桌子傳聲實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)無論對(duì)物理規(guī)律的探索還是對(duì)學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，都起到了非常重要的作用。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)中不可缺少的一部分，也是物理教學(xué)的重要方法和手段，而且實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要的、最好的途徑。因此，實(shí)驗(yàn)必須可靠、可信、可操作。

人教版教材中有一探究固體傳聲實(shí)驗(yàn)是這樣的:讓甲同學(xué)耳朵貼在桌子上，乙同學(xué)輕敲桌子，結(jié)果甲同學(xué)可以聽到敲擊聲，從而得出固體可以傳聲的結(jié)論。在這一實(shí)驗(yàn)中，聲的傳播介質(zhì)有兩種，一種是空氣，另一種是構(gòu)成桌子的材料。而由實(shí)驗(yàn)根本無法肯定地排除聲音只是由桌子傳入人耳的，只能得出當(dāng)人耳貼在桌面上時(shí)比不貼在桌面上時(shí)所聽到的聲音大些。因此這個(gè)實(shí)驗(yàn)是不完美的，效果不好就可能讓學(xué)生半信半疑，被迫承認(rèn)，結(jié)果就是死記硬背知識(shí)，失去了探究知識(shí)、發(fā)現(xiàn)知識(shí)的作用。

完美的、成功的實(shí)驗(yàn)具備以下特點(diǎn)。

1.科學(xué)性。所謂科學(xué)性就是現(xiàn)象真實(shí)，并經(jīng)得起可靠的推理。只有具備這一特性才能令人信服。

2.成功性。就是經(jīng)過事先精心的準(zhǔn)備，試驗(yàn)后達(dá)到了預(yù)期的設(shè)想和效果。這樣才能驗(yàn)證規(guī)律、證明結(jié)論、說明問題，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.可操作性。最好的實(shí)驗(yàn)是不僅教師能夠在臺(tái)上演示，而且學(xué)生課下還可以自己完成。

4.明顯性。實(shí)驗(yàn)要能夠說明問題，必須效果明顯，這樣才具有更高的可信度。

5.唯一性。就是實(shí)驗(yàn)必須是結(jié)論的單一性，不能是多種可能性都存在，也不能模棱兩可。

書中的實(shí)驗(yàn)，由于有空氣和桌子兩種途徑傳播聲音，因此不具備唯一性的條件，很難令人信服。此外，由于實(shí)驗(yàn)時(shí)聲音是從強(qiáng)到弱，而距離是從遠(yuǎn)到近，這樣就有可能使學(xué)生懷疑其結(jié)論是否是因?yàn)榫嚯x的改變而致，所以這樣的實(shí)驗(yàn)過程經(jīng)不起推敲，當(dāng)然也是不合理的、非科學(xué)的。

為此我把桌子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下的改進(jìn)。

這一探究過程可以這樣改進(jìn):至少由3名學(xué)生來參與，并且用大一些的教師桌。實(shí)驗(yàn)過程可分兩個(gè)步驟。

1.甲站在講桌前面中間位置，乙和丙分別站在講桌兩側(cè)。先由乙敲桌子一個(gè)側(cè)面，聲音由大到小，直到甲聽不見為止，然后停止。后由丙敲桌子另一個(gè)側(cè)面，聲音由大到小，直到甲聽不見為止，然后停止。兩次都要由甲感覺聲音的大小和發(fā)聲的方位。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，一定要注意兩次敲擊桌子時(shí)，聲音由大到小，在小到甲聽不到時(shí)乙或丙本人要能聽到，另外，一定要使甲有方位不同的感覺，也就是能區(qū)別聲音是從不同的位置、不同的地點(diǎn)發(fā)出的及傳來的。

2.甲站在講桌前面中間位置，耳朵緊貼桌面，且閉上眼睛;然后由乙和丙分別輕敲桌子側(cè)面(使甲不能直接聽到敲擊聲)。在這一實(shí)驗(yàn)過程中一定要做到:一是甲離開桌面時(shí)聽不到敲擊聲，但是乙和丙還能聽到自己的敲擊聲;二是甲離開桌面時(shí)聽不到敲擊聲，但是貼到桌面時(shí)就能聽到敲擊聲。

兩種實(shí)驗(yàn)方法比較，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)具有以下特點(diǎn)。

1.桌子較大降低實(shí)驗(yàn)難度，因此較易成功。

2.甲閉上眼睛，可以避免因視覺而產(chǎn)生的思維定勢(shì)。

3.乙和丙先后兩次敲桌子，甲不僅都能通過桌面聽到，而且通過比較還能感覺到聲音都是從耳朵下面的桌面發(fā)出的，并無方位的差別。

這樣我們?cè)诟鶕?jù)實(shí)驗(yàn)推斷時(shí)，就可以由以下兩個(gè)理由來得出固體(桌子)傳聲的結(jié)論。這兩個(gè)理由如下。

1.甲直接聽不到敲擊聲，通過桌子可以聽到敲擊聲。

2.甲直接聽可分辨出乙、丙同學(xué)在不同位置的敲擊聲，而通過桌子卻感覺聲音總是從耳下的桌面發(fā)出的。

因此，我們就可得出聲音傳播的路徑:敲擊處→桌子→人耳下的桌面→人耳，進(jìn)而總結(jié)出固體傳聲便是水到渠成的。

物理實(shí)驗(yàn)必須能經(jīng)得起推敲，這樣才能用它來證明問題，否則就不能用它來驗(yàn)證規(guī)律或說明現(xiàn)象。尤其對(duì)初學(xué)者來說，必須是分析合理、推理嚴(yán)密，不能模棱兩可、似是而非，這樣才能為學(xué)生的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，才有利于使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。