淺談初中物理教學中實驗失敗之再思考

上海市奉賢區(qū)弘文學校 張嬋燕

物理是一門實驗學科，無論是演示實驗還是學生實驗，不僅能讓物理概念和規(guī)律直觀易理解，更能激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的觀察、動手和分析等各方面能力。但在課堂中常會發(fā)生這樣的情況：預設的實驗結果并沒有發(fā)生，教師為了讓課繼續(xù)下去，往往把失敗歸結于“儀器不精準”“實驗現(xiàn)象不明顯”“實驗誤差允許的范圍內(nèi)”等，強行讓學生接受，長此以往學生會失去對物理實驗的信任與興趣。筆者認為，當失敗發(fā)生時，教師不必糾結于如何尋找托辭，而應思考：如何處理好失敗，讓下一次實驗成功；如何利用好失?。蝗绾蝿?chuàng)設失敗，讓學生的思考更獨立、更深入一些。

一、尋找失敗原因，精心備好實驗

學習《溫度》，我請學生用兩個手指分別感受冷水和熱水，再把手指同時放進同一杯溫水中，談手指的感覺。結果實驗失敗，學生均沒有體驗到不同的冷熱程度。面對失敗，我不禁反思：這是一個被無數(shù)老師做過無數(shù)遍的實驗，實驗本身也簡單不復雜，究竟是什么原因讓實驗失??？其實是在制作溫水的過程中，把熱水倒入冷水中，熱水居于上層，不利于冷熱水對流，學生手指感受到的是上層的熱水。

尋找實驗失敗的原因不難，失敗背后的原因才是關鍵——備課充分與否。課堂教學質量的好壞、實驗成功與否很大程度上取決于課前準備。在備課上花多少精力，在教學里就會有相應的效果。物理教師尤其要認真?zhèn)浜脤嶒灒A設實驗過程可能發(fā)生的問題，實驗中學生可能存在的疑問，這樣才能在有限的實驗時間內(nèi)，自始自終抓住學生的注意力，引導學生一步一步探究得到結論。

如學習《功率》一課，筆者設計成這樣：①用搬磚來比較做功快慢，與學生約定“比賽規(guī)則”；②預設環(huán)節(jié)讓學生自己設計實驗記錄表格，方便實驗數(shù)據(jù)的記錄，順利得到比較方法；③“功的多少”無法直接測量，在比賽前先指導學生如何計算搬一塊磚所做的功……教師的功夫在上課，上課的關鍵在備課。物理教師要舍得花時間在課前，充分備課、充分備好實驗，把忙碌的工作重心前移到課前，前瞻地預設課堂，將課堂效益最大化。

二、面對失敗事實，轉變失敗局面

實驗的價值不只在于“大獲成功”順理成章得出相應結論，有時候“失敗”的實驗反而具有更大的價值，關鍵看老師有沒有適時、合理地利用好失敗，最大程度地提升其價值。在這個時候，教師應大方承認，坦然面對，這是培養(yǎng)學生“實事求是”科學精神的好時機，也是老師和學生一起分析失敗原因、尋求解決之道的好時機。

1.轉變不可控因素下的失敗

在物理課堂中，有些實驗通過課前精心備課可以避免失敗，而有些實驗則存在著不可控因素。如在進行《測小燈泡電功率》專題復習時，為了喚起學生對該實驗的記憶，也為了讓學生觀察到移動滑片過程中的動態(tài)變化，我設計了演示實驗。課前準備時一切完好，可在實際上課過程中卻發(fā)現(xiàn)閉合電鍵，小燈不亮，電流表電壓表均無示數(shù)。雖然此實驗在本節(jié)課中并非必不可少，跳過該實驗也能將課進行下去，但既然課堂上出現(xiàn)了生成的“失敗”，做老師的就應該及時利用，和學生一起進行“故障分析”，找出原因，如此智慧應對“失敗”，才能讓課堂更精彩！

又如學習《磁體 磁場》時，學生提出疑問：同名磁極相互排斥，正好處于兩磁極中點處的磁場是如何的？問題一出，其他同學興奮不已，提出要用小磁針來做實驗。但事實上，小磁針一旦略偏向于某磁體，便被吸引過去，根本無法觀察到實驗現(xiàn)象，試了幾次都是如此，學生提出：是因為沒有找到確切的中心位置。既然學生有想法，老師就要支持，我留了實驗器材在班級，讓學生課后分小組探究，雖然這不在預設之中，但這是提高學生學習興趣好機會，理當好好把握，有思考才有發(fā)現(xiàn)，有發(fā)現(xiàn)才有進步。

2.轉變預謀性實驗下的失敗

從失敗中找原因，比成功的實驗更能啟迪和開發(fā)學生的智慧。所以有時候，我會設計一些“失敗”的實驗，讓學生自我反思、交流、討論，重新認識實驗。學生在《驗證凸透鏡成像規(guī)律》前，我先讓學生通過凸透鏡尋找窗外教學樓在光屏上的像，有學生順利找到了倒立、縮小的教學樓，歡呼雀躍地驚嘆這簡直就是一部簡易照相機；也有學生無論如何也找不到像，或者只找到半個像……學生通過互相討論，深入思考原因，主動解決問題，最終認可“三個中心在同一高度”的操作要求。

又如《探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律》時，金屬盒尚未浸入液體中，U形管壓強計的兩液面已不相平，這是怎么回事？在討論、解決過程中，學生的觀察能力、邏輯思維能力都得到發(fā)展和提高，并逐步形成科學的學習方法和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

三、利用失敗素材，提升失敗價值

很多時候我們會有這樣的誤區(qū)：編習題是專家的事，一線教師自編習題太難了。事實上，一線教師有更接地氣的素材，它們都源出于課堂實際：如之前所述《溫度》冷熱溫水的實驗，在學習“熱傳遞——對流”時，我讓學生回顧了當時“失敗”的實驗，并分析失敗原因，學生恍然大悟。

再如學《杠桿》時，為引入“力臂”概念，我用一根可彎曲的自制杠桿演示(如圖1所示)：控制力的大小和作用點不變，把OB段彎過一定角度，杠桿不能保持水平平衡，調節(jié)直至杠桿再次水平平衡，畫出兩次力的作用線，由此引入“力臂”……但在實際操作過程中，兩次力的作用線并沒有“完全重合”，當時課上只托辭“實驗誤差”便不再多做解釋……直到學完“杠桿平衡的條件”，我以此情景引入，展開了一堂“杠桿自重對杠桿平衡的影響”的習題課，由此，學生理解了“經(jīng)過支點的力對杠桿不產(chǎn)生作用效果”， 理解了“影響杠桿平衡的是力和力臂”，也理解了“在學生實驗中要選取橫桿的中點支在鐵架臺上”。我慶幸在教學過程中及時記錄了這些小失敗，利用好了這些素材，幫助學生觸類旁通、舉一反三。

如果老師經(jīng)常以這樣的“情景”出題，不僅能讓學生迅速回憶起當時的知識點，挖掘各知識點間的聯(lián)系，鞏固并提升對知識點的理解，而且充分體現(xiàn)了“物理來自生活”的本質。

愛因斯坦說，探索真理比占有真理更為可貴。失敗是成功的先導，對“失敗實驗的再探究”是一個充滿創(chuàng)造性思維的過程，也是一個不斷實踐、發(fā)揮潛能的過程，在失敗面前保持冷靜，善于分析和利用失敗，這便是寶貴的資源，是走向成功的捷徑。物理教學需要我們做有心人，相信經(jīng)過長期的積累和沉淀，學生會重拾對物理實驗的信任與興趣！