摘 要: 实验失败是常有现象。在很多时候,实验的失败往往得不到应有重视,甚至当我们面对实验失败的时候会加以“掩饰”。其实,失败的实验也是一种难得的资源,从失败实验中可以挖掘出很多闪光点。
关键词: 物理教学 失败实验 价值
一次听新教师上“互感和自感”这堂课,在进行书上演示实验“断电自感”时,教师对全班学生说:“见证奇迹的时刻到了。”然而实验没有成功,全班哄堂大笑。于是教师在慌乱中又进行了第二次实验,但是仍然没有成功,于是他选择了一种最糟糕的方式――现场告诉学生实验的结果。这一方式使得实验现象的分析显得苍白无力。由此我想到了自己在上课时遭遇实验失败的情景,并由此引发了一些思考。
物理是一门以实验为基础的学科,实验已成为物理教学不可分割的部分。在实验过程中往往会因主客观因素的影响,实验不能成功进行。这时教师该怎么办呢?其实失败的实验也是一种非常难得的资源,而且这种资源若能加以科学开发与利用,则往往其效果与成功的实验相同,甚至是成功的实验所达不到的。那么,我们究竟可以从失败的实验中挖掘出哪些价值呢?
一、用失败实验激发学生探究激情,提高学习兴趣
物理教学中教师的演示实验往往由教师操作并以“非常完美的成功”结束,学生常常只是个观众,在旁边看看热闹。而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,则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。
案例1:一堂“电容器、电容”公开课上,在进行电容器火花放电实验时,教师在进行了正常操作之后,却得不到火花放电的现象。此时,学生一阵骚动,听课老师都为此捏了把汗。这本来是一个非常容易成功的实验,对于本堂课的教学也非常关键。如果此时授课教师重新进行实验,则要做成功并不困难,但他展现了非常高的教学智慧。他将问题抛给了学生,学生的热情顿时极其高涨。开始从各个角度分析实验失败的原因,有的学生认为电容器可能漏电了,有的学生认为可能充的电量不够多,有的学生认为可能是电容器坏了,还有学生认为可能空气太潮湿……学生不仅开始使用刚学过的知识分析问题,而且开始翻看后面的知识,尝试从还没有学到的内容中寻找答案。教师将重新实验的机会交给了学生,让学生根据自己的分析上台演示给其他学生看。在大家的共同努力下,实验取得了成功。
二、面对实验失败要实事求是,培养严谨的科学态度
科学是严谨的,任何疏忽大意都会造成失误。在研究科学的道路上,这种失误往往随处可见,而坚持不懈地探究真相,追求真理,才是正确的科学态度。
案例2:我在做“决定电容器电容大小因素”这一实验时,当增大两板间距,发现静电计指针偏转并没有如预期那样变大。面对失败的现实,我坦诚地向学生解释此实验必须在干燥的环境中进行,问题就出在这里。尽管实验前准备很充分,金属板都烘烤过,经自己反复预演实验都是成功的。但上课时为节省时间没有烘烤,结果实验失败了。我如实地向学生说明自己粗心不慎造成实验失败的后果,教育学生要吸取教训,“前事不忘后事之师”。我当场重新烘烤仪器,再演示该实验,实验效果显著。通过这一次实验的失败,让学生真正体会到科学实验必须“实事求是、严谨细致”。
三、在失败实验中发现、解决问题,提升探究能力
爱因斯坦说:“探索真理比占有真理更为可贵。”失败实验的再探究活动是一个充满创造性思维的过程,也是一个发挥潜能、克服困难、艰辛探索、不断实践的过程。失败实验无疑给学生提供了非常好的探究机会。
案例3:在学习“惯性现象”时,教师让学生动手实验,将钢笔放在小纸条上,迅速拉出小纸条,观察看到的现象并解释。为了增强实验的趣味性,教师要求学生将钢笔和小纸条放在桌子边缘。实验时,部分学生不敢用力迅速拉出小纸条,结果轻轻拉动小纸条时,钢笔随纸条移动掉到地下,实验失败。教师指导学生分析实验过程,找出没有“迅速”拉是失败的原因。学生通过分析发现了问题,原来慢慢拉时,摩擦力持续作用在钢笔上,使钢笔运动状态发生改变。而迅速拉动时,摩擦力作用时间短,钢笔来不及改变运动状态,就保持了原来的状态不变,这就是惯性。
四、人为巧设实验障碍,达到预设目标
为了实现我们所期望的教育教学目标,教师也可以在实验过程中人为设置一些障碍,让学生经历实验失败的过程。
1.在失败实验中体验科学探究的艰辛,培养科学精神。
虽然教师也常常会举一些科学家艰辛研究的例子,但在那一个个看似简单而又完美的实验面前显得无比苍白。其实,我们可以让学生通过经历与物理学家相似的失败实验过程,领悟科学的思想和精神。
案例4:奥斯特实验对于电磁学的发展具有非常重要的意义,我们不妨让学生经历一下奥斯特失败的过程。教师可以将导线和小磁针摆成通电后小磁针不会转动的方向,还可以增大小磁针转动的阻力、减小电流等,通过人为设置实验成功的障碍,让学生体验科学探究的艰辛,懂得对自然规律的认识过程是迂回曲折的过程,领悟那看似简单的实验中包含的伟大思想。
2.在失败实验中体会实验的细节,领悟实验的真谛。
在教学中我们常常会在学生实验前反复对该实验的步骤、原理和注意事项进行强调,尤其注意事项更是说了又说,就怕学生犯这些错误。其实我们不妨也尝试着让学生通过实践去发现,在失败中感悟这些细节,效果会比我们反复说几遍更好。
案例5:在实验“探究功与速度变化的关系”中,让学生通过实验体会“橡皮筋要同一规格,要拉长到同一长度,要平衡摩擦力,橡皮筋要平行于木板”等细节。过程中会经历一些失败,但这种体会一定比教师讲很多遍深刻得多。
学生在实验过程中的各种体验,不管是成功的还是失败的,都是可贵的。失败实验本身就是一种很好的教学资源,它为学生提供了探究活动的素材,探究失败原因过程中的收获远比轻易赢得的成功要多得多。正如马克思所说:在科学上没有平坦的大道,只有不畏艰险沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。
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