫度計(jì)測液體的溫度實(shí)驗(yàn),就有如下的知識,熱傳遞的平衡時溫度相同;溫度高低可以轉(zhuǎn)化為液柱高低;為了能增加測量范圍內(nèi)設(shè)大的氣體壓強(qiáng);為了使溫度變化明顯,使用比熱小的物質(zhì)充當(dāng)感溫液體。有時一個物理實(shí)驗(yàn)還要隱含其它學(xué)科的知識。杜威說過:“我們可以有事實(shí)而沒有思維,但我們不可以有思維而沒有事實(shí)?!币虼耍瑢W(xué)習(xí)物理有一個鐵的規(guī)律,那就是一切知識要以實(shí)驗(yàn)為依托,我們要從真實(shí)的世界中尋找我們想獲得的知識。為此,我們應(yīng)用承載之“物”,揭示物理規(guī)律或事實(shí)時,要從以下幾方面努力實(shí)現(xiàn)。
四、實(shí)驗(yàn)誘發(fā)問題
問題是科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn),是開啟任何科學(xué)的鑰匙。沒有問題就不會引發(fā)問題和解決問題的思想、方法和知識創(chuàng)新,所以說,問題是思想方法、知識積累和發(fā)展的邏輯力量,是生長新思想、新方法、新知識的種子。因此,邁爾·富蘭說過:“問題是我們的朋友。因?yàn)槲覀冎挥猩钊氲絾栴}之中,才能夠提出創(chuàng)造性的解決方法。問題是通向更加深入的變革和達(dá)到更加滿意的途徑?!痹诳茖W(xué)探究中的七個環(huán)節(jié)中,提出問題是第一個環(huán)節(jié)??梢?,提出問題是科學(xué)探究的關(guān)鍵一步。要想提出科學(xué)有效的問題,要想把問題表征具體明確規(guī)范,要對問題產(chǎn)生興趣并形成有意義學(xué)習(xí)的“先行組織者”,雖然方法很多,但實(shí)驗(yàn)?zāi)耸亲罴训氖走x。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是把想獲得知識的承載體,并以具體形象直觀地展示出來。這是符合初中學(xué)生學(xué)習(xí)知識,要依靠形象思維來支撐的。可見,物理本身就是讓學(xué)生“識物樹理”,“悟物樹理”,沒有“物”便沒有“識”、“悟”。
五、實(shí)驗(yàn)解決方法
在眾多的科學(xué)方法中,實(shí)驗(yàn)是一種最基本的科學(xué)方法,也是最有效的方法??梢哉f人類獲取知識的過程中,都是通過實(shí)驗(yàn)來體驗(yàn)知識產(chǎn)生、發(fā)展、形成。在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證猜想、形成模型、獲取數(shù)據(jù)等。更重要的是要使學(xué)生對物理學(xué)習(xí)保持持久的興趣,就要挖掘出來隱藏在知識與實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)思想和方法。
作者簡介:任淑榮,吉林省松原市吉林油田實(shí)驗(yàn)中學(xué)。