張挺軍

摘 要： 實(shí)驗(yàn)失敗是常有現(xiàn)象。在很多時(shí)候，實(shí)驗(yàn)的失敗往往得不到應(yīng)有重視，甚至當(dāng)我們面對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗的時(shí)候會(huì)加以“掩飾”。其實(shí)，失敗的實(shí)驗(yàn)也是一種難得的資源，從失敗實(shí)驗(yàn)中可以挖掘出很多閃光點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 物理教學(xué) 失敗實(shí)驗(yàn) 價(jià)值

一次聽新教師上“互感和自感”這堂課，在進(jìn)行書上演示實(shí)驗(yàn)“斷電自感”時(shí)，教師對(duì)全班學(xué)生說：“見證奇跡的時(shí)刻到了?！比欢鴮?shí)驗(yàn)沒有成功，全班哄堂大笑。于是教師在慌亂中又進(jìn)行了第二次實(shí)驗(yàn)，但是仍然沒有成功，于是他選擇了一種最糟糕的方式——現(xiàn)場(chǎng)告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這一方式使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析顯得蒼白無力。由此我想到了自己在上課時(shí)遭遇實(shí)驗(yàn)失敗的情景，并由此引發(fā)了一些思考。

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)已成為物理教學(xué)不可分割的部分。在實(shí)驗(yàn)過程中往往會(huì)因主客觀因素的影響，實(shí)驗(yàn)不能成功進(jìn)行。這時(shí)教師該怎么辦呢？其實(shí)失敗的實(shí)驗(yàn)也是一種非常難得的資源，而且這種資源若能加以科學(xué)開發(fā)與利用，則往往其效果與成功的實(shí)驗(yàn)相同，甚至是成功的實(shí)驗(yàn)所達(dá)不到的。那么，我們究竟可以從失敗的實(shí)驗(yàn)中挖掘出哪些價(jià)值呢？

一、用失敗實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生探究激情，提高學(xué)習(xí)興趣

物理教學(xué)中教師的演示實(shí)驗(yàn)往往由教師操作并以“非常完美的成功”結(jié)束，學(xué)生常常只是個(gè)觀眾，在旁邊看看熱鬧。而一旦教師演示實(shí)驗(yàn)失敗，學(xué)生可以說是“炸開了鍋”。此時(shí)如果能讓學(xué)生參與探討甚至替代教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則往往更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，畢竟能完成“連老師也失敗的實(shí)驗(yàn)”可是不簡(jiǎn)單的。

案例1：一堂“電容器、電容”公開課上，在進(jìn)行電容器火花放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師在進(jìn)行了正常操作之后，卻得不到火花放電的現(xiàn)象。此時(shí)，學(xué)生一陣騷動(dòng)，聽課老師都為此捏了把汗。這本來是一個(gè)非常容易成功的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于本堂課的教學(xué)也非常關(guān)鍵。如果此時(shí)授課教師重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則要做成功并不困難，但他展現(xiàn)了非常高的教學(xué)智慧。他將問題拋給了學(xué)生，學(xué)生的熱情頓時(shí)極其高漲。開始從各個(gè)角度分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因，有的學(xué)生認(rèn)為電容器可能漏電了，有的學(xué)生認(rèn)為可能充的電量不夠多，有的學(xué)生認(rèn)為可能是電容器壞了，還有學(xué)生認(rèn)為可能空氣太潮濕……學(xué)生不僅開始使用剛學(xué)過的知識(shí)分析問題，而且開始翻看后面的知識(shí)，嘗試從還沒有學(xué)到的內(nèi)容中尋找答案。教師將重新實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)交給了學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)自己的分析上臺(tái)演示給其他學(xué)生看。在大家的共同努力下，實(shí)驗(yàn)取得了成功。

二、面對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗要實(shí)事求是，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，任何疏忽大意都?huì)造成失誤。在研究科學(xué)的道路上，這種失誤往往隨處可見，而堅(jiān)持不懈地探究真相，追求真理，才是正確的科學(xué)態(tài)度。

案例2：我在做“決定電容器電容大小因素”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)增大兩板間距，發(fā)現(xiàn)靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)并沒有如預(yù)期那樣變大。面對(duì)失敗的現(xiàn)實(shí)，我坦誠(chéng)地向?qū)W生解釋此實(shí)驗(yàn)必須在干燥的環(huán)境中進(jìn)行，問題就出在這里。盡管實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備很充分，金屬板都烘烤過，經(jīng)自己反復(fù)預(yù)演實(shí)驗(yàn)都是成功的。但上課時(shí)為節(jié)省時(shí)間沒有烘烤，結(jié)果實(shí)驗(yàn)失敗了。我如實(shí)地向?qū)W生說明自己粗心不慎造成實(shí)驗(yàn)失敗的后果，教育學(xué)生要吸取教訓(xùn)，“前事不忘后事之師”。我當(dāng)場(chǎng)重新烘烤儀器，再演示該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果顯著。通過這一次實(shí)驗(yàn)的失敗，讓學(xué)生真正體會(huì)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須“實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致”。

三、在失敗實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)、解決問題，提升探究能力

愛因斯坦說：“探索真理比占有真理更為可貴。”失敗實(shí)驗(yàn)的再探究活動(dòng)是一個(gè)充滿創(chuàng)造性思維的過程，也是一個(gè)發(fā)揮潛能、克服困難、艱辛探索、不斷實(shí)踐的過程。失敗實(shí)驗(yàn)無疑給學(xué)生提供了非常好的探究機(jī)會(huì)。

案例3：在學(xué)習(xí)“慣性現(xiàn)象”時(shí)，教師讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，將鋼筆放在小紙條上，迅速拉出小紙條，觀察看到的現(xiàn)象并解釋。為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性，教師要求學(xué)生將鋼筆和小紙條放在桌子邊緣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，部分學(xué)生不敢用力迅速拉出小紙條，結(jié)果輕輕拉動(dòng)小紙條時(shí)，鋼筆隨紙條移動(dòng)掉到地下，實(shí)驗(yàn)失敗。教師指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過程，找出沒有“迅速”拉是失敗的原因。學(xué)生通過分析發(fā)現(xiàn)了問題，原來慢慢拉時(shí)，摩擦力持續(xù)作用在鋼筆上，使鋼筆運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。而迅速拉動(dòng)時(shí)，摩擦力作用時(shí)間短，鋼筆來不及改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就保持了原來的狀態(tài)不變，這就是慣性。

四、人為巧設(shè)實(shí)驗(yàn)障礙，達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)

為了實(shí)現(xiàn)我們所期望的教育教學(xué)目標(biāo)，教師也可以在實(shí)驗(yàn)過程中人為設(shè)置一些障礙，讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)失敗的過程。

1.在失敗實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛，培養(yǎng)科學(xué)精神。

雖然教師也常常會(huì)舉一些科學(xué)家艱辛研究的例子，但在那一個(gè)個(gè)看似簡(jiǎn)單而又完美的實(shí)驗(yàn)面前顯得無比蒼白。其實(shí)，我們可以讓學(xué)生通過經(jīng)歷與物理學(xué)家相似的失敗實(shí)驗(yàn)過程，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。

案例4：奧斯特實(shí)驗(yàn)對(duì)于電磁學(xué)的發(fā)展具有非常重要的意義，我們不妨讓學(xué)生經(jīng)歷一下奧斯特失敗的過程。教師可以將導(dǎo)線和小磁針擺成通電后小磁針不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，還可以增大小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力、減小電流等，通過人為設(shè)置實(shí)驗(yàn)成功的障礙，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛，懂得對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)過程是迂回曲折的過程，領(lǐng)悟那看似簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)中包含的偉大思想。

2.在失敗實(shí)驗(yàn)中體會(huì)實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)的真諦。

在教學(xué)中我們常常會(huì)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前反復(fù)對(duì)該實(shí)驗(yàn)的步驟、原理和注意事項(xiàng)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，尤其注意事項(xiàng)更是說了又說，就怕學(xué)生犯這些錯(cuò)誤。其實(shí)我們不妨也嘗試著讓學(xué)生通過實(shí)踐去發(fā)現(xiàn)，在失敗中感悟這些細(xì)節(jié)，效果會(huì)比我們反復(fù)說幾遍更好。

案例5：在實(shí)驗(yàn)“探究功與速度變化的關(guān)系”中，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)體會(huì)“橡皮筋要同一規(guī)格，要拉長(zhǎng)到同一長(zhǎng)度，要平衡摩擦力，橡皮筋要平行于木板”等細(xì)節(jié)。過程中會(huì)經(jīng)歷一些失敗，但這種體會(huì)一定比教師講很多遍深刻得多。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的各種體驗(yàn)，不管是成功的還是失敗的，都是可貴的。失敗實(shí)驗(yàn)本身就是一種很好的教學(xué)資源，它為學(xué)生提供了探究活動(dòng)的素材，探究失敗原因過程中的收獲遠(yuǎn)比輕易贏得的成功要多得多。正如馬克思所說：在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏艱險(xiǎn)沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)。