當物理實驗結果與書上結論有差異時，怎么辦？

劉慶華

【摘要】當我們在物理課題實驗中，出現實驗結果與書上結論有差異時，我們應該及時引導學生去尋找“差異”存在的原因，鼓勵學生大膽地提出自己的猜想和想法，并設計實驗去探究，教師要利用好“差異”，及時發現生成性教學資源，這樣有利于學生核心素養的提高，也有利于教師自身專業素質的提高。

【關鍵詞】物理;實驗探究;課堂教學;核心素養

要實施素質教育、創新教育以及新課程改革教學，物理實驗教學發揮著極其重要的作用。在物理實驗教學過程中無論是教師課堂演示還是學生實驗，在實際的物理實驗過程中由于實驗過程的偶然性、特殊性，還有受當時當地環境的影響，以及實驗器材和設備的限制，有的時候實驗結果會與書上的結論有些差異。例如，在人教版九年級物理全一冊教材的第十六章第一節《電壓》中有個用電壓表測量電壓的實驗，實驗電路圖如圖1所示，實驗過程和書上結論如圖2所示。

在我們課堂實驗的時候，實際上電壓表的兩次示數是不相等的。我們做的一次實驗是小燈泡兩端是2V，而將電壓表接在電源兩端電壓為3V，這已經不是誤差范圍內能接受的結果了。是實驗錯誤還是書上結論有誤？書上的結論是經過了多少專家驗證的，應該是沒問題，但是我們的實驗操作也看不出有什么問題啊，這個時候該怎么辦，是設法搪塞學生或者回避問題，還是強行要求學生記下書上的這個結論呢？

一、引導學生尋找“差異”的原因

當實驗結果與書上的結論有差異時，會對學生造成認知沖突的失衡。這個時候我們應該及時引導學生從真實數據中發現問題，培養學生尊重客觀事實，敢于質疑、勤于思考、嚴謹認真的科學態度。找出產生差異的原因，可以培養學生實事求是、嚴謹認真、善于觀察、自主探究的科學素質。

由于初中生的知識有限，在初中物理學習中為了突出某些主要因素，排除其他次要的，往往會簡化問題，以便于學生更好的理解。對于剛接觸電學的初中生，為了簡化問題，我們往往告訴學生導線是不計電阻的，但實際上導線是有電阻的，既然有電阻，那導線上會不會有電壓？通過引導，學生開始設計實驗了，分別在開關和導線兩端并聯上電壓表，結果發現電壓表的指針發生了較小的偏轉，證實了開關和導線上是有電壓的。那么這樣一來，書上的結論是不是錯誤的呢？書上的結論沒有錯，書上說“在只有一個用電器的電路中，用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓相等”。在我們的實驗中，導線、開關也有電壓，從某種意義上來說它們也是用電器，這里就不再是燈泡一個用電器了。如果用電器電阻很大時，由于導線電阻相對較小，那么開關和導線的電阻是可以忽略不計的。但是，初中生做實驗用的用電器一般都是小燈炮，由于小燈泡的電阻本身就不大，這個時候導線和開關的電阻是很難忽略的。由于導線和開關的分壓作用，因此，造成實驗結果跟書上結論不相符。如果我們能采用電阻率很小的材料做成的導線、開關，實驗結果與書上結論就會接近一些。電阻率較小的材料是銀，再好一點的就是超導體了，這個恐怕不是我們普通的初中物理實驗室能具備的了。

找到“差異”的原因后，老師還可以趁熱打鐵，進一步引導地學生看看這幾個電壓之間又有什么關系，這又為第二節《串、并聯電路中電壓的規律》的學習做鋪墊。物理實驗過程中，出現實驗結果與書上結論有差異，這是極好的教學資源，教師應及時引導學生尋找差異的成因，讓學生在真實的問題情境中進行探究，并讓“差異”回歸到課堂教學目標上，這樣不僅能培養學生的問題意識，促進其對物理知識的掌握，而且能有效地培養學生的實驗探究能力，甚至提出新的、富有創造性的實驗思路，在這個過程中課堂教學目標也達到了。

二、“差異”可成為生成性課堂資源

課堂上，學生一個突發的念頭、一句無心的話、一個錯誤的理解都能成為生成性課堂資源。開發這種生成性課程資源，往往最切合學生認識的“最近發展區”，讓學生在一個較高的認知平臺上，“跳一跳”就能獲得較大的發展。

就拿電壓表測量電壓的這個實驗來說，在學生找到了“差異”形成的原因后，有同學提出既然“差異”是由實驗器材引起的，是由于開關和導線的分壓作用造成的，那就保留開關和導線，只將電壓表替換小燈泡，這樣測出來的結果，兩次的數據是否相等呢？學生立馬又開始設計實驗，動手操作起來，結果保留開關和導線跟直接用電壓表測出的結果是一樣的，還是跟接在小燈泡兩端的電壓數據有差異。為什么看似已經排除了開關和導線的影響，數據還是有差異？老師引導學生去查找一下資料，看看電壓表是個怎樣的儀器。經過查找資料學生得知電壓表是個電阻很大的儀表。開關和導線的電阻與電壓表相比小很多，可以忽略不計，因此保留開關和導線接電壓表跟電壓表直接接在電源兩端測出的數據是一樣的。

在教學過程中，教師應當鼓勵學生大膽討論、相互質疑，在學生的活動中就能及時發現生成性課堂資源，從中尋找到學生最愿意解決的、更貼近學生實際的教學切入點，達到調動學生的主動性、積極性，實現高效的課堂。

三、“差異”有助于提高教師自身專業素質

“差異”是一種隱性課程資源，沒有經過教師的教學設計，內容是無法預先規劃、預先設計的，是在教育教學中隨機出現的，體現為不確定性或非預測性。當實驗數據出現“差異”時，教師要因勢利導，及時地、巧妙地加以利用，教師要當好“領路人”角色，多與學生交流，鼓勵其對這些“差異”現象進行探討，敢于提出自己的想法，這樣不但提供學生主動思考、表達的機會，還有利于學生創新思維的建立。就拿電壓表測量電壓的這個實驗來說，當實驗數據與書上結論有差異時，老師并不是慌亂地搪塞學生，說實際的實驗總是會存在一定的差異的，或者直接告訴學生實驗中出現的“差異”的原因是由開關和電阻的分壓作用引起的，而是引導學生自己去尋找差異所在。

在教學中，這樣向學生所傳遞的信息，不是通過教師在課堂上的講述直接的途經獲得的，而是自己探究，通過自主的內化系統內化成為習得經驗的過程。通過這樣的經常性的滲透影響，使學生在不經意間、自覺地以間接方式習得的內容和經驗，這些內容和經驗一經形成，常常會在相當長的一段時間內穩定存在。同時這些內容和經驗通過內化逐步表現為學生的能力、態度、意志、情感和價值觀等，有利于學生核心素養的提高。

實驗中出現的“差異”也要求我們教師自覺地在教育教學實踐中思考、分析、研究，并不斷學習新的知識和理論，進一步使教師樹立起“科研先導”的意識，提高教師的科研能力，使教師由“經驗型”向“科研型”“創新型”轉化。