中學物理試驗

與教學技能訓練第三章演示試驗設計探討及其教學實施課堂演示試驗，是由老師設計，在課堂上由老師組織，經老師獨立操作，或老師與學生共同操作，并通過老師的啟發引導，學生對試驗進行視察思索，用以達到教學目標的一種試驗教學方式。在課堂演示試驗教學中，老師是試驗主體，處于主動地位，學生是視察主體，處于被動地位。而課堂演示試驗的教學效果主要是以學生能否達到預期的學習效果來衡量的，因此演示試驗的教學效果并不僅僅取決于試驗本身（試驗能否出現預期的物理過程和現象），還取決于老師組織和指導作用的充分發揮。而這種組織和指導作用能否充分發揮，不僅取決于老師自身的試驗技能和老師的基本素養，還取決于老師對演示試驗所實行的教學策略以及對教學過程（程序）的設計。一、物理課堂試驗教學設計的意義１．學習物理課堂試驗教學設計是加強物理試驗教學的現實須要----例如：（1）在課堂教學的各個環節中,你準備選擇哪些試驗,選擇的依據是什么?選擇哪些器材,選擇的依據又是哪些？（2）你準備如何設計課堂教學結構，支配試驗教學程序，為什么要這樣支配？（3）你準備如何運用語言技能，邊講邊演，邊講邊做，引導學生視察，引導學生操作，引導學生思索，引導學生探討，以達到確定的教學目的？（4）你如何實施課堂的試驗教學組織和管理，使教學進程控而不死，活而不亂？２．搞好課堂試驗教學設計是發揮教學儀器設備的投資效益和開發試驗教學功能的關鍵試驗能激發學生的愛好，可是事情并不是那么簡潔。學生剛接觸課堂試驗的時候的確會表現出深厚的愛好，但隨著年齡的增長和學習的深化，學生起先厭煩重復性的、枯燥的操作，特殊是那些過多的結論已知的驗證性試驗。這種狀況提示我們，在激發學生操作愛好的同時，是不是應當變更一下試驗的內容和形式,進一步激發學生的思維愛好呢?還有,如何使學生通過試驗更深刻和許久地理解物理概念和定律？如何運用試驗使學生更好地學習科學方法，理解理論與試驗的關系？這些都涉及到課堂試驗教學設計的問題。３．通過課堂試驗教學設計，可以提高老師試驗教學工作科學化的水平和教學藝術性的修養。二、演示試驗探討的基本方法1、明確試驗的目的、內容和要求；2、細致探討試驗原理；3、確定試驗關鍵；4、對試驗裝置、器材和試驗條件提出要求并進行選擇5、明確操作要點和留意事項。分析一個試驗的原理，必需同時考慮其科學性和可行性。科學性：物理原理是否正確、是否精確。可行性：從儀器制作、器材選擇、試驗條件和試驗操作等方面來看能否成功；試驗能否應用于實際教學過程，達到某一教學目的；對整個教學過程來講，試驗是否會引起邏輯混亂。三、演示試驗常用教學模式試驗操作中產生的物理過程和現象，由視察者感知得到確定的物理表象——感性相識（感性的具體），這些表象經初步的思維加工而得到視察結論（抽象的規定），經進一步的思維之后就得到試驗結論。三、演示試驗常用教學模式1．選題依據課堂教學的目的、要求和內容，確定試驗教學課題。2．制訂課堂演示試驗教學目標試驗教學目標主要著眼于：（1）學問（物理基礎學問、試驗現象及試驗基礎學問、試驗探討方法等）（2）實力（視察實力、思維實力、試驗操作實力等）；（3）特性、素養（愛好、動機、看法、習慣等）。3．設計與選擇課堂演示試驗方案一個課堂演示試驗內容往往可以有不同的試驗方法。選擇課堂演示試驗方案的依據主要有：（1）所選課題的試驗目的、要求、內容；（2）演示試驗（硬件）的基本要求（如：目的性、科學性、簡便性、明顯性、趣味性)（3）學校試驗設備狀況；（4）學生的狀況（物理學問、接觸過的試驗、試驗學問和技能、思維與生理心理特征)（5）演示試驗需用時間和教學所允許的時間；（6）是否與試驗體系和演示試驗教學體系相協調。三、演示試驗常用教學模式4．進行總體構思依據教學目標和所選試驗方案，設計或選擇適當的教學策略，建立（選擇）教學模式（結構模式）；對整個教學過程進行總體構思，確定主要的教學環節和大致的教學程序。5．確定局部課題（即子課題）依據所選定的教學策略（及總體結構模式），逐一分析試驗演示的要點，分析學生學習的重點、難點，分析推斷學生在視察與思索時可能產生的問題和困難。在此基礎上確定教學過程中需重點解決的若干子課題。6．局部設計對確定的各子課題分別進行分析，初步定下在演示、視察、思索等方面的相應對策。如分析：（1）試驗時應重點顯示（或測量）什么？重點演示什么？試驗演示時應留意什么？（2）指導視察時，應指出什么？交待什么？提示什么？指導什么（視察方法）？得到什么視察結論？（3）啟發引導學生主動思維得到演示試驗的結論時，應講解什么？提問什么？探討什么？啟發什么？分析歸納什么？怎樣從視察結論得到試驗結論？試驗結論應是什么？等等。三、演示試驗常用教學模式7．確定總體設計方案依據總體構思，將局部設計方案匯合、串接，調整、加工成為一個完整的總體設計方案。這里需留意：（1）各局部設計、各環節的“接口”（過渡、連接）須自然、恰當；（2）教學方法和教學手段的選用須與演示試驗內容相融洽、與試驗操作相協作，并以試驗內容和試驗操作為中心。在圍繞一個演示試驗內容的教學中，教學方法和教學手段的種類不宜用得太多。8．評價依據試驗教學目標，對總體方案進行必要的評價和推斷，看其能否達到擬定的試驗教學目標，如沒能達標，則須從第3步起先重新設計（或修改）；如能達標了，試驗教學設計通常可以算是完成了。就完整的設計而言，還要進行試教，依據試教的狀況再進行評價、修改、最終定型。【教學案例】保險絲作用——課堂演示試驗的教學設計1．課題：保險絲作用的演示2．試驗教學目標（1）理解保險絲的作用；（2）了解保險絲的運用常識；（3）進一步加深對平安用電（包括平安操作）的相識；（4）指導學習全面視察和比較視察方法，提高視察的目的性、全面性，提高形象思維水平，提高愛好水平層次。3．選擇試驗方案選擇保險絲作用演示試驗方案的最基本的要求是：（1）便于模擬（如燒）、便于對比(如沒有、有保險絲的后果)；（2）便于更換保險絲；（3）便于進行短路操作；（4）操作平安。初步選擇如圖所示的試驗裝置（示教板）。圖中A～H為接線柱，M～Q為插座（另備兩根插頭連線），L為6～8V的汽車燈泡，G、H之間連接一根電爐絲，C、D和E、F之間可連接銅絲和保險絲等。4．確定教學策略、建立（選擇）教學模式和總體構思

（1）利用真實+模擬的方法和對比演示的方法，形象、直觀地表明保險絲的作用。（2）利用如圖所示的演示試驗教學模式，通過生動、明顯的演示，指導學生進行全面、細致的視察，并協作簡明的講解，引導學生進行形象的思維，以建立清晰的物理圖像，得到直觀（理性的具體）的結論。（3）試驗的主要程序應依次說明；①電路中沒有保險絲……怎樣？②電路中有了保險絲……怎樣？③為什么要選擇確定規格的保險絲？④保險絲能用銅絲代替嗎？5．確定局部課題

從演示效果和學生可能產生的問題來看，可確定下述子課題：（1）怎樣模擬電流過大后電線（電器、設備）被“燒”？（2）怎樣讓學生看清保險絲斷？（3）保險絲為什么能“保險”（簡潔斷）？（4）保險絲是怎樣熔斷的（過程怎樣）？（5）為什么要選用合適規格的保險絲？（6）一般電器所用的保險管中為什么可用銅絲（適合基礎較好的學生）6．局部設計（1）在半根電爐絲上擱上數層“Λ”形塑料紙（用夾子夾住塑料紙下邊）。這樣，當大電流流過時，半根電爐絲漸漸變紅，另半根上的塑料紙漸漸冒煙、燃燒。（2）在保險絲上掛標記物：若保險絲紅、掛件垂下，保險絲斷、掛件掉下。（3）加幫助試驗說明保險絲：①電阻率大（試驗方案略，也可干脆用電阻率表上的數據來比較）；②比熱小（可從固體比熱表上的數據大致說明）；③熔點低(可用酒精燈或火柴燒，也可對物質的熔點表上的數據進行比較說明)。由此可（大致）說明保險絲為什么易斷（關鍵詞）：電阻大、易發熱，比熱小、易升溫，熔點低、易熔斷。（4）將裝置中一盞燈改為并聯數盞燈（如圖所示）：漸漸增加并入燈數保險絲漸漸變紅……直至熔斷。（5）對比演示：粗保險絲不斷,細保險絲斷,進而說明之。（6）對比演示：粗銅絲不斷,細銅絲斷,進而說明之（對于基礎較好、接受實力較強的學生可進行這一內容）。7．確定總體設計方案（綱要性說明大致程序）（1）沒有保險絲（或用一般銅絲和鐵絲代替保險絲）……（短路或過載）……“燒”……。（2）有了保險絲……“斷”（起疼惜作用）。（3）保險絲怎樣熔斷的（過程）。（4）保險絲為什么能起“保險”作用（簡潔熔斷）。（5）為什么要選用合適規格的保險絲（對比試驗）……怎樣選擇……。（6）對鋼絲是否可作保險絲的進一步相識（對比試驗）……適當介紹各種形式和材料的保險絲及其特點、用途（適合基礎較好、接受實力強的學生）。（7）家庭電路保險盒、閘刀保險絲的安裝及要求。8．評價上述試驗教學程序能達到擬定的試驗教學目標（事實上，“保險絲”一節的教學內容已由這一試驗教學程序串聯起來了），可以實施。四、演示試驗教學的實施1、協作講解與層層深化2、直觀簡明與形象生動3、通俗講解與恰當比方4、適當設疑與激發愛好1、協作講解與層層深化進行課堂試驗演示時，老師應當依據教學內容的須要和學生心理狀況，給演示配以適當的講解（啟發、引導）或探討，并在能使學生接受的條件下層層深化，引導學生對演示的現象進行視察和分析，相識現象的本質屬性和現象之間的因果關系，從而合乎邏輯地得出結論。演示與講解的協調是特殊重要的，要將學生的思維引入老師細心設計的軌道，光有老師試驗表演是不夠的。講解無論是內容還是語言，對于學生來說都應當“順其心”、“順其手”，這樣才能使學生簡潔接受，利于視察、思索。要使試驗和講解層層深化，有時間靠一個試驗不行，而必需有幾個試驗的相互協作。四、演示試驗教學的實施四、演示試驗教學的實施2、直觀簡明與形象生動演示人體觸電的模擬試驗a，b，o為接線柱，c，d，……為插座；N為一測電筆中的氖泡。人若觸電，氖泡即發光；R1為疼惜電阻，約150kΩ；R2約為500kΩ；R3約為350kΩ；另外，準備兩根兩端帶有插頭的絕緣接線。試驗教學對于學生來說應當力求形象生動。這樣不僅能吸引學生視察，而且也便于學生進行直覺思維。（1）在a，b兩端接通220V溝通電，c，e接通，氖泡不發光。這說明，人若僅用一只手（或身體的一部分）接觸火線，身體的其他部分與地線、墻壁、大地等絕緣的話，人不會觸電。（2）再接通d，f，氖泡仍不發光。這說明，人若用兩只手接觸一根火線，而身體的其他部分與地線、大地等絕緣的話，人仍不會觸電（鳥的兩只腳站在同一根輸電線上、身體的其他部分不與其他輸電線接觸時，鳥不會觸電的狀況與此相同）（3）斷開d，f，若接通l，f，氖泡發光。說明人雖然與地絕緣，但兩手同時接觸兩根電線，人就會觸電。（4）斷開l，f，接通g，f，氖泡發光。說明雖然人與地絕緣，但一只手與火線接觸，另一個手與墻壁接觸，人也會觸電。演示人體觸電的模擬試驗演示人體觸電的模擬試驗（5）斷開g，f，接通h，j，氖泡發光。說明人若站在地上，一只手與火線接觸，人就觸電。（6）斷開h，j，然后將與b相接的一根電源線斷開，使之與接線柱o接通，以模擬一高壓輸電線落在地面上，可見，氖泡不發光。說明若有一根電線掉在地上，只要人與地保持絕緣，人就不會觸電。（7）接通i,k，氖泡不發光。說明在落地電線旁邊，人若單腳著地，一般不會發生觸電事故。（8）再將h與k相接觸，氖泡不發光。說明在落地電線旁邊，人若兩腳拼攏站在同一“點”上，亦即使兩腳與落地電線距離大致相等，一般也不會觸電。（9）斷開h、k，接通h、j，氖泡發光。說明由于兩腳之間有跨步電壓，人就觸電了。當一個人發覺跨步電壓威逼時，應趕快把雙腳并在一起，然后馬上用一條腿或兩條腿跳離緊急區例：靜摩擦力的演示靜摩擦力及其方向的判定是教學中的一個難點。摩擦力的方向總是與物體間相對運動方向或相對運動趨勢方向相反，但在有些狀況下，相對運動的趨勢不明顯，學生很難正確推斷出靜摩擦力的方向。取三只長毛刷和兩塊木塊。請其中的兩只長毛刷分別固定在木塊A的上、下兩表面，毛朝外；將另一只長毛刷固定在另一木塊B的上面，毛也朝外，這樣就制成了兩個待探討的物體A、B。1.在平面板上放一張砂布（增大摩擦力），再把一面有毛刷的木塊B放在砂布上，且使板刷的長毛與砂布接觸。然后，用彈簧測力計沿水平方向拉此木塊。可以看到，由于木塊B與支撐面有相對運動趨勢，板刷的長毛就發生了形變，由形變的狀況即可推斷靜摩擦力的反向（如圖所示）。假如使拉力漸漸增大，在接觸層沒有滑動前，板刷毛的形變也漸漸加劇，由此可以說明，靜摩擦力的大小隨外力大小的變更而變更。例：靜摩擦力的演示2．把兩面有毛的木塊A放在支承板的砂布上，在它的上面再放木塊B，使木塊A、B之間通過刷毛接觸。用一水平向右的力拉木塊A，保持其與支承板之間不發生滑動。可以看到，僅有底層的毛向左彎曲（如圖所示），說明木塊A受到支承面對它向左方向的靜摩擦力，而木塊A、B之間沒有靜摩擦力。3．如圖，用水平向右的拉力拉木塊B，則木塊A、B之間的接觸層、木塊A與支承面之間的接觸層，都發生了形變，由這些形變狀況即可推斷各自所受靜摩擦力的方向。例：靜摩擦力的演示還可以探究在傾角為θ的粗糙斜面上的木塊，當有一個沿斜面對上的力F拉著它時，木塊所受靜摩擦力的方向和大小。四、演示試驗教學的實施3、通俗講解與恰當比方在中學物理課堂演示試驗中，往往有這樣一種狀況，就試驗及其操作步驟來說沒有什么不妥之處，但學生卻不易理解，甚至產生錯覺或懷疑，不能正確地思維，更不能得到自己確信的結論。因此，作為老師在進行試驗探討時，應當設身處地地為學生著想，試驗教學層次（程序）不能使學生產生錯覺，不能使學生對試驗現象和結果似信非信。應當針對學生在試驗視察和思維上的種種難點，進行通俗的講解和比方，甚至可以輔以另一簡潔的試驗或實例來加以說明，以確保試驗教學的效果。演示水低壓沸騰的試驗在8年級物理課本中，有水低壓沸騰的演示試驗。其中一種演示的方法是這樣的，將圓底燒瓶里的熱水燒至沸騰，移去酒精燈，用塞子塞緊燒瓶，此時水不再沸騰；把瓶子倒過來，在瓶底上面澆冷水，可見瓶內的水又沸騰了。這個試驗現象是清晰的，但對于初中學生來說，由于沒有質量和體積確定的氣體，當其溫度降低后其壓強也要降低的學問，對于澆了冷水后瓶內的水沸騰是在低壓下的沸騰這一點，常常是半信半疑的。在橡皮塞子上插一根玻璃管（如圖所示），玻璃管外端套一橡皮管，用一夾子將橡皮管夾緊，使其不漏氣。按原方法進行演示，最終，將橡皮管的下端置于紅色水中，打開夾子，可見紅色水在燒瓶內噴出（即表演低壓噴泉試驗）。由此說明澆了冷水之后瓶內氣壓低于大氣壓這一事實。微小形變的演示演示時，用手壓玻璃瓶底，可以看到玻璃瓶上面玻璃管中的水面會上升，撤去壓力，玻璃管中的水面就會回到橡皮圈所在位置。試驗結果說明玻璃瓶在外力作用下發生了形變學生在看這個試驗時，常會產生兩個錯覺：（1）瓶不是玻璃的；（2）手接觸瓶子后傳熱給瓶子，使瓶內的液體受熱膨脹。微小形變的演示

改進措施：（1）演示前先用金屬棒敲瓶子，使學生確信這是玻璃瓶。（2）瓶子選用1kg裝的橢圓形底的墨水瓶。這樣，當瓶子橢圓截面的短半軸方向受壓力時，水柱上升，當瓶子橢圓截面的長半軸方向受壓力時，水柱下降。假如前者“能”用“受熱臌脹”來說明的話，那么后者用“受熱縮小”是說明不通的。可見水柱高度變更的緣由并非受熱膨脹。上面的演示不能使學生確信，不論水柱是上升還是下降，都是由于受力形變的緣由。可用擠牙膏的試驗類比。四、演示試驗教學的實施4、適當設疑與激發愛好在試驗演示中要引導學生視察，啟發學生思維，還應當利用中學生的新穎 心，激發學生學習物理的愛好，集中學生的有意留意力。對此，方法不少，而適當設疑是其中比較有效的一種。這里說的“疑”應當稱得上是疑，不應當是為了設疑而做的簡潔湊合，不應當是老師一說出口學生就能回答出的問題。可設疑的方面較多，如可以利用教材的難點設疑；利用學生簡潔弄錯的問題設疑；利用學生錯誤的前概念設疑，等等。而通過試驗來設疑的方法一般有以下幾種：①出人意外的現象的分析；②似是而非的問題的回答；③貌似相同的問題的對比，等等。演示有關電動機的試驗在中學物理講到“含有反電動勢電路”時指出：在電流通過電動機時，電動機里有反電動勢存在。這個反電動勢是由于轉子線圈轉動，切割磁感線而產生的。僅從這一點來講，轉子中流過的電流越大，轉子受到的力（轉動力矩）越大，轉子就轉動得越快、切割磁感線的速度就越大，產生的感應電動勢——反電動勢就越大。對此，學生比較簡潔接受。演示有關電動機的試驗（2）在電路中，固定滑線變阻器于某一位置，以使小電珠亮度一般，用手指或筆桿在電動機皮帶輪或轉軸上漸漸加壓，可見電動機轉速漸漸變慢，小電珠的亮度卻漸漸變亮，電動機停止轉動，小電珠最亮。試驗表明：電路中電流變小，電動機轉速變快，反之，則變慢。“轉速”與“電流”成反比。

（1）如圖所示，變更滑線變阻器R阻值的大小，電流的大小可通過小電珠L發光亮度的變更來反映（也可干脆串接上電流表）。試驗表明：電路中的電流變大，電動機轉速變快；反之，則變慢。“轉速”與“電流”成正比。引導學生用反電動勢的概念來說明這兩個試驗假如將9年級學生試驗“安裝電動機模型”中所做的試驗和中學“用電動機演示反電動勢”的試驗放在一起做例：磁秋千首先證明磁鐵和鋁板是不相互吸引的，調整擺線的長度，使磁鐵與鋁板間的距離大約在1cm左右。1、電磁驅動。水平推動鋁板，使鋁板相對磁鐵發生靠近或遠離的相對運動，磁鐵秋千也隨之運動。鋁板向右，磁鐵也隨之向右；鋁板向左，磁鐵也隨之向左。2、電磁阻尼。讓磁鐵秋千做單擺運動，它將在平衡位置附件持續運動一段時間后緩慢停下來。把鋁板放在磁鐵秋千的下方，運動的磁鐵很快停下來。3、共振。鋁板與磁鐵秋千相對運動時，鋁板對磁鐵秋千施加了一策動力，當鋁板推動的頻率與磁鐵秋千的固有頻率相同時，秋千搖擺的幅度最大。五、中學物理試驗教學程序應適應新課程改革中教學要求即使是同樣的試驗裝置、器材等，在不同的教學階段或對不同的教化對象，需有不同的試驗教學層次（程序）。換言之，試驗的層次（程序）必需與不同的教學要求相適應，中學物理試驗教學程序應適應新課程改革中教學要求（一）與新課程改革中課程目標要求的學問深度相適應【教學案例】通電導線在磁場中運動的試驗依據9年級物理學科目標的要求，在學習通電導體在磁場中運動時，只要演示說明通電導線在磁場中要受力才運動，幫助學生視察到運動的方向（即受力方向）與電流和磁場方向的有關即可，不必再總結出左手定則在中學物理為引入磁感應強度B的概念，則主要演示說明通電導線在磁場中運動的快慢，即受力大小與L、I、B的關系。之后，又要演示說明通電導線在磁場中受力的大小與電流和磁場夾角θ之間的關系。明顯，對于這一試驗，在初、中學所要演示的內容和試驗層次（程序）是不同的。五、中學物理試驗教學程序應適應新課程改革中教學要求（二）與要說明的問題的側重點相適應

演示慣性的抽布試驗在8年級，這個試驗主要用以說明靜止物體具有慣性。假如先漸漸抽動化纖桌布——玻璃杯被桌布拖著走，拖到桌邊時快速抽動化纖桌布——玻璃杯保持在桌邊不動，并不隨桌布一起離開桌面。這樣演示必定會給說明這一現象時帶來一些麻煩：（1）慣性，即物體保持原來運動狀態之屬性。為什么漸漸抽動桌布時玻璃杯不保持靜止不動，反而隨桌布運動？為什么快速抽動桌布時玻璃杯不隨桌布運動，反而靜止？（2）假如說快速動抽桌布時玻璃杯有慣性，表現為不隨紙條運動，那么漸漸抽動桌布時玻璃杯也有慣性，為什么沒有表現出來？因此，在8年級演示這個試驗時只適宜快速抽動桌布。在中學就不同了，學習動量定理時，為說明動量的變更僅確定于沖量的大小，也可演示這個抽動桌布的試驗。此時，就適宜既演示漸漸抽動桌布，又演示快速抽動桌布，以利于比較說明。五、中學物理試驗教學程序應適應新課程改革中教學要求（三）與課型或教學要求相適應液體有向上的壓力的試驗1．現行初中二年級課本在液體壓強公式講過之后，把這個試驗放在習題中。在推導液壓公式時是把壓強歸結為某液面上液柱重力所產生。重力的方向是向下的，液壓公式是否適用于向上壓力呢？這個試驗只是供應了一種驗證方法。2．現行初中二年級課本把這個液體有向上的壓力的試驗作為學生小試驗。它要學生有這樣的相識：某一液面上所受到的壓力與此液面上液柱的重力大小相等。3．如想充分利用這個試驗，在學生做過小試驗之后，再做演示，可用以說明：液壓P與深度h有關，與密度ρ有關。六、中學物理課堂試驗教學體系的設計與探討在實際的教學過程中，還需常常考慮教材的章、節結構和內容的系統性，以及各部分內容之間的聯系。因此，不僅要考慮到單個試驗在各自教學環節中的作用，還要考慮這個試驗在整個或某一部分教材體系中的作用，以及它與其他試驗的相互聯系等，盡可能使各試驗教學環節保持連貫性。隨著教學內容的深化，試驗教學也逐步深化。這就要求老師應依據教材的體系和教學的須要，留意相關試驗、系列試驗（試驗教學體系）的探討和設計問題。（一）相關試驗所謂相關試驗，是指一些試驗之間具有這樣的特點：前面的試驗一方面是當時的教學須要，另一方面為后面的試驗做鋪墊；后面的試驗一方面是當時的教學須要，另一方面也是前面試驗的接著、深化和擴展。【教學案例】電流表的運用與楞次定律試驗用磁鐵插入或抽出線圈，依據電表指針偏轉方向的變更來分析、歸納出楞次定律的試驗，就須要有通過電表的電流方向不同，電表指針偏轉方向不同的試驗為基礎。因此在前面講到用電流表測電流強度時，應做電流方向不同，電流表指針偏轉也不同的試驗進行演示（在那時，也可以用此試驗說明為什么電流表的極性不能接反）。六、中學物理課堂試驗教學體系的設計與探討六、中學物理課堂試驗教學體系的設計與探討（二）系列試驗所謂系列試驗，就是圍繞一個主題、按確定邏輯關系組合而成的一系列試驗；或者，按某一教學意圖而分層次進行的一系列試驗。就系列試驗中的某個試驗來看，它有自己的試驗層次（程序），旨在說明某個物理內容，但是，把這些單個試驗集中起來看，它們是一個整體，是按教材內容和教學須要而有機地結合起來的一個整體，是為完成一個教學目標的整體。假如能留意到系列試驗，能設計好系列試驗，對教學是特殊有益的。第四章課堂試驗導入的設計1.導入的主要任務和試驗導入的意義(1)激發學習愛好和愿望；(2)使具有課題意識，明確的學習目的；(3)動員必要的已有閱歷和相識，運用學會的學習方法。2.試驗導入的主要方法和選擇依據(1)驚異現象導入法這是一種相當普遍的試驗導入方法。利用學生意想不到的奇異現象，喚起學生的留意，引起學生思索，從而產生猛烈的求知欲望而導入新課。①大氣壓強——覆杯試驗導入②大氣壓強——魔瓶試驗導入③跳得更高——彈性勢能的導入(2)協作故事導入法在物理學的發展過程中，充溢著許很多多妙趣橫生的故事和傳聞，假如在課堂教學中選用一些故事片斷，并做一些模擬演示，就會創設出特殊活躍的學習情境①大氣壓強——模擬馬德堡半球試驗導入(3)解決實際問題和試驗競賽導入法創設一種解決實際問題的情境或者以雙方競賽來解決某一實際問題的形式導入新課，往往也能產生很好的效果。①兩力的合成——拉健身彈簧導入②簡潔機械——撬木板導入(4)試驗復習導入法利用試驗復習，既可以創建一種直觀的環境，又可以較好的起到承上啟下的作用①大氣壓強——復習液體壓強導入②阿基米德原理——復習浮力試驗導入(5)

懸念性情境導入教學中，在學生已有認知基礎上，提出新問題，揭示新沖突，故布疑陣，巧設懸念，引起學生認知的沖突，他們那種急于想得到理論上說明的欲望難以壓抑，從而激發他們那種探求新知的欲望，在主動、輕松的心態中進入探求新知的狀態，使味同嚼蠟的教學內容變得妙趣橫生、活潑生動。結果出乎意料，學生的新穎 之火被點燃，隨著學習的深化，學生領悟到其中的道理，懸念的誘發和解決是學生不知不覺以快樂輕松的心情駕馭學問。(6)從生活性情境導入

心理學指出：青少年有渴望知道四周世界的好問心理，學生對四周事物感知的深度和廣度特殊有限，對絢麗多彩的世界總想知道為什么。讓生活實例走進課堂，讓學生了解事物發生的“真相”，相識事物發展的必定結果，課堂就變得充溢而開闊了，學習更顯得好玩和有用。每個學生都有規格相同的小口徑、長柱型空瓶子（如可樂瓶、礦泉水瓶、雪碧瓶等）。老師另備有1號瓶（與學生的瓶子一樣規格）和2、3號瓶（與1號瓶的高度相差較大）各一個，再備水適量。例:空氣柱共鳴

(7)魔術型演示試驗將盛滿水的透亮玻璃瓶（相當于一個柱透鏡）放在如圖所示的字母框前面，同學們會清晰地看到這排字母，使玻璃瓶始終與紙面平行（圖7），由左向右平移玻璃瓶，由于字母在柱透鏡的焦距之內，將會看到這排字母的正立放大的虛像（圖甲）。在向前移動玻璃瓶（圖6），移動確定距離后，字母移到了柱透鏡焦距之外，此時這排字母竟單數倒立，雙數正立。即眼睛看到如圖（圖乙）所示的像將盛滿水的透亮玻璃瓶（相當于一個柱透鏡）放在如圖所示的字母框前面，同學們會清晰地看到這排字母，使玻璃瓶始終與紙面平行（圖7），由左向右平移玻璃瓶，由于字母在柱透鏡的焦距之內，將會看到這排字母的正立放大的虛像（圖甲）。在向前移動玻璃瓶（圖6），移動確定距離后，字母移到了柱透鏡焦距之外，此時這排字母竟變成倒立。即眼睛看到如圖（圖乙）所示的像試驗導入的類型很多，同一個課題可以有很多不同的導入方法。選擇的依據主要是教學內容的特點和學生的狀況。一般在學習單元起先或課題比較平直和抽象時，可考慮選擇趣味性較強的演示法和故事法；假如學生存在著較固執的錯誤概念，就須要選擇能激起猛烈思維沖突的方法；假如課題與前面所學學問的聯系性較強，而學生的準備學問又不足，則選擇復習導入的方法；應用性強的課題，多引用聯系實際的方法；對年齡較小的學生，可多用競賽的方法。3.試驗導入的結構和要求(1)在導入階段創設試驗情境，供應新穎 、奇異、驚險、多變的現象.(2)激發認知沖突，這