從失敗中尋找對(duì)策，做成功的實(shí)驗(yàn)

張麗亞

物理這一學(xué)科是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，做成功的實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行Ъぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深化對(duì)物理知識(shí)的理解，提高學(xué)生的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，對(duì)學(xué)生形成科學(xué)素養(yǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。所以，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中具有非常重要的作用。而在日常教學(xué)中，我們經(jīng)常遇到實(shí)驗(yàn)效果不理想甚至失敗的情況，導(dǎo)致很多教師怕做實(shí)驗(yàn)或者少做實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。本文嘗試對(duì)一些實(shí)驗(yàn)的失敗進(jìn)行分析，并探討一些改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法，提高實(shí)驗(yàn)成功率，為課堂有效教學(xué)盡一分力。

一、分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因

1.物理知識(shí)不扎實(shí)，實(shí)驗(yàn)技能缺乏。

在一個(gè)班級(jí)中，學(xué)生的水平并不都是相同的，總有一部分學(xué)生對(duì)于知識(shí)掌握得不是很牢固，缺乏物理實(shí)驗(yàn)操作技能，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，甚至使得實(shí)驗(yàn)不能正常進(jìn)行下去。如：在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，不知從透鏡的哪一側(cè)尋找虛像，或者不會(huì)完整地描述像的性質(zhì)。在“使用托盤天平測量物體質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針對(duì)準(zhǔn)了分度盤中央刻度線，就說明調(diào)節(jié)平衡。可是當(dāng)指針沒有對(duì)準(zhǔn)時(shí)，不少學(xué)生不知道該怎么操作了，有些干脆忽略這個(gè)問題，直接做實(shí)驗(yàn)了。

2.實(shí)驗(yàn)器材有問題。

實(shí)驗(yàn)中，我們有些器材已經(jīng)使用了很多年，在精確度和靈敏度上都有問題。比如，在使用天平時(shí)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別天平零件老化，很難調(diào)節(jié)到平衡，學(xué)生在使用時(shí)往往誤差很大。還有用彈簧測力計(jì)測量重力時(shí)，有的彈簧生銹了，彈性發(fā)生了變化，鉤碼也有所磨損，利用這樣的器材，就很難找到質(zhì)量和重力的正確關(guān)系，易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們常用干電池作為電源，可是幾次實(shí)驗(yàn)之后，電池的電壓就有所降低了，導(dǎo)致待測電阻兩端電壓太小或電路中電流太小，從而使實(shí)驗(yàn)不能正常進(jìn)行下去。

3.操作步驟不合理。

物理實(shí)驗(yàn)步驟的編排要根據(jù)知識(shí)的邏輯性進(jìn)行科學(xué)安排。比如在測鹽水密度的實(shí)驗(yàn)中，需要用到天平、量筒、燒杯，實(shí)驗(yàn)中測出鹽水的質(zhì)量是關(guān)鍵，如果先用天平測出燒杯的質(zhì)量，然后測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量，再將鹽水倒入量筒中測出體積，求出鹽水密度。這樣的方案誤差較大，原因是殘液留在燒杯壁上，導(dǎo)致測出的液體體積偏小，計(jì)算出的液體密度偏大。正確步驟應(yīng)先測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量，倒入一部分鹽水到量筒中讀出體積后，再測出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量，從而求出鹽水的質(zhì)量，再計(jì)算出鹽水的密度，采用這樣的測量方法結(jié)果很準(zhǔn)確。

4.操作不夠嚴(yán)謹(jǐn)，不夠細(xì)心。

物理實(shí)驗(yàn)的操作步驟不僅要正確，而且有些實(shí)驗(yàn)的操作應(yīng)該細(xì)心謹(jǐn)慎。在做“觀察水沸騰實(shí)驗(yàn)”時(shí)，有些同學(xué)不注意溫度計(jì)的位置，有些溫度計(jì)的玻璃泡已經(jīng)碰到燒杯底了，在水沸騰時(shí)，發(fā)現(xiàn)溫度并不是不變的，就得到了錯(cuò)誤結(jié)論。在運(yùn)用彈簧測力計(jì)、刻度尺、注射器等器材測大氣壓實(shí)驗(yàn)中，沒有將活塞推至注射器的底端排盡筒內(nèi)空氣，所測大氣壓與標(biāo)準(zhǔn)值相差很大。

5.不注意控制變量。

控制變量法是研究物理問題的常用方法，很多實(shí)驗(yàn)方案都必須圍繞這個(gè)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如探究“探究不同材料的隔音性能”的實(shí)驗(yàn)中，我們一般都是選擇鬧鐘、手機(jī)作為聲源，而不選用音叉，原因就在于我們要控制每次的響度都是相同的，音叉不能做到這一點(diǎn)。又如在比較不同物質(zhì)的吸熱、放熱本領(lǐng)時(shí)，我們也是控制了幾種物質(zhì)的質(zhì)量、初溫、加熱時(shí)間等相同，再進(jìn)行比較。所以實(shí)驗(yàn)中，這些量都要進(jìn)行認(rèn)真測量，如果沒有做到，就會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)論。

二、從失敗的實(shí)驗(yàn)中尋求收獲

1.允許失敗，寬容以對(duì)。

一位專家指出：“我們期望學(xué)生犯錯(cuò)誤，從錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)，便可爭取明天的成功。”學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出錯(cuò)，這是很正常的現(xiàn)象，這反映出他們在學(xué)習(xí)中的不足，而正是這樣的不足，才需要老師的教育和指導(dǎo)。我們應(yīng)以一顆寬容心對(duì)待學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，要多多鼓勵(lì)，而不是責(zé)怪與諷刺。學(xué)生能做成功的實(shí)驗(yàn)固然是好事，但是從失敗的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，并得到收獲，更能真正促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，所以失敗的實(shí)驗(yàn)同樣有價(jià)值。

2、實(shí)事求是，不要隨波逐流。

有時(shí)候，實(shí)驗(yàn)沒有得到預(yù)期的結(jié)果，有些學(xué)生會(huì)弄虛作假，抄襲別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或結(jié)論，搪塞老師，這些做法都是不對(duì)的。在這種情況下我們應(yīng)教育學(xué)生實(shí)事求是，如實(shí)記錄自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)的原因，從而避免下次實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)類似問題。

例如：“測定小燈泡功率”實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)了三種實(shí)驗(yàn)原理P=UI、P=U/R和P=IR，學(xué)生根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就結(jié)果相互交流。三種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的較大差異引起了學(xué)生的極大興趣，經(jīng)過積極思考，激烈辯論，終于發(fā)現(xiàn)，由于實(shí)驗(yàn)過程中燈絲溫度的變化引起了燈絲電阻改變，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的明顯差別，最終一致認(rèn)同了測量小燈泡的功率必須運(yùn)用P=UI的原理。通過上述分析，學(xué)生更全面、深刻地掌握了測量小燈泡功率的方法和原理，教學(xué)效果更好；同時(shí)明白了P=UI、P=U/R和P=IR這三個(gè)公式之間的關(guān)系和差異，理解各自的適用范圍。

三、提高實(shí)驗(yàn)成功率的對(duì)策

1.充分準(zhǔn)備，避免實(shí)驗(yàn)的盲目性。

實(shí)驗(yàn)前，我們要做好充分準(zhǔn)備。一方面是實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備要充分，平時(shí)注意對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的日常保養(yǎng)和維護(hù)，定期檢查。另外，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師也應(yīng)該事先進(jìn)行調(diào)試，確保器材都能正常工作。另一方面，教師可先要求學(xué)生對(duì)將要做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，通過預(yù)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等有清楚了解；在腦海中形成清晰的實(shí)驗(yàn)流程圖，防止實(shí)驗(yàn)中漏做、錯(cuò)做某些步驟；明確操作要點(diǎn)，弄清實(shí)驗(yàn)條件、必須記錄的數(shù)據(jù)和觀察的現(xiàn)象等。如“觀察水的沸騰”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生必須明確眼、手、耳的分工，學(xué)會(huì)運(yùn)用圖像法分析沸點(diǎn)，同時(shí)注意酒精燈的正確使用方法，防止?fàn)C傷。

2.科學(xué)指導(dǎo)，規(guī)范操作。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們不能簡單地提供自主研究和獨(dú)立探究的機(jī)會(huì)，教師成功的引導(dǎo)十分必要。如探究“串聯(lián)電路電流特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生剛剛接觸電學(xué)器材不久，操作指導(dǎo)很關(guān)鍵：各個(gè)電學(xué)元件如何擺放，導(dǎo)線從哪兒開始連接，走什么路線，先做什么后做什么，等等。對(duì)這些操作技能一定要加強(qiáng)指導(dǎo)，否則，學(xué)生會(huì)手忙腳亂，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)大打折扣。教師可以走近學(xué)生，準(zhǔn)備隨時(shí)提供幫助、指導(dǎo)。教師要逐步滲透物理實(shí)驗(yàn)的有關(guān)研究方法，教會(huì)他們怎樣用實(shí)驗(yàn)研究問題，有時(shí)多種方法并用。

物理實(shí)驗(yàn)都有嚴(yán)格的操作規(guī)范，錯(cuò)誤的操作會(huì)帶來不良后果，無法實(shí)驗(yàn)甚至帶來安全隱患。在教學(xué)中，教師可以先用多媒體模擬錯(cuò)誤的操作過程，讓學(xué)生看到錯(cuò)誤的操作會(huì)帶來的后果，這樣不僅能夠規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，而且可以有效避免或減少一些事故發(fā)生。例如：用多媒體演示電路短路造成的火災(zāi)等嚴(yán)重后果，這種方法比口頭反復(fù)強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作的效果好得多。

3.充分發(fā)揮學(xué)生主體作用。

與一般的課堂教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)課可以更充分地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，但是由于各個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能水平的不同，也會(huì)致使實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常發(fā)生一些“偶發(fā)事件”，這對(duì)教師來說也是一種挑戰(zhàn)與考驗(yàn)。比如，在“探究平面鏡成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，為了體現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)的理念，在創(chuàng)設(shè)問題情境后，就可以放手讓學(xué)生對(duì)平面鏡的成像特點(diǎn)進(jìn)行猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，開展探究活動(dòng)。但是在實(shí)驗(yàn)過程中，許多學(xué)生會(huì)不知道兩個(gè)棋子各自的擺放位置和作用，甚至有的學(xué)生會(huì)只將玻璃板來回移動(dòng)，根本不知道如何尋找像。也有的同學(xué)沒注意玻璃板與桌面不垂直，導(dǎo)致像略微偏上或偏下，因而像與物體不能重合。所以此時(shí)教師就應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)并適時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)順利完成。教師應(yīng)準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)過程的動(dòng)態(tài)生成，隨時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展適時(shí)而啟、適時(shí)而發(fā)、適時(shí)而導(dǎo)，給學(xué)生自由探索的時(shí)間和空間，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)主體。

隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為物理教學(xué)過程中的一個(gè)重要教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式，但影響實(shí)驗(yàn)成功的因素是多方面的，有待我們在教學(xué)實(shí)踐中不斷反思、摸索、總結(jié)。

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