關于“破壞性物理演示實驗”的研究

摘 要：實驗是中學物理教學的重要組成部分，在實驗過程中，由于操作不當等會帶來一定的破壞性的后果。但是，有目的的設計一些帶有“破壞性的實驗”，能幫助學生形成正確的物理概念，掌握物理規律，突破難點，消除疑點。

關鍵詞：“破壞性物理演示實驗”； 作用； 注意點； 新課程標準

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）01-017-001

在目前的初中物理教學中，大量的課堂演示小實驗、學生分組實驗和課外小實驗，以及不少實踐性的準實驗習題等各類的實驗占了物理總授課時數的10%以上，這些實驗，使學生從中所獲得感性認識，探索能力和動手技巧等，培養學生濃厚的學習興趣和細致敏銳的觀察力，其功效遠遠超越了教師直接講述或者教材直白抽象的文字描述所能帶來的，而且物理實驗在增加物理教學的趣味性方面，也有它不可替代的作用。

一、新課標下物理實驗設計的新領域——開發“破壞性演示實驗”

不管是演示實驗還是學生自己實驗，在實驗過程中，必須以嚴謹求實的科學態度，認真負責、一絲不茍的作風來對待，學生必須明白實驗原理、目的、使用器材、步驟等。為了更好的達到教學目的，充分的培養學生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學習方法，有目的地安排設計一些具有“破壞性”的演示實驗，卻能夠更有效的幫助學生形成正確的物理概念，掌握物理規律，突破難點，消除疑點，收到了較好的教學效果。

二、“破壞性物理演示實驗”開發與應用實例

在中學物理中，對許多儀器使用都有明確規定，不能超越其使用范圍。如彈簧測力計測量力的大小、溫度計測溫度、家庭電路等等。可以說每一個物理實驗都要涉及到基本操作。因此，教師在平時對學生加強實驗基本操作技能和操作訓練時，均要反復提醒學生在使用和實驗中注意。但是，耳聽為虛，眼見為實，學生往往存在著“說千遍而不記一條”的情況。若能適當做一些“破壞性演示實驗”，雖然損壞了一些材料，但使學生目睹不良后果，達到防止在今后學習和實踐中出現類似情況的目的。

實驗1：小彈簧彈性和范性演示實驗

在初二做“彈簧測力計的使用”實驗時，為了說明每個彈簧測力計都有一定的測量范圍，如果加在彈簧測力計上的力過大，超過了它的測量范圍，彈簧的伸長就不再跟拉力成正比，撤去拉力后，彈簧也不能再恢復原來的長度，彈簧測力計就損壞了。

這里主要區別彈性形變和范性形變。

蘇科版教材第八章信息庫：

彈性形變：能夠恢復原狀的形變稱為彈性形變。例如，彈簧被拉伸后，撤去外力，就能恢復原狀。

范性形變：撤去外力，不能回復原狀的形變稱為塑性形變，也稱為范性形變。例如，當彈簧所受的外力超過一定限度時就會產生這種形變。

為了直觀的體會這兩種形變，教師可以自己用鐵絲在筆上繞制一個彈簧，先演示彈性形變，撤去拉力后彈簧恢復原來形狀（如圖示1），然后再演示范性形變，撤去外力，讓學生看到一旦超過了彈性限度，彈簧就會發生范性形變，無法回復到原來的形狀。（如圖示2）

從而更好的理解彈簧測力計的使用方法，測量的力的大小不能超過彈簧的最大測量值。

實驗2：演示保險絲在家庭電路中的作用（在安全電壓下進行）

演示：1.在接線柱之間接入保險絲，當電流加大，保險絲發紅熔斷。

2.在接線柱之間接入橡膠作為絕緣層的導線，當電流加大，導線冒青煙，最后著火。

在日常生活中，保險絲的作用是：當電路發生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安置了保險絲，那么，保險絲就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護電路安全運行的作用。

平時學生在生活中會接觸到跳電等情況，很多農村家庭的電路老化，甚至沒有保險絲，也有一部分學生認為，家庭電路沒有保險絲也無所謂。而通過這個保險絲在家庭電路中的作用，使學生能明確保險絲給家庭帶來的“貢獻”，對于知識的理解和物理知識在生活中的應用，起到了極大的幫助。

三、“破壞性物理演示實驗”開發與應用的意義

傳統實驗教學，是以教師講授和演示為主。而破壞性實驗則打破了常規，從實驗的側面深層次的從本質上了解實驗。學生普遍反映，被老師的行為嚇了一跳，都很好奇老師在實驗過程中出了什么差錯。“破壞性實驗”的教學，能通過多種感官同時感受一個客體，這即為一個增強感受力，促進思維活動，加深理解與記憶的過程，之后再對學生進行正確分析，反復比較某些知識定勢、思維定勢、方法定勢的干擾，就能有效的防止只顧及一點不及其他的情況出現。讓學生思維產生碰撞，知道實驗如何操作，也知道實驗為什么要這樣操作，在實驗過程中應該注意什么問題，而避免不該出現的情況出現，知其然，更知其所以然。

學生在社會生活中的個體經驗的總結和在學習或認知過程中掌握的知識或規律，是通過個體與外界相互作用而形成的一種非科學概念。這些概念在形成的過程中沒經過科學的思維加工，只是根據事物表面現象作出的主觀判斷和總結。學習的過程是新知識和原有認知結構相互作用的矛盾運動過程，已有認知結構和內容如果不是很科學，則會對新知識的學習產生消極影響。學生在思維探索中能將教材中的前后知識有機巧妙地聯系起來，綜合應用，有利于學生對基本概念和規律的深化與理解，更有利于學生應變思維能力的形成與培養，提高學生分析問題、解決問題的能力。

綜上所述，“破壞性演示實驗”教學是一種研究性、自主性的教學，所以在“破壞性實驗”教學中，教師應有計劃、有目的地進行安排，精心設計課堂內容，把握好問題的深度和廣度，才能切實調動學生的積極性，獲得較好的教學效果。

參考文獻：

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