運用破壞性實驗構建實效物理課堂

陳文璋

【摘要】本文論述運用破壞性實驗構建實效物理課堂的策略，建議引入破壞性實驗突破傳統教學觀念，改進破壞性實驗條件引發認知沖突，開展必要破壞性實驗誘發學生好奇心理，放手引導破壞性實驗培養學生嚴謹意識，增強破壞性實驗力度培養批判性思維等措施，提高學生的自主學習能力、創新意識與實踐水平，構建實效物理課堂。

【關鍵詞】破壞性實驗 初中物理 實效課堂

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）10A-0138-02

破壞性實驗是指在實驗過程中器材可能會受到一定程度的損壞，完成實驗后器材不再具有原先設定的使用價值，甚至危害到操作者人身安全的一種實驗模式。在初中物理教學中，教師應以安全為前提，大膽運用破壞性實驗，滿足學生成為一個探索者、研究者和發現者的心理需求，使其成為實驗中的思考者，提升物理教學的趣味性，推動實效課堂的構建。

一、引入破壞性實驗，突破傳統的教學觀念

在初中物理課堂教學中，實驗能夠將抽象難懂的物理知識變得具體化、直觀化，易于學生理解和接受，他們通過觀看演示實驗以及動手操作實驗，充分了解物理現象中所涉及的知識要點。在新課改背景下，教師要突破傳統教學觀念的束縛，積極引入破壞性實驗，運用破壞性實驗擴展學生的思維，發展他們的自主思考能力，使其在實驗中不斷反思，提升創新意識。

例如，在教學八年級上冊《聲音的產生和傳播》的“回聲”現象時，教師可運用破壞性實驗吸引學生的注意力。先要求學生關閉教室所有門窗，大聲齊讀教材內容，記下讀書的聲音，使其感受到聲音比較大。然后打開門窗再次大聲齊讀，讓學生記下此時的讀書聲，他們發現聲音變小了很多。在這一實驗中，學生可以親身體會到關閉與打開門窗時讀書聲音的大小情況，此時教師沒有急于解釋產生這種現象的原因，而是故意為他們講述響度、音調等誤導性內容。接著，教師設計問題：在開闊的野外講話為什么比在封閉的房間內講話聲音小？讓學生開展“分別在室內和室外說一句話”的實驗，親身體驗兩種環境下的不同感受，討論后歸納：聲音的大小不僅與響度和音調有關，關鍵還在于聲音在傳播時遇到障礙物會反射回來。

這樣引入破壞性實驗，是對傳統課堂循規蹈矩式實驗教學的突破，能夠強化學生對聲音傳播知識的理解，讓他們清楚地知道回聲產生的原理，明白反思的重要性。

二、改進破壞性實驗條件，引發學生的認知沖突

在初中物理教學過程中，雖然大部分教師都能夠意識到實驗教學的重要性與必要性，但是在操作破壞性實驗時通常面臨條件不足的問題，這就需要教師不斷改進實驗條件，準備好充足的實驗材料，指導學生更好地完成實驗。因此，教師在運用破壞性實驗時，應嚴格要求實驗設備與器材，及時改進實驗條件，與學生的知識基礎和學習經驗產生沖突，誘發他們的探索興趣，使其主動思考物理知識的奧秘。

例如，在教學《電荷·摩擦起電》中的“靜電”相關內容時，教師可以組織學生利用簡易器材動手操作破壞性靜電小實驗——在潮濕的環境里發生的靜電效果。教師先準備好驗電器、橡膠棒、玻璃棒、絲綢和毛皮等器材。具體操作步驟如下：將準備好的實驗器材拿出來，先使用毛皮快速摩擦玻璃棒使之帶電，再用玻璃棒接觸驗電器，要求學生觀察驗電器的變化;再用絲綢通過同樣的方法進行操作，讓他們觀察實驗過程，認真記錄實驗現象。這個操作是為接下來的實驗做鋪墊，從而引出重點：往絲綢上蘸取少量的水，把絲綢變得潮濕，采用同樣的方法操作，把玻璃棒在潮濕的絲綢上快速摩擦，然后讓玻璃棒接觸驗電器。當兩者接觸時，學生觀察實驗現象，發現驗電器的張角并沒有打開，這充分說明玻璃棒上沒有靜電的存在。

這樣教學，通過利用兩個截然不同的實驗引發學生的認知沖突，一個是常規實驗，另外一個則是破壞性實驗，并向學生講解和分析實驗現象，讓他們主動思考，使其產生探索物理知識奧秘的興趣。

三、開展必要破壞性實驗，誘發學生的好奇心理

在傳統的初中物理實驗教學中，不少教師總是反復強調“千萬不能損壞器材”，他們認為完全沒有進行破壞性實驗的必要。其實不然，隨著新課改的大力推進與深化實施，越來越強調個性化與新穎性教學模式的運用。因此，要想讓學生全面認識與體驗物理實驗，教師應在保證安全的條件下進行一些必要的破壞性實驗，讓學生對實驗重新認知，并誘發好奇心理，給他們帶來直觀感受和與眾不同的思維方式。

在學習“安全用電”過程中，教師可以進行保險絲破壞性實驗，為學生準備好實驗器材：保險絲作用演示器、保險絲、小燈泡、電源和具有絕緣效果的導線等，組織他們分組操作實驗。先把保險絲連接到保險絲作用演示器的接口上，將小燈泡添加到整個電路中，要求學生認真觀察每加入一個小燈泡后保險絲的變化情況，運用逐個添加的方式，直至保險絲無法承受最后燒斷。接著，將具有絕緣效果的導線連接到保險絲作用演示器的接口上，這時要斷開電路開關，保險器也是斷開的，然后把小燈泡一個一個地添加到整個電路中，閉合開關，要求學生觀察添加小燈泡后導線的變化，他們發現導線冒煙，甚至著火。實驗目的是讓學生了解保險絲的特性與工作原理，使其充分認識保險絲使用不當所造成的危害。

通過破壞性實驗讓學生充分體會帶大電流情況下，如果不使用保險絲導線將會著火，使學生明白不能用其他材料來代替保險絲，要正確使用保險絲，從而增強他們的安全意識。

四、放手引導破壞性實驗，培養學生的嚴謹意識

在初中物理教學過程中，雖然實驗對學生的發散性思維有著一定的促進作用，但在實驗操作環節，仍然有不少細節需要注意，尤其是在破壞性實驗中更是如此。對此，教師在運用破壞性實驗時應放手讓學生自主操作，無論實驗成功與否，學生都能夠在親身體驗中獲取更多。即使學生在操作破壞性實驗時失敗了，但也是課堂教學中的積極的生成，能夠讓學生在失敗中總結經驗教訓，提高警惕性，培養他們嚴謹的科學態度。

以“彈力”教學為例，在研究彈簧測力計測量力的原理實驗中，彈簧松緊程度和拉力大小存在直接關系，學生先利用固有的彈簧測力計進行實驗，得出彈簧松緊程度和拉力大小之間是反比關系的猜想。當學生提出猜想之后，教師應鼓勵他們自主設計和操作破壞性實驗，改變彈簧測力計中的彈簧種類，把彈簧材料改變成鋼制材料，一根彈簧的自然長度改變成三種規格，分別為：8.3厘米、16.3厘米和7.5厘米，彈簧的根數可以是一根、兩根串聯或兩根并聯。通過操作實驗，學生發現彈簧材質不同所測出結果也不同，伸長情況也有差異，他們了解到彈簧松緊程度和拉力大小之間的關系并非絕對，使其得出彈簧的材料不同，拉伸長度和拉力大小均不同，知道彈簧材料是影響彈簧拉力與拉伸長度變化的關鍵因素。這樣將破壞性實驗的操作放手給學生，讓學生在實驗過程中樹立端正的探究態度，細致認真地觀察實驗現象、思考問題和動手實踐，借此培養他們科學嚴謹的思維意識。

五、增強破壞性實驗力度，培養學生批判思維

要想構建實效初中物理課堂，適當增強破壞性實驗教學的力度很有必要，教師可根據教學主題增加一些演示實驗、分組實驗和課外小實驗。特別是在學生操作實驗時，要明白實驗目的、原理和步驟，以及使用的器材、儀器等，培養他們一絲不茍、認真負責的學習態度。同時，教師可以運用破壞性實驗發散學生的創造性思維，邀請個別同學演示，其他同學提出建議，組織他們共同觀察和學習，使學生在批判中進步，培養他們的批判性思維。

在“杠桿”教學中研究“杠桿定理”時，教師先拿出剪鐵剪刀，隨機挑選一位學生上臺歸納：L1>L2平衡時，F1F2，這種杠桿方式比較費力，但是距離較近;最后拿出一個天平，隨機挑選第三位學生上臺歸納：L1=L2平衡時，F1=F2，這種杠桿方式既不費力也不省力。在整個破壞性實驗中，臺下的學生可自由發問，如：為什么剪鐵剪刀比較省力而理發剪刀比較費力？天平無法時刻保持既不省力也不費力的狀態，L1、L2和F1、F2是否始終保持不變？這些問題都是學生生成的批判性認識，參與演示的學生被質疑后進行深化思考，借助實驗現象反駁他人，一起更正問題答案。

針對上述案例，整個破壞性實驗就是學生相互交流的過程，也是不斷反思和創新的過程，使其在批判和反駁中發現新問題，進而重新思考與研究，最終對杠桿原理獲得更加科學的認識。

總之，在初中物理課堂教學實踐中運用破壞性實驗，是傳統實驗教學的重大突破，不僅可以提升教師的教學水平與綜合素質，還為學生提供大量的批判和反駁機會，不斷提升他們的自主學習能力、創新意識與實踐水平，進而構建實效課堂。

（責編 林 劍）