让失败的实验也闪光

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摘 要：物理学科是一门基础自然学科，许多重要规律结论都是利用实验手段获得的。如何利用好实验中出现的“失败”是提升学生实验能力和素养最好的催化剂。但在很多时候，实验的失败往往得不到应有的重视，甚至当我们面对失败的实验的时候往往加以“掩饰”。其实，失败的实验也是一种难得的资源，如何科学地面对实验的失败，使它也闪光，是我们需要深刻思考的问题。

关键词：物理实验；失败；探究激情；规范操作；多角度思维；科学态度

实验是物理学习的重要手段，是获取规律和结论行之有效的手段之一。新课程背景下，学生参与实验探究的过程被大力提倡。但是在实验的过程中往往伴随着大量的失败，教师往往在学生实验的时候会规定许多实验操作的要点以规避实验的失败从而达到教学过程的“流畅”。殊不知科学探究的本身就是千曲百折的，失败的实验更是一种难得的资源，若加以好好利用，失败的实验也会熠熠生辉。爱迪生说过：“失败也是我需要的，它和成功对我一样有价值。”笔者在教学过程中对利用好失败实验的重要性愈来愈有深刻的体会。

1.利用失败的实验，激发学生的探究激情和对自我价值的肯定

物理教学中许多实验由于条件有限往往由教师演示。教师的演示往往以“非常完美的成功”结束，一旦教师演示实验失败，学生可以说是“炸开了锅”。此时如果能让学生参与探讨甚至替代教师进行实验，往往更能激发学生的学习兴趣，毕竟能完成“连老师也失败的实验”可是不简单的。

记得自己刚刚从教那段时间，由于经验不足，通常在进行演示实验之前要反复练习多遍才敢进教室。百密难免一疏，上物质的构成这一课时，证明分子间存在引力需要将两个铅块相互挤压在一起。该实验的要点是将两块铅块表面刮平，让尽可能多分子进入分子力程内以达到两块铅块难以分开的效果。但是该堂课之前我忘了将铅块表面刮平而且未将刮刀带入教室，做演示实验的时候我还以为铅块是刮平的。“请同学们看好，神奇的一幕就要发生啦！”当我松手的时候，“扑通”一声，下面那块铅块掉在了桌上。“哈哈哈……”下面沸腾了，“老师实验失败啦！”有学生喊了出来。我一看，铅块压根没刮平，“这回糗大了。”我暗暗叫苦，但想到他们上一节美术课正在做陶泥用到的橡皮泥，我心里有了主意。我一面让一个学生去拿刮刀，一面引导学生用两块橡皮泥挤压证明分子间的引力。当刮刀拿来将铅块刮平后，我让一个力量较小的学生和一个力量较大的学生演示该实验，结果力量大的学生获得成功。我再引导学生讨论为什么橡皮泥和铅块两种物质做该实验时为什么难易程度有这么大的差异，很多学生积极参与讨论，气氛非常热烈。最后大家通过讨论统一了认识，由于橡皮泥容易变形，略加挤压就有大量分子进入相互作用力的范围。而铅块难以挤压，所以该实验难以成功的主要原因是难以让大量分子进入相互作用的范围内，所以必须刮平铅块并用比较大的力挤压。学生在明白原因之后对刚才实验的失败也理解了，“那老师，为什么不用橡皮泥做实验呢？”“实验太容易成功的话对你们就不惊奇了！”“也对哦，看来这书本安排还是有深意的啊！”学生还在若有所思的边点头边自言自语。

2.利用失败的实验，让学生体会规范操作的重要性，有助于学生的知识掌握

实验的失败是由许多原因造成的，操作不规范、实验条件控制不当是最主要的原因。教师在实验的时候往往会有一系列的强调，但是这些强调只能让学生获得短暂记忆，时间一长就会忘记。物理实验中要用到玻璃仪器，如量筒和酒精灯。在研究物态变化的时候，通常要用到酒精灯，虽然教师会强调熄灭时候不能吹，有的学生依然会忘记。有一次有个学生吹得太猛 ，引起了瓶内酒精的燃烧，及时用沙子盖灭后同学们还是惊魂未定。

实验的失败并不可怕，如果能找到实验失败的原因并加以改进，对知识的掌握程度可以更加深刻。笔者进行过一个小对比，在初三电学“欧姆定律”中研究电流与电阻的关系的时候，需要控制不同电阻两端的电压相同，但是更换电阻后不同电阻两端的电压可调节范围会发生变化，所以控制的电压必须取不同电阻都可调到的公共范围内，否则实验控制的条件就无法满足，将导致实验失败。笔者在一个班中固定好需要控制电压的范围，而在另外一个平行班中没有规定控制电压的范围。结果前一个班课堂教学非常流畅，实验结论也很快得出。另外一个班由于没有规定电压，所以有很多同学出现更换电阻后无论怎样调节变阻器电压也无法调节到先前电阻控制的电压。这时很多学生束手无策，经教师提醒，将控制电压调节重新做实验后，部分学生获得了成功。部分学生控制电压比第一次偏离更远，经过两次失败的实验后，才将电压控制在三个电阻都能调节到的范围内。虽然从教学进度来讲，后一个班落后了很多，但是在后面教学涉及串联电路的分压特点这类题型的时候，经历失败实验的班级的整体掌握程度要远高于前一个班。

3.利用失败的实验，培养学生多角度的思维和动手能力

实验失败的原因是多种多样的，在致力于探讨实验失败的原因的时候可以迸发很多原本想不到的因素，学生的发散性、多角度思维能力、实际操作能力和纠错能力都将获得非常大提升。初三的电路实验每次都需要连接不同的电路，而每次在连接电路的时候总有学生在连接好电路后，电路不能正常的工作，学生往往是举手向老师“求救”，而教师出于不影响教学进度充当“电工”的角色。长此以往，学生对于故障电路的处理能力无法提升，对于常见电路故障以及处理方式也不能很好掌握，导致很多课堂上进行的学生实验无法完成，而实验无法及时完成只能对实验结论强行记忆，导致知识运用时候比较“生硬”。鉴于此，笔者特别安排了以各种故障电路为专题的实验课，实验故障涉及各方面。在教师没有说明课堂主题的情况下，学生接完电路后发现全班没有哪组的小灯泡都能工作的，学生立刻意识到教师在“捉弄”他们。在说明课堂的主题就是电路故障的处理的时候学生纷纷觉得很有必要，因为几乎每个同学都遇到过电路故障自身无法处理的情况。学生首先进行了许多的猜想，然后每组利用电表进行检测，最后进行汇报式的汇总。利用实物投影再现各组的检测过程，通过各组学生总结，将常见的各种故障现象和检测方法归纳，最后不同组别之间随机交换检测新的电路故障原因。虽然用去两到三个课时的时间，但在以后电学实验中很少再有学生因电路故障而要求教师去处理的，而且在实验操作考查过程中学生也没有再经过专门的针对性练习就能轻松地通过。可见，在实验失败原因的探究的过程中，学生会发现其原因是多种多样的，其多角度思考问题的能力也能得到较大的提升，利用各种器材检测故障的过程中，实验仪器的操作能力也能得到非常好的锻炼。

4.利用失败的实验，培养学生实事求是的科学态度和坚忍不拔的毅力

科学探究的过程并不是一帆风顺的，许多科学家经历了无数次的失败才获得成功。对于中学生来讲，体验实验的失败过程也非常有必要。一来可以培养实事求是的科学态度，二来在可以在历次失败到成功的过程中培养学生严谨的作风和坚忍不拔的毅力。歌德说过：“流水在碰到抵触的地方，才把它的活力解放。”学生只有在不断的失败中获得成功，才能经历挫折，越挫越勇，体会辛勤付出的艰辛和收获的幸福和不易。

“失败只是成功的奠基石。”经历失败后的成功，才是非常有意义的，因为成功不仅仅是结果，也包括获取成功过程中的体验。或许我们就把这种体验称之为“经验”，教师在教学过程中应该及时利用好这些“失败”的实验，培养学生的各种能力，使学生在不断的挫折中获取更为贴近自己的知识。

（作者单位：江苏省张家港市常青藤实验中学）