失敗的實驗也精彩

劉元生

摘 要：從教近20年，深深懂得實驗是研究物理問題的基本方法，沒有實驗的物理課堂是空洞無趣的，雖然大多實驗是成功的，但也有許多失敗經(jīng)歷，給我印象最深的是一次研究大氣壓強(qiáng)的“覆杯實驗”，它讓我體會到了失敗的實驗也精彩。

關(guān)鍵詞：探究；實驗；解決問題

在觀察實驗現(xiàn)象時，善于根據(jù)觀察的目的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象的特征，這是有意觀察，然而不是所有的學(xué)生都會有意觀察。測試表明，經(jīng)過一段時間培訓(xùn)的學(xué)生中能夠有意觀察實驗現(xiàn)象的約占30%～50%。許多學(xué)生僅僅是看熱鬧。要在演示實驗和分組實驗中注意引導(dǎo)學(xué)生掌握有意觀察，并養(yǎng)成綜合分析觀察習(xí)慣。每次觀察實驗現(xiàn)象均要求學(xué)生說出看到了什么，說明什么，引導(dǎo)學(xué)生逐步養(yǎng)成有意觀察的習(xí)慣。同時又要引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象的全過程，不僅看結(jié)果，還要注意觀察現(xiàn)象，觀察實驗過程，注意現(xiàn)象出現(xiàn)的條件，邊看邊想，養(yǎng)成綜合分析的觀察習(xí)慣。

但實驗過程中，不能保證所有的實驗都能成功，雖然課前經(jīng)過調(diào)試、演練。

就大氣壓強(qiáng)演示實驗中，我安排了一個“覆杯實驗”，如下圖將硬紙片平放在空平口玻璃杯口，用手按住，并倒置過來（提醒學(xué)生注意觀察），放手后，看到什么現(xiàn)象（硬紙片掉下）？再將玻璃杯裝滿水，仍用硬紙片蓋住玻璃杯口，用手按住，并倒置過來（暫不放手），問：如果放手，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？先請同學(xué)們猜一猜）。放手后，看到什么現(xiàn)象？若實驗成功現(xiàn)象應(yīng)是硬紙片沒有掉下來，硬紙片托起杯中水的實驗。但實驗結(jié)果是整杯水隨硬紙片的掉落頃刻間濺了一地，也濺了我一身（失敗原因暫不告訴）。

當(dāng)時，課堂的“活躍”氣氛，可想而知，我并沒有點明實驗是失敗的，也沒有發(fā)火制止學(xué)生的喧囂，而是采取了冷處理，靜靜看著學(xué)生哄笑，學(xué)生原想看我笑話見我沒反應(yīng)，很快停止了喧囂，我沒有指責(zé)學(xué)生，也沒有解釋什么，而是拿著玻璃杯再次倒?jié)M水，此時教室靜得僅能聽到我向杯子倒水的聲音，杯子水滿后我再次拿起硬紙片并沿杯口慢慢切入蓋住杯口，然后將玻璃杯再次倒置，并快速松開托住硬紙片的右手，這次硬紙片托起了整杯水。

學(xué)生都瞪大了眼睛看著這一切。我不能想象所有學(xué)生因為什么這樣靜地聽課，也不能想象每個學(xué)生此時的心情。

我掃了一眼學(xué)生，開始了我一連串的問題：“三次實驗中前兩次硬紙片都掉在了地上，為什么最后一次硬紙片沒有掉落？是什么力量讓硬紙片托起整杯水？第二次和第三次實驗都倒上水為什么實驗結(jié)果不一樣？兩次實驗有什么差別？

學(xué)生帶著各自不同的疑問心情，認(rèn)真觀察了第三次實驗，但對第二次實驗觀察并不認(rèn)真，所以對后面的問題能回答的只占少數(shù)。反客為主的我及時教育學(xué)生物理實驗不僅僅要觀察現(xiàn)象，更重要的是找出存在的差距，在細(xì)小差距中找到問題的關(guān)鍵。

然后，我讓細(xì)心觀察的學(xué)生回答原因，急于想知道答案的學(xué)生聽起來更加認(rèn)真，原來第二次實驗因為在我蓋硬紙片時混入了空氣，這點小小的空氣讓實驗失敗的，學(xué)生聽了再聯(lián)想實驗，加深了大氣壓強(qiáng)的認(rèn)識，這節(jié)課學(xué)生學(xué)得特別認(rèn)真，檢測效果也特別好，更重要的是以后我或?qū)W生在操作實驗時都能認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，能比較冷靜地分析實驗中出現(xiàn)的狀況，找出問題關(guān)鍵，總結(jié)實驗結(jié)論也就比較準(zhǔn)確了。

課后，我想如果當(dāng)時我采取不理智的做法，制止學(xué)生的喧囂，宣布實驗是失敗的，學(xué)生還會像這節(jié)課一樣觸動這樣大嗎？學(xué)生掌握的程度會像本節(jié)課一樣好嗎？

在中學(xué)物理教材中，有物理量測量實驗：如重力的測量、密度的測量、電阻的測量等。在這類實驗中，由于實驗器材的操作規(guī)范、讀數(shù)等會導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題。有規(guī)律的探究實驗：如探究影響摩擦力相關(guān)因素、探究影響浮力大小的因素等。在這類實驗中，學(xué)生可能由于實驗中沒有控制變量，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象出現(xiàn)偏差。有驗證性實驗：如驗證大氣壓強(qiáng)存在實驗、驗證分子間存在引力等。在這類實驗中，由于對實驗操作細(xì)節(jié)要求較高，實驗失敗幾率較大。所以無論是哪類實驗，也無論是演示實驗還是分組實驗，老師和學(xué)生都會出現(xiàn)一些問題，在這些情況出現(xiàn)的時候，作為老師應(yīng)以一個正確的心態(tài)來對待，決不能含糊其辭，蒙混過關(guān)，應(yīng)當(dāng)與學(xué)生共同分析解決問題，并在解決問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、綜合分析能力、想象能力和實驗動手能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。

本著這一目的，在處理大氣壓強(qiáng)的演示實驗中，一次失敗的實驗讓學(xué)生學(xué)到，實驗不僅僅是單純的觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論，更是探究知識的過程，讓學(xué)生真正地認(rèn)識到，探究科學(xué)真理的過程從來不是一帆風(fēng)順的，學(xué)生從失敗中尋找到失敗的原因，比成功的實驗更能夠啟迪和開發(fā)他們的智慧。因此，失敗的實驗把握和處理好了也會更加精彩。