失敗實驗，物理課堂的一筆財富

吳忠文

（湛江經濟技術開發區東簡中學 廣東 湛江 524000）

失敗實驗，物理課堂的一筆財富

吳忠文

（湛江經濟技術開發區東簡中學 廣東 湛江 524000）

實驗是初中物理教學的重要組成部分，大部分實驗都是驗證性實驗，因此大多數實驗都是“成功的”。有成功就有失敗，“失敗實驗”同樣也是物理課堂的一筆財富。

初中物理；失敗實驗；教學策略

實際上，實驗并沒有成功與失敗之分，通過現象了解規律才是實驗的真正目的所在。所謂的“失敗實驗”，指的是期望現象沒有出現的實驗。本文以人教版教材為例，淺析“失敗實驗”的價值，與各位同行共享。

一、有意為之，強化認知

初中階段的物理實驗主要以演示實驗為主，重點讓學生觀察現象，加深印象。換句話說，所謂的演示實驗就是給學生增長見識，可以不出意外的成功，但是反過來一想，當然也可以“有所企圖”地失敗。有意設計“失敗”的物理實驗，可以強化學生的認知。

例如九年級第十五章的“兩種電荷”一節。本節有一個引入實驗，是摩擦起電的小實驗。摩擦起電的實驗由一對玻璃棒與絲綢、橡膠棒與動物毛皮來完成，但是在設計實驗時，我特意改換了摩擦棒，換成了鐵棒。鐵棒當然不能完成這個實驗的要求，我的目的在于通過“成功”與“失敗”的對比，強化學生的認知，使學生真正了解實驗原理。我拿著鐵棒在絲綢上不斷摩擦，然后試圖吸引碎紙屑，當然沒有任何反應。這時同學們就有疑問了：難道老師把實驗搞砸了？我見時機成熟，就適時提問：同學們，這個鐵棒摩擦絲綢，試了好多次都沒有成功，我們怎么解決呢？有同學提出換一個新的絲綢，還有同學提出摩擦得快一些。可是經過嘗試之后，這些方法都不可行，此時同學們也發現了問題出在了鐵棒上。我進而解釋道：鐵棒是可以導電的，帶上電荷后迅速就傳導沒了，一直帶不上電。要想實驗成功，必須選用絕緣棒，它們的電荷是“給出”和“接受”的關系，不能進行傳導。這樣一來，電荷形成的原理就大致形成在學生的頭腦中了。

實驗雖“失敗”了，但是卻“成功”地引起學生的注意力。這樣的實驗結果也可以是一種反向說明，強化了學生對實驗原理的認知，加深了印象。

二、順水推舟，引導探究

實驗的成功與否由多個因素決定，操作者、實驗器材、環境等很多因素都影響到實驗結果。因此在課堂上出現實驗的失誤也很正常。但是失誤也是一種資源，一旦實驗出現失誤，教師一定要隨機應變，將“失敗實驗”順水推舟，引導學生進一步探究。

以九年級第十五章第2節為例。本章節的實驗主要是電路實驗的演示，學生首次接觸電路與電流，因此重點演示電路的組成與原理。我在課堂上連接好由電源、開關、燈泡、導線組成的簡單電路后，然后閉合開關，燈泡并沒有亮起。這不是我有意為之的，本意是向大家簡單演示電路中的電流現象，因此看到實驗“失敗”后，我反復調整電源、燈泡，可是沒有任何反應。想要按照原計劃進行實驗是不可能了，再調整的話又浪費時間，我靈機一動，借失敗現象給大家講講“故障排除”。我問學生：同學們看，經過老師反復調整，電路中沒有電流形成，這說明電路是“斷著的”，我們該如何排除故障？這時候有同學反映可能是電源沒電了，還有同學們提出可能是燈泡壞了。我聽取學生的意見分別更換了電源和燈泡，結果更換之后燈泡還是不亮。此時的課堂氛圍已經非常濃郁了，大家紛紛獻計獻策。有一位同學終于發現了“隱秘之處”，提出可能是導線有問題。我開始向大家展示逐根更換導線，最終檢查出原來是開關與燈泡之間的導線故障導致燈泡不亮。

任何實驗都不是能百分之百成功的，故障在所難免，排除故障也是一項重要的實驗技能。教師不僅要教會學生實驗“應該”是什么樣，更要教會學生“為什么”是這樣，也就是出現問題、解決問題。

三、積極挖掘，升華態度

（一）如實記錄，實事求是

實驗是物理學科的基礎，我們所有的大部分物理知識都是由歷代物理學家通過實驗總結而出的，物理實驗的精神講求一個“真”字。尊重數據、實事求是應該是每一個實驗者的基本素質。

在八年級下冊的第十一章有這樣一個實驗，驗證重力勢能與動能的轉化。我們設計的實驗是驗證重力勢能轉化為動能，具體操作是將小物塊與紙條相連接，紙條穿過打點計時器，讓物塊自由下落，測出物塊下落的高度h和落地的瞬間速度v，驗證mgh=mv2/2是否成立。下落高度是預先量好的，物體下落的瞬間速度用該區間的平均速度代替。學生按部就班進行實驗，實驗過程中比較順利。但是在處理數據時，有幾位同學的數據出現了問題，實驗結論沒有成立，動能與重力勢能相差了有一倍之多。因此我用他們的實驗器材重新做了一遍實驗之后，發現數據仍然與結論不符。這時我下意識地檢查器材，發現了實驗室配給的紙條與打點計時器不匹配，使紙條與計時器之間產生了較大摩擦力，導致了重力勢能的流失。我突然認識到，其他學生的數據很有可能也有這種情況，但是為了“迎合”結論而改造了數據。實驗結束后，我當眾表揚了幾位如實記錄實驗數據的幾位同學，并滲透給大家實驗要求真求實的思想。

實驗數據是了解規律的第一手資料，保持數據的原貌堪比“保護現場”。實事求是也是一種必要的科學態度。

（二）反復試驗，磨練意志

在物理中還有一種就是制作型實驗，要求學生組裝一些物理小模型。平時學生動手機會較少，在制作時出現失誤在所難免，作為教師要鼓勵學生反復實驗，培養他們永不言棄的實驗品質。

例如在九年級第二十章有一個制作電磁鐵的實驗。實驗材料非常簡單，只需一根鐵釘、一卷漆包線和一個電源即可。但是在實驗室，我的要求高了一些，要求學生把電磁鐵裝在相應的實驗盒里，并且理清線路。在實驗過程中，有幾位同學遲遲安裝不上，顯得有一些焦急。在多數學生完成安裝后，我開始鼓勵他們：別著急，試試換另一種接線方式看看？鐵釘纏繞的長度可不可以再調整一下呢？學生遵照我的建議進行嘗試，期間我還為他們更換了難用的實驗器材。最終令人欣慰的是，學生反復進行嘗試，終于安裝成功。實驗失敗的客觀原因固然存在，但是不懼失敗、堅持努力的精神卻是非常寶貴的。

做科學的過程也是不斷嘗試、不斷失敗、不斷改進的過程。方法可以改進，器材可以維修，但是攻克實驗的意志是需要不斷磨練、逐漸積累的。

以上是筆者對失敗實驗的幾項應用，希望對教育同行們有所啟發。失敗實驗作為一種物理資源，同樣具有教學意義，也是初中物理課堂的一筆寶貴財富。

[1]顧厚根，朱鐵成.失敗物理實驗在中學物理教學中的運用[J].物理教學探討，2012，30(3):6-8.

[2]孫留橋.初中物理實驗失敗歸因分析及對策[J].物理教學，2012(11):34-36.

[3]徐浩.初中物理實驗教學現狀分析及對策研究[J].中學物理:初中版，2015，33(11):84-85.