桌子傳聲實驗的改進

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗無論對物理規律的探索還是對學習興趣的激發，都起到了非常重要的作用。物理實驗教學是物理教學中不可缺少的一部分，也是物理教學的重要方法和手段，而且實驗是學生學習物理的重要的、最好的途徑。因此，實驗必須可靠、可信、可操作。

人教版教材中有一探究固體傳聲實驗是這樣的:讓甲同學耳朵貼在桌子上，乙同學輕敲桌子，結果甲同學可以聽到敲擊聲，從而得出固體可以傳聲的結論。在這一實驗中，聲的傳播介質有兩種，一種是空氣，另一種是構成桌子的材料。而由實驗根本無法肯定地排除聲音只是由桌子傳入人耳的，只能得出當人耳貼在桌面上時比不貼在桌面上時所聽到的聲音大些。因此這個實驗是不完美的，效果不好就可能讓學生半信半疑，被迫承認，結果就是死記硬背知識，失去了探究知識、發現知識的作用。

完美的、成功的實驗具備以下特點。

1.科學性。所謂科學性就是現象真實，并經得起可靠的推理。只有具備這一特性才能令人信服。

2.成功性。就是經過事先精心的準備，試驗后達到了預期的設想和效果。這樣才能驗證規律、證明結論、說明問題，從而激發學生的學習興趣。

3.可操作性。最好的實驗是不僅教師能夠在臺上演示，而且學生課下還可以自己完成。

4.明顯性。實驗要能夠說明問題，必須效果明顯，這樣才具有更高的可信度。

5.唯一性。就是實驗必須是結論的單一性，不能是多種可能性都存在，也不能模棱兩可。

書中的實驗，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，由于實驗時聲音是從強到弱，而距離是從遠到近，這樣就有可能使學生懷疑其結論是否是因為距離的改變而致，所以這樣的實驗過程經不起推敲，當然也是不合理的、非科學的。

為此我把桌子實驗進行了如下的改進。

這一探究過程可以這樣改進:至少由3名學生來參與，并且用大一些的教師桌。實驗過程可分兩個步驟。

1.甲站在講桌前面中間位置，乙和丙分別站在講桌兩側。先由乙敲桌子一個側面，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側面，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聲的方位。在這個實驗過程中，一定要注意兩次敲擊桌子時，聲音由大到小，在小到甲聽不到時乙或丙本人要能聽到，另外，一定要使甲有方位不同的感覺，也就是能區別聲音是從不同的位置、不同的地點發出的及傳來的。

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面(使甲不能直接聽到敲擊聲)。在這一實驗過程中一定要做到:一是甲離開桌面時聽不到敲擊聲，但是乙和丙還能聽到自己的敲擊聲;二是甲離開桌面時聽不到敲擊聲，但是貼到桌面時就能聽到敲擊聲。

兩種實驗方法比較，改進后的實驗具有以下特點。

1.桌子較大降低實驗難度，因此較易成功。

2.甲閉上眼睛，可以避免因視覺而產生的思維定勢。

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出的，并無方位的差別。

這樣我們在根據實驗推斷時，就可以由以下兩個理由來得出固體(桌子)傳聲的結論。這兩個理由如下。

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，進而總結出固體傳聲便是水到渠成的。

物理實驗必須能經得起推敲，這樣才能用它來證明問題，否則就不能用它來驗證規律或說明現象。尤其對初學者來說，必須是分析合理、推理嚴密，不能模棱兩可、似是而非，這樣才能為學生的學習打下良好的基礎，才有利于使學生養成嚴謹的科學作風。