关于“破坏性物理演示实验”的研究

摘 要：实验是中学物理教学的重要组成部分，在实验过程中，由于操作不当等会带来一定的破坏性的后果。但是，有目的的设计一些带有“破坏性的实验”，能帮助学生形成正确的物理概念，掌握物理规律，突破难点，消除疑点。

关键词：“破坏性物理演示实验”； 作用； 注意点； 新课程标准

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）01-017-001

在目前的初中物理教学中，大量的课堂演示小实验、学生分组实验和课外小实验，以及不少实践性的准实验习题等各类的实验占了物理总授课时数的10%以上，这些实验，使学生从中所获得感性认识，探索能力和动手技巧等，培养学生浓厚的学习兴趣和细致敏锐的观察力，其功效远远超越了教师直接讲述或者教材直白抽象的文字描述所能带来的，而且物理实验在增加物理教学的趣味性方面，也有它不可替代的作用。

一、新课标下物理实验设计的新领域――开发“破坏性演示实验”

不管是演示实验还是学生自己实验，在实验过程中，必须以严谨求实的科学态度，认真负责、一丝不苟的作风来对待，学生必须明白实验原理、目的、使用器材、步骤等。为了更好的达到教学目的，充分的培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法，有目的地安排设计一些具有“破坏性”的演示实验，却能够更有效的帮助学生形成正确的物理概念，掌握物理规律，突破难点，消除疑点，收到了较好的教学效果。

二、“破坏性物理演示实验”开发与应用实例

在中学物理中，对许多仪器使用都有明确规定，不能超越其使用范围。如弹簧测力计测量力的大小、温度计测温度、家庭电路等等。可以说每一个物理实验都要涉及到基本操作。因此，教师在平时对学生加强实验基本操作技能和操作训练时，均要反复提醒学生在使用和实验中注意。但是，耳听为虚，眼见为实，学生往往存在着“说千遍而不记一条”的情况。若能适当做一些“破坏性演示实验”，虽然损坏了一些材料，但使学生目睹不良后果，达到防止在今后学习和实践中出现类似情况的目的。

实验1：小弹簧弹性和范性演示实验

在初二做“弹簧测力计的使用”实验时，为了说明每个弹簧测力计都有一定的测量范围，如果加在弹簧测力计上的力过大，超过了它的测量范围，弹簧的伸长就不再跟拉力成正比，撤去拉力后，弹簧也不能再恢复原来的长度，弹簧测力计就损坏了。

这里主要区别弹性形变和范性形变。

苏科版教材第八章信息库：

弹性形变：能够恢复原状的形变称为弹性形变。例如，弹簧被拉伸后，撤去外力，就能恢复原状。

范性形变：撤去外力，不能回复原状的形变称为塑性形变，也称为范性形变。例如，当弹簧所受的外力超过一定限度时就会产生这种形变。

为了直观的体会这两种形变，教师可以自己用铁丝在笔上绕制一个弹簧，先演示弹性形变，撤去拉力后弹簧恢复原来形状（如图示1），然后再演示范性形变，撤去外力，让学生看到一旦超过了弹性限度，弹簧就会发生范性形变，无法回复到原来的形状。（如图示2）

从而更好的理解弹簧测力计的使用方法，测量的力的大小不能超过弹簧的最大测量值。

实验2：演示保险丝在家庭电路中的作用（在安全电压下进行）

演示：1.在接线柱之间接入保险丝，当电流加大，保险丝发红熔断。

2.在接线柱之间接入橡胶作为绝缘层的导线，当电流加大，导线冒青烟，最后着火。

在日常生活中，保险丝的作用是：当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝，那么，保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

平时学生在生活中会接触到跳电等情况，很多农村家庭的电路老化，甚至没有保险丝，也有一部分学生认为，家庭电路没有保险丝也无所谓。而通过这个保险丝在家庭电路中的作用，使学生能明确保险丝给家庭带来的“贡献”，对于知识的理解和物理知识在生活中的应用，起到了极大的帮助。

三、“破坏性物理演示实验”开发与应用的意义

传统实验教学，是以教师讲授和演示为主。而破坏性实验则打破了常规，从实验的侧面深层次的从本质上了解实验。学生普遍反映，被老师的行为吓了一跳，都很好奇老师在实验过程中出了什么差错。“破坏性实验”的教学，能通过多种感官同时感受一个客体，这即为一个增强感受力，促进思维活动，加深理解与记忆的过程，之后再对学生进行正确分析，反复比较某些知识定势、思维定势、方法定势的干扰，就能有效的防止只顾及一点不及其他的情况出现。让学生思维产生碰撞，知道实验如何操作，也知道实验为什么要这样操作，在实验过程中应该注意什么问题，而避免不该出现的情况出现，知其然，更知其所以然。

学生在社会生活中的个体经验的总结和在学习或认知过程中掌握的知识或规律，是通过个体与外界相互作用而形成的一种非科学概念。这些概念在形成的过程中没经过科学的思维加工，只是根据事物表面现象作出的主观判断和总结。学习的过程是新知识和原有认知结构相互作用的矛盾运动过程，已有认知结构和内容如果不是很科学，则会对新知识的学习产生消极影响。学生在思维探索中能将教材中的前后知识有机巧妙地联系起来，综合应用，有利于学生对基本概念和规律的深化与理解，更有利于学生应变思维能力的形成与培养，提高学生分析问题、解决问题的能力。

综上所述，“破坏性演示实验”教学是一种研究性、自主性的教学，所以在“破坏性实验”教学中，教师应有计划、有目的地进行安排，精心设计课堂内容，把握好问题的深度和广度，才能切实调动学生的积极性，获得较好的教学效果。

参考文献：

[1]国家教育部.《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》，北京师范大学出版社，2001.7

[2]物理课程标准研制组.《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）解读》，湖北教育出版社，2002.6

[3]李为，王泽农.《中学学科课程与教学论》，东北师范大学出版社，2006.11

[4]孙威立，杨祖念.《物理教学实施指南》，华中师范大学出版社，2003.4