请注意物理实验中的“节外生枝”

请注意物理实验中的“节外生枝”

徐州市第三十一中学  张善能

   物理实验是探究物理规律的一种有效方法和途径，但在物理实验过程中，往往会出现实验现象的多元性，实验方法的多样化，实验结论的不唯一性，实验过程的不确定性，即在物理实验中会出现“节外生枝”。

一．这里会“节外生枝”

   物理实验中产生的物理实验现象，往往不是由某一种因素导致的，而是多种潜在的因素制约的，因而，我们在利用物理实验在探究某一特定的物理规律时，往往出现的现象与我们所期待的现象不一致；或附带出现一些其他的物理现象，即会“节外生枝”。

例：同名磁极相“吸引”

在研究磁极间相互作用规律的实验中，用条形磁铁的北极去靠近小磁针的北极时，正常的实验现象是相互排斥，但有时会出现象吸引的情况，究其原因是因为条形磁铁的磁性较强，小磁针瞬间被磁化，从而会出现同名磁极相互吸引的情况。

例：短蜡烛先熄灭

如图1在观察哪一只蜡烛先熄灭时，正常的情况是长蜡烛由于先缺氧而先熄灭，但是，在实验中有时会出现短蜡烛先熄灭。原因之一是因为玻璃罩太高，燃烧时生成的热的二氧化碳等废气，上升到玻璃罩顶端降温，由于对流作用，密度较大的二氧化碳等废气沿着玻璃罩壁下降，从而，使短蜡烛先缺氧而熄灭。

例：水沸腾时的温度低于沸腾前

在研究水沸腾的实验中，正常情况是水沸腾时的温度高于沸腾前的温度，但是，有时候会出现沸腾前的温度略高于沸腾时的温度。这是由于沸腾前水中温度计附近含有许多气体，这些气体的温度高于水的沸点。从而导致沸腾前的温度略高于沸腾时的温度。

二．这里需要“节外生枝”

在物理实验中，在我们完成既定的探究目标后，应该根据实验中出现的一些其他现象加以探究、发挥，这样可以让学生发现新的物理规律，获得更多的知识和能力。另外，在物理实验中，可能会出现一些故障，或由于实验条件的限制导致实验不能正常进行，这时，我们应该另辟行径，完成实验。即需要“节外生枝”。

   这里“节外生枝”可以发现新规律

  例：在摩擦起电的实验中，同学们用摩擦过的橡胶棒去靠近纸屑时，现象是纸屑被橡胶棒吸起，但是，也会出现纸屑被弹开的现象。这时我们应该抓住这一现象加以研究，让学生去探索新的规律。

这里“节外生枝”可以培养创造精神

例：在用“伏安法”测电阻的实验中，如果在实验中电压表或电流表损坏，这时可以让学生发挥想象，利用现有的器材组合完成实验。如图2：利用电流表串联一个定值电阻充当电压表，电压表并联一个定值电阻充当电流表。

三．这里避免“节外生枝”

    物理实验中，影响实验结论的因素很多，我们为了探究出物理规律，应该抓住主要现象，剔除或避免干扰因素。另外，在实验中由于实验条件的限制或由于操作的失误，可能会出现一些意外情况，从而导致实验不能正常进行。这时我们应该避免“节外生枝”。

   这里避免“节外生枝”可以提高实验的成功率

   例：在观察冰熔化的实验中，在冰熔化过程中温度应该是不变的，但是，在实际操作中经常会出现熔化过程中温度升高。究其原因是冰块间缝隙较大，或受热不均匀。所以，应该把冰块捣碎，并用水浴加热的方式缓慢加热。从而，可以避免这种现象发生。

   这里避免“节外生枝”可以保证师生的安全

   例：如图3在研究水的沸点与气压的关系时，我们用注射器充气和抽气的方法改变气压。但是，在充气的时候很容易使玻璃瓶爆炸引起伤害。因而，这里应该避免节外生枝。

总之，物理实验是一项综合性的探究过程，需要兼顾的问题很多，我们应该根据学生的认知规律，关注、利用、或避免实验中的“节外生枝”现象。