1、物理實驗教學設計之我見物理實驗教學，一方面應該按教學的目的的要求造成一個特定物理環境，讓學生置身于這個環境中，引導學生手腦并用和運用一切感官，通過思考，辨別物理現象中的主次、真假，從中形成正確的物理概念，認識和理解物理規律；另一方面是培養學生利用實驗方法獨立研究物理問題，從而獲得新知識和把知識應用于實踐的創造能力。要使物理實驗教學達到以上目的，必須做好物理實驗教學的實計。好的物理實驗教學設計是提高物理教學質量的關鍵，是使學生學習物理化難為易的重要途徑，是培養學生學習、研究物理能力的有效手段，甚至教材的深廣度以及整體水平的提高都有賴于良好的實驗教學設計。（一） 物理實驗教學設計的含義物理實驗教學

2、設計應包括實驗原理及其裝置的設計、演示實驗的演示過程的設計和學生實驗指導書的設計。只有好的實驗裝置（哪怕是可以得到非常精確的結果），沒有好的演示過程或恰當的學生實驗指導，是不會收到良好的教學效果的，這兩者相輔相成。顯然，實驗教學目的在于教學，它有別于科研人員以尋求某一結論為實驗目的的實驗。因而還必須具有教學的特點，所以物理實驗教學設計應突出物理思想而不必過于奢求精確度，演示過程和學生實驗指導書應突出引導和啟發而不必過于具體地“抱著走”。 （二）物理實驗教學設計的理論指導 1.用物理的科學知識、物理的思想方法來指導物理實驗教學設計設計者本身首先要對物理概念的本質涵義有深刻全面的認識，對物理規律成

3、立的條件及規律本身的物理意義和定量關系要非常明確。普通物理學和普通物理實驗以及我們的課本，對概念的本質涵義的闡述及其揭露的思想方法、對對物理概念建立的實驗基礎及其分析推理，都是我們作為中學物理實驗教學設計的主要依據和參考。它們會幫助我們盡可能不犯科學性錯誤，能使我們站得高一點，對物理概念、規律理解得正確、深刻和全面，所設計的實驗就能夠比較完美。 2.以物理教學法的教學原則和不斷更新的教學思想指導實驗教學的設計這一點在設計演示過程和學生實驗指導書時尤為重要。例如，應該如何使學生易于接受實驗的思想方法；如何由表及里層層深入地進行實驗；如何從實驗操作和一切感官所獲得的趕心感性認識，引導學生通過思考抽

4、象得到物理概念的本質涵義；如何從所研究的物理過程中各物理量的關系，推理概括得到物理規律；著意在哪些環節啟發引導學生的思維活動、培養實驗操作技能和創造能力等，都需要我們學習和應用教育心理學、物理學發展史、教學法、創造學等，以不斷更新自己的教育思想、改革教學方法，根據學生的認識水平和認識規律，按造教學目的來設計實驗裝置，設計好演示過程或學生實驗指導書。 3.用新的科學技術知識指導實驗教學設計當前我們正處于科學技術日新月異、突飛猛進的時代，電子技術、電腦的應用日益廣泛，為各個領域提供了很好的革新手段，因此我們也需要學習有關的應用技術知識，改革和創新物理實驗教學手段，提高物理實驗教學效率。（三） 實驗

5、教學設計應注意的問題 1.演示實驗教學的設計 （1）選擇宜于作演示的物理實驗。一般書說來，定性的實驗或無需精確讀數測量的實驗、測量數據較少或各物理量之間有比較簡單關系的實驗、現象比較明顯或容易引起學生興趣和調動學生積極性的實驗，是比較適宜作為演示實驗的。這是因為考慮到課堂上可以利用的是有限的，學生觀察實驗也受到限制，例如視線角度不同、遠近不同等，一般演示用儀器的測量精度都較差，刻度也比較粗糙等。 （2）著重考慮發揮演示實驗對學生的示范作用。目前不少教師為了更好地培養學生的實驗技能和獨立研究物理問題的能力，把較多的演示實驗改為學生實驗，這就更突出地要求充分發揮好演示實驗的示范作用。關鍵在于設計好

6、演示過程中的啟發、引導。例如，使學生明確實驗目的、原理相應的思想方法、步驟；如何控制物理條件，使其能出現該實驗所需的物理現象；在什么條件下測量哪些物理量；選擇怎樣的測量手段，數據記錄表格設計等。在演示過程中必須嚴格地按儀器操作規范使用儀器，指導學生利用相應的感官獲得感性的認識。在演示后啟發學生思考，引導學生分析現象、處理數據、作出實驗結論、進行誤差及其原因分析等，并摘其重點做好示范。 (3)演示實驗要特別注意直觀性。物理實驗是測量的科學，所有的量具和測量儀器都是把各種量轉化為人們感官所能直接感覺和鑒別的信息（包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等，其中視覺尤為重要）。例如，電流強度的大小，是通過磁

7、電式儀表轉化為指針偏轉角的大小（當然還必須制定出大家公認的基準，而所有的測量都是與相應的基準作比較的）。所謂直觀就是上述的“轉化”的原理，應該是學生所熟悉的或易于為學生所理解的，或是學生已具有認識這一原理的知識基礎的，應該有盡可能簡單測量儀器或量具，有最簡單的測試手續，有最簡明的實驗過程。根據上述對“直觀”的理解，對高中學生來說，使用磁電式儀表來測量電流、電壓，比之使用數字式儀表更顯得直觀，因為高中學生對于磁電式儀表的原理比數據式儀表的要清晰明了得多。 (4)演示實驗應充分重視可見度。“可見度”是泛指實驗裝置、實驗過程中出現的物理現象，都能引起每個學生相應的感官有清晰的感覺。例如，實驗裝置的結

8、構、線條、圖形、儀表指針和刻度；伴隨物理現象出現的聲、光、氣味等務必使每個學生都能感覺到，如電學示教板，應把導線連接展示清楚，線路簡單的可固定于豎放的板面上，或在板后接線，而把完整的電路清晰地畫在板面上；如果儀器不便裝在豎放的板面上就應使用較粗的有鮮艷顏色的單支硬導線來作連接，并使之分布于空間中，從正面看過去互不重合，就能使學生看清楚每根導線的來龍去脈，對實驗裝置就有特別明朗的清晰感。我曾經遇到過有幾位座位較后的學生，用望遠鏡來觀察我做的演示實驗，這是對我做的演示實驗“可見度”的一個諷刺也充分反映學生要求看清楚演示實驗出現的物理現象的心理和珍惜每個演示實驗的精神。 2.學生實驗教學的設計 (1

9、)定量性較強的、需要作精確測量的、測量次數較多的實驗，或原來的某些演示實驗，宜作為學生實驗。一是學生實驗儀器的刻度比演示儀器好，學生宜于得到比較準確的數據；二是由學生親自控制進行實驗，在什么條件下得到哪些數據，在什么條件下某些量之間是怎樣相互影響、依存和制約的，自身親歷其境，宜于深刻理解物理概念的物理意義或物理規律的適用條件；三是學生有較多的操作訓練機會，有利于培養學生實驗的技能技巧。 (2)學生實驗指導書應寫清楚實驗目的、原理、裝置、方法和步驟，給出分析處理數據的方法和要求，提出做完實驗后值得思考的問題或對實驗的一些擴展。如果實驗中用到學生未使用過的器材，或是已使用過但屬于不同用途或對儀器擴

10、展使用等，都要對學生交待清楚，或提供它的說明書。對于高中學生，以上內容在實驗指導書中不必分開欄目來寫，但要求學生在預習時能按這些欄目寫出實驗報告初稿，其中還應有學生自己設計的實驗數據記錄表格，在學生對整個實驗有全面的理解、心中有數的情況下，才能主動地進行實驗。 (3)學生實驗裝置宜給出元器件發、儀器，由學生本人組裝成實驗裝置，而盡可能不用已按實驗要求組裝成套的教具。在中學階段應該創造更多的機會讓學生以腦指揮手，得到手腦并用的正確訓練，不宜包辦代替。那些惟恐學生組裝不了，惟恐他完成不了實驗，都替他把裝置裝好，甚至做成一個整體的儀器，只需他扳幾次開關，讀幾個數據就做完實驗的做法實際上是誤了學生，切

11、不可取。（四）（五） 實驗裝置、教具的設計、改革和創新 1.教具就要突出“教”的特點，他有別于生活用品、生產工具。例如，做個電話機原理說明器的教具，只把常用的電話機的話筒和受話器拆出來，接了線還不夠，因為還有話筒和受話器的原理要說明，所以話筒和受話器的外殼應該是透明的。讓學生看清楚它的構造才能達到這個“教”的目的。 2.優先考慮使用基本的通用儀器、器材來組裝實驗裝置，以充分發揮現有儀器、器材的作用，增加學生對各種儀器的使用次數，從而更熟悉它們的操作和培養創造性地使用儀器、器材的能力。例如，應用音頻發生器和電磁打點計時器可做成水波實驗（如波的干涉、衍射等）中的可調頻率的波源；應用音頻發生器、揚聲

12、器、示波器、話筒等組裝成為聲波干涉的實驗裝置等。 3.給基本的通用儀器加設附加裝置，以擴展現有儀器、器材的用途，使其能適應實驗教學設計的思想方法的需要。例如，給電流計加裝一個微電流放大器可做成很靈敏的電流計，用來做單根導線切割磁感線的電磁實驗，使該實驗有非常直觀的效果；給靈敏電流計加設一個阻抗變換器成為高內阻電壓表，可用于測量較大電容器上的電壓等。 4.自制教具應突出改革和創新，“土”、“洋”結合。自制教具一方面要因地制宜、因陋就簡、修舊利廢；另一方面要利用現代科學技術的新成就、新產品來創造和革新我們的教具，“土”和“洋”的概念會因時、因地而異，但都應在“土”、“洋”結合上不斷下工夫創新，從實

13、際情況出發自制教具。自制教具應該毫不削弱實驗的科學性，也不意味著實驗思想的落后，而是繼承已有的實驗裝置、教具的優點，并以嚴密的科學性、革新的實驗教學思想、先進的實驗手段去改革和創新教具。 5.在教具的制作上，教師和實驗員的主動積極因素是非常重要的，他們在教學第一線，熟悉教材，最了解自己的學生，能夠發動學生從學習的角度提出設計方案或改進意見，能夠根據學生的認識規律，根據教學目的、教學過程來設計實驗。只有發揮教師和實驗員的主動積極作用，才能充分發揮現有儀器、器材的作用，才能創造出一些簡易而物理實驗思想先進的裝置來滿足教學過程的需要。 6.在教具的制作上，還可發揮學生的積極性和創造性，集思廣益。學生有著豐富的想象能力和巨大的潛力，學生往往有著出乎意料的驚人之作，