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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。
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