5.客觀準確地做好實驗觀測
科技實驗,其目的是創造一定的條件,使人們需要的自然現象或過程能夠發生或重演,以便於人們觀察和測量,然後再根據觀察和測量的結果來進行研究。因此,離開了觀察和測量,就失去了實驗的意義。青少年做實驗也是如此。那麼在實驗中怎樣進行觀察和測量呢?也許有的青少年會回答:那還不容易,用眼睛看,用測量工具量唄。這樣回答隻答對了一半。實驗中的觀察和測量自然是眼睛看、工具量,但是,正確的觀察和測量並不是隨便可以做到的。它要求注意以下三點:
(1)堅持觀察的客觀性
觀察的客觀性有兩層含義:一方麵,要求實驗者嚴格地按實驗的目的和步驟去進行,使應該出現的現象客觀地出現;另一方麵,客觀出現的現象要客觀地觀察到,觀察到的現象要客觀地反映出來。不能頭腦裏事先帶著框框,是自己預期的現象就高興,不是預期的現象或是同預期現象相矛盾的現象就不注意、不反映。用句通俗的話說就是看到什麼就是什麼。
在科學史上由於不能堅持觀察的客觀性,不少人包括大科學家在內都吃過虧。例如:
巴甫洛夫的學生在實驗中觀察到稀鹽酸對小腸黏膜的刺激可以使胰腺分泌胰液的現象。但是他們頭腦中有神經反射機製學說的框框,就認為觀察到的現象是由於他們在做實驗時沒有把神經割幹淨,仍舊是神經反射機製。而另外兩個科學家,在觀察到上述現象之後,不帶框框,認真研究,終於提出了人體內激素調節機製的新學說。在青少年中,也有一些人不能堅持實驗觀察的客觀性。有一個學校做化學實驗,老師布置的實驗是用氫氧化鈉和硫酸銅反應,產生藍色絮狀沉澱的氫氧化銅,不料實驗結果出現的是白色沉澱。有的同學為了急於結束實驗,不能堅持觀察的客觀性,在實驗報告中寫上“產生出藍色沉澱”。後來查清,出現白色沉澱是因為用的不是硫酸銅而是硫酸鋅。實驗錯了可以重做,但是不能堅持實驗觀察的客觀性,是搞好科學研究的大敵。
(2)堅持測量的準確性
測量,是對研究對象的一種定量的描述,實質上就是一種定量觀察。測量的準確性,就是從量的方麵堅持觀察的客觀性。
為了保證測量的準確性,一是要選擇比較先進、精密度較高的測量儀器,二是要努力掌握好測量方法。有了好的儀器和方法之後,還要如實地客觀地反映測量到的結果,不能主觀地修改數據。
在實驗“互成角度的兩個力的合成”中,根據測量到的兩個力F1和F2的值計算出合力F為4.21千克。可是在實際測量時測得的合力F是4.5千克。這個時候也應當以4.5千克為測得數據,不應擅自改為4.21千克。至於為什麼會有差異,可另外尋找原因。
(3)堅持觀測時的積極思維
堅持觀察的客觀性,所指並不是消極地觀看,必須同時伴隨著思考,要將自己看到的現象和自己過去的經驗、知識聯係起來進行思考。例如在上麵提到的化學實驗中,當溶液中出現白色沉澱時,應當馬上意識到這不是硫酸銅,可能是硫酸鋅,這是已學的知識中就明確的,還要進一步核查搞清。這樣就可以保證實驗的正常進行。
6.多多地做一些小實驗
小實驗是青少年最常見的動手操作,它既能激發學習興趣,又能培養和提高觀察、分析、抽象思維能力等綜合智能素質。因此,青少年在完成課本中的演示實驗的同時,還應當結合自己的實際情況,自己動手進行一些小實驗,從而提高自己動手、動腦、動口的能力。
那麼如何進行小實驗呢?
掌握小實驗操作的一般步驟為:了解和掌握相關的理論知識作為背景發現問題並進行猜測或提出假設依據猜測或假設選擇適當的器材進行實驗改變實驗條件重複實驗對各次的實驗結果進行分析並把實驗獲得的數據進行處理聯係理論知識對整個實驗過程進行反思,並總結經驗。在進行小實驗時還需要注意以下幾個方麵:
(1)要仔細聆聽老師的指導
青少年在動手操作時,由於受到自身知識水平的限製,往往對所進行的活動缺乏明確的目的性,在操作過程中容易發生一些意外的事件。因此,需要聆聽老師的指導,要在老師的指導下明確活動的要求、主要的操作步驟、操作時應當運用的方法以及在操作過程中涉及的安全問題等。
(2)要善於與他人進行合作
選擇恰當的實驗夥伴,是保證實驗成功的前提,它需要實驗技能強弱不同的同學之間合理搭配。如果自己的理論知識掌握得比較好,就應當選擇那些理論知識掌握得比較差的同學;如果自己的實驗技能比較強,就應當選擇那些實驗技能比較弱的同學;如果自己對實驗非常感興趣,就應當選擇那些對實驗不太感興趣的同學。這樣,有利於青少年在實驗中相互幫助,共同提高。同時,由於男女學生對事物的觀察角度、方式不同,體力有差別,在進行小實驗操作時,還應當考慮到男女之間的搭配,這樣可以充分發揮不同性別同學各自的優勢。