物理实验方式呈现的优化初探

王爱生

实验具有直观表象、促进思维、提高兴趣、简化过程、强化现象、纯化条件等功能，因此倍受编著、教师的重视。目前，实验教学方式主要有以教师为主的演示实验和以学生为主的分组实验两种。从满足学生探究需要、丰富学生的个性活动、实现学生动手操作等角度，我们对实验教学呈现方式进行了深入探讨，现归纳出如下几种有效的方式。

一、神秘魔术式

魔术的魅力贵在让人产生神奇不可能的心理效应，从而引起学生学习知识、探究规律的欲望。在实验教学中我们利用特制实验装置，依据学生要学习的相关物理知识和内容，创设一些精彩的物理魔术实验表演，抓住学生求知心理的特点，制作出种种让人不可思议、变幻莫测的假象，使学生难以识破其中奥秘，从而达到以假乱真的艺术效果。这种魔术实验是一门集知识性、科学性、趣味性于一体的艺术。如，讲授全反射时，将一个钢球用镊子夹住，放在蜡烛火焰上薰黑。讲课时，将薰黑的钢球放入烧杯中，学生观察到黑色的钢球变成银白色了，重新拿出来，还是黑色的。把魔术引进课堂，不仅能创设丰富的教学情景，调动学生学习的兴趣和热情，激发他们强烈的求知欲望，而且能通过揭示魔术背后丰富的物理知识，引导学生通过现象了解和掌握物理知识的内在联系与规律。又如，学习“惯性”后，如图1所示，在饮料瓶中充水留一气泡。当瓶子向前加速运动时，气泡向后运动；瓶子向后运动，气泡向前运动。这个“叛逆的气泡”魔术现象，与学生现有的惯性认识相矛盾是怎么回事呢？结合惯性知识可揭示其中的密秘：其实我们要研究的是水的惯性，气泡是被水推动向相反方向运动。这种呈现实验的方式，主要用于新课的引入，引起学生的注意力和浓厚的兴趣，从而创设真实的问题情境。

图1

二、趣味游戏式

游戏的魅力在某一种时空限制内，让人们能够以直接参与获得快感为主要目的，并在快乐中学会某种思考的活动。因此，我们用要学习的物理知识或物理规律制作一些实验装置为道具，通过理解和应用这些物理知识和规律，使游戏能按着规定的要求，完成得比较完美。这样学生在寓教娱乐中学习物理知识。如学习轮轴时，教师选择一个高大的男生和一个娇小的女生作比较力气的游戏：找一个一端较粗一端较细的木棍。让女生握住粗头，男生握住细头。游戏的要求，女生用力旋转，看男生是否能握住不旋转，结果男生以失败告终。同样的游戏，在学习摩擦力时还是找上次的两个同学，这回男生握住粗端，女生握住细端，旋转的结果还是男生输掉。这是因为粗端上抹了润滑剂，摩擦力小而失败。同样的实验装置，结果不尽相同能充分调动学生的学习热情，同时感受到科学力量的伟大。在讲授压强时，教师可以这样引入新课：找一个开口长方体容器，也可用木板自制一个。开口上面用白纸盖住并用自行车内胎的橡皮筋套牢。然后问学生，将这块砖放在这一单张纸上会掉下去吗？有说会掉下去的，有说不会的。教师放一下，将砖竖放在纸上面砖掉下去，这时猜测说对的同学高兴起来。再把砖取出，重新盖好白纸，这次将砖平放时，砖却没有掉下去，这时沉默的同学雀跃起来了。然后教师说：“想让砖掉就掉，不让掉就不掉。”重复操作时，大多数学生会发现是受力面积大小不同的原因造成的。这样引入压力作用效果与哪些因素有关的探究，定会收到事半功倍的效果。

三、体验感受式

人类知识的获得过程都是在一定的实践中体验感受后将经验积累起来。有些知识只有个体在实践中进行尝试体验后才能形成个体的经验并能在自己的认知结构中同化或顺应，从而丰富自己的知识组块。如，学生练习正确使用电流表、电压表时，无论教师强调多少遍，学生依旧有量程选择小的、正负接线柱接反的、串并联方式颠倒的。只有通过多次训练才能让学生在尝试错误的体验中，真正习得电表的正解使用方法和技能。反射光路是可逆的事实，教材一句话带过。学生遇到反射是可逆的情境时未必能够从贮存的认知结构中提取。若教师在讲桌上竖放一大的平面镜，师生通过平面镜“对眼”一次，那师生美好的微笑永驻心间。学生对反射光路是可逆的知识，印象会很深，再遇相关问题时，就会很容易唤醒认知结构中的贮存，能迅速地激活所提取的知识。实验体验感受同时在学生的大脑中能够形成清晰的实验操作及表象，有助于物理概念和知识的理解、巩固及应用。

四、自制竞赛式

一个实验往往有多种不同的方法和手段来实现。实验设计是最为关键和重要的环节，因为实验设计不仅是简单的画画，更主要是知识的应用、思维的活动、手段的选择，还是实践活动是否科学的检验。因此，教师为了要陶冶情操、巩固知识、发展思维，鼓励学生利用自己所学的知识进行多种实验设计，并从中选择能够利用生活用品及可能得到的实验器材，制作验证自己的猜想或实证结论的实验装置来实现设计的方案。自制竞赛式有两种形式：一是利用所学的知识自己设计小实验、小制作、小发明。如，学生利用电流的磁效应自制能检验家用电器周围存在变化的磁场的简易测验器。二是同一命题，用不同的方式来实现。如，浮力产生原因的演示装置就有很多种，从实践活动来看，学生至少能自制6种方案。其中我们认为有智慧创新的方案是如图2所示一个饮料瓶子，将上部分剪下来，倒扣入剩余的饮料瓶中。由于剪下的两部分口径相同，故按入时上部分会折皱与瓶子身形成空隙，能让水往瓶里流淌。开始加入水时，放入的弹力球在水的压力作用下并不浮起，随着水的增多，有水通过折皱的空隙流入下面的容器中。当下面容器的水充满时，弹力球就会上浮起来。这说明浮力的产生原因是向上和向下的压力差。这类实验经验是学期初制定相关的活动内容和竞赛方法，按时比赛表演、给予表彰鼓励和总结不足，才能有很好的促进活动的效果。

五、创新表演式

通过创新实验设计及室外大型表演能充分展示科学力量的所在，是培养学生创新实践能力的一种重要的形式，也是学生课堂知识学习的延续，更是知识与应用结合的实践活动。我们成功实践过的活动有：利用一个5号干电池，一只玩具电动机，其他非动力辅助材料，通过各种简单的机械相互有机的组合，可以拉动一个高大的中学生。整个装置用了两大部分装置：第一部分为齿轮装置，共有3级齿轮传动，由废旧机械座钟的齿轮构成；第二部分为轮轴装置，来自废旧自行车的后轮和链条。该实验命名为“力的放大”——神奇的机械。我们还利用海绵、弹簧、棉布、外包装等，从6楼顶层自由下落鸡蛋。从我们的几年实践来看，得到的最佳方案如图3所示。将鸡蛋用双面胶与3个气球粘在一起。这个方案结构简单、材料易得、价格便宜，但它蕴含着浮力、弹力、冲量等物理知识的综合应用。该实验命名为“不碎的鸡蛋”——为完好着陆器奠基。这些大型的室外活动，深受学生的喜欢，成为学生时代美好的记忆，是促进学生热爱物理及科学的最好催化剂。

综上所述，对于同一实验内容，教师结合课堂实验，可以用不同的方式呈现，目的是改变传统单调的直叙、演示、分组实验和现在一味的探究形式，从而让创新思维引进来，让学生兴趣升起来，让学生操作动起来，让学生参与起来。在新课程改革的背景下物理实验无论何种的呈现方式都应遵循以下几个原则：一是要尽可能体现物理实验教学改革的新理念和新思维；二是要与物理实验的内容和类型相适应匹配，不能为兴趣而兴趣；三是要充分考虑学生的知识基础和认知能力的发展水平。

【责任编辑 郭振玲】endprint

实验具有直观表象、促进思维、提高兴趣、简化过程、强化现象、纯化条件等功能，因此倍受编著、教师的重视。目前，实验教学方式主要有以教师为主的演示实验和以学生为主的分组实验两种。从满足学生探究需要、丰富学生的个性活动、实现学生动手操作等角度，我们对实验教学呈现方式进行了深入探讨，现归纳出如下几种有效的方式。

一、神秘魔术式

魔术的魅力贵在让人产生神奇不可能的心理效应，从而引起学生学习知识、探究规律的欲望。在实验教学中我们利用特制实验装置，依据学生要学习的相关物理知识和内容，创设一些精彩的物理魔术实验表演，抓住学生求知心理的特点，制作出种种让人不可思议、变幻莫测的假象，使学生难以识破其中奥秘，从而达到以假乱真的艺术效果。这种魔术实验是一门集知识性、科学性、趣味性于一体的艺术。如，讲授全反射时，将一个钢球用镊子夹住，放在蜡烛火焰上薰黑。讲课时，将薰黑的钢球放入烧杯中，学生观察到黑色的钢球变成银白色了，重新拿出来，还是黑色的。把魔术引进课堂，不仅能创设丰富的教学情景，调动学生学习的兴趣和热情，激发他们强烈的求知欲望，而且能通过揭示魔术背后丰富的物理知识，引导学生通过现象了解和掌握物理知识的内在联系与规律。又如，学习“惯性”后，如图1所示，在饮料瓶中充水留一气泡。当瓶子向前加速运动时，气泡向后运动；瓶子向后运动，气泡向前运动。这个“叛逆的气泡”魔术现象，与学生现有的惯性认识相矛盾是怎么回事呢？结合惯性知识可揭示其中的密秘：其实我们要研究的是水的惯性，气泡是被水推动向相反方向运动。这种呈现实验的方式，主要用于新课的引入，引起学生的注意力和浓厚的兴趣，从而创设真实的问题情境。

图1

二、趣味游戏式

游戏的魅力在某一种时空限制内，让人们能够以直接参与获得快感为主要目的，并在快乐中学会某种思考的活动。因此，我们用要学习的物理知识或物理规律制作一些实验装置为道具，通过理解和应用这些物理知识和规律，使游戏能按着规定的要求，完成得比较完美。这样学生在寓教娱乐中学习物理知识。如学习轮轴时，教师选择一个高大的男生和一个娇小的女生作比较力气的游戏：找一个一端较粗一端较细的木棍。让女生握住粗头，男生握住细头。游戏的要求，女生用力旋转，看男生是否能握住不旋转，结果男生以失败告终。同样的游戏，在学习摩擦力时还是找上次的两个同学，这回男生握住粗端，女生握住细端，旋转的结果还是男生输掉。这是因为粗端上抹了润滑剂，摩擦力小而失败。同样的实验装置，结果不尽相同能充分调动学生的学习热情，同时感受到科学力量的伟大。在讲授压强时，教师可以这样引入新课：找一个开口长方体容器，也可用木板自制一个。开口上面用白纸盖住并用自行车内胎的橡皮筋套牢。然后问学生，将这块砖放在这一单张纸上会掉下去吗？有说会掉下去的，有说不会的。教师放一下，将砖竖放在纸上面砖掉下去，这时猜测说对的同学高兴起来。再把砖取出，重新盖好白纸，这次将砖平放时，砖却没有掉下去，这时沉默的同学雀跃起来了。然后教师说：“想让砖掉就掉，不让掉就不掉。”重复操作时，大多数学生会发现是受力面积大小不同的原因造成的。这样引入压力作用效果与哪些因素有关的探究，定会收到事半功倍的效果。

三、体验感受式

人类知识的获得过程都是在一定的实践中体验感受后将经验积累起来。有些知识只有个体在实践中进行尝试体验后才能形成个体的经验并能在自己的认知结构中同化或顺应，从而丰富自己的知识组块。如，学生练习正确使用电流表、电压表时，无论教师强调多少遍，学生依旧有量程选择小的、正负接线柱接反的、串并联方式颠倒的。只有通过多次训练才能让学生在尝试错误的体验中，真正习得电表的正解使用方法和技能。反射光路是可逆的事实，教材一句话带过。学生遇到反射是可逆的情境时未必能够从贮存的认知结构中提取。若教师在讲桌上竖放一大的平面镜，师生通过平面镜“对眼”一次，那师生美好的微笑永驻心间。学生对反射光路是可逆的知识，印象会很深，再遇相关问题时，就会很容易唤醒认知结构中的贮存，能迅速地激活所提取的知识。实验体验感受同时在学生的大脑中能够形成清晰的实验操作及表象，有助于物理概念和知识的理解、巩固及应用。

四、自制竞赛式

一个实验往往有多种不同的方法和手段来实现。实验设计是最为关键和重要的环节，因为实验设计不仅是简单的画画，更主要是知识的应用、思维的活动、手段的选择，还是实践活动是否科学的检验。因此，教师为了要陶冶情操、巩固知识、发展思维，鼓励学生利用自己所学的知识进行多种实验设计，并从中选择能够利用生活用品及可能得到的实验器材，制作验证自己的猜想或实证结论的实验装置来实现设计的方案。自制竞赛式有两种形式：一是利用所学的知识自己设计小实验、小制作、小发明。如，学生利用电流的磁效应自制能检验家用电器周围存在变化的磁场的简易测验器。二是同一命题，用不同的方式来实现。如，浮力产生原因的演示装置就有很多种，从实践活动来看，学生至少能自制6种方案。其中我们认为有智慧创新的方案是如图2所示一个饮料瓶子，将上部分剪下来，倒扣入剩余的饮料瓶中。由于剪下的两部分口径相同，故按入时上部分会折皱与瓶子身形成空隙，能让水往瓶里流淌。开始加入水时，放入的弹力球在水的压力作用下并不浮起，随着水的增多，有水通过折皱的空隙流入下面的容器中。当下面容器的水充满时，弹力球就会上浮起来。这说明浮力的产生原因是向上和向下的压力差。这类实验经验是学期初制定相关的活动内容和竞赛方法，按时比赛表演、给予表彰鼓励和总结不足，才能有很好的促进活动的效果。

五、创新表演式

通过创新实验设计及室外大型表演能充分展示科学力量的所在，是培养学生创新实践能力的一种重要的形式，也是学生课堂知识学习的延续，更是知识与应用结合的实践活动。我们成功实践过的活动有：利用一个5号干电池，一只玩具电动机，其他非动力辅助材料，通过各种简单的机械相互有机的组合，可以拉动一个高大的中学生。整个装置用了两大部分装置：第一部分为齿轮装置，共有3级齿轮传动，由废旧机械座钟的齿轮构成；第二部分为轮轴装置，来自废旧自行车的后轮和链条。该实验命名为“力的放大”——神奇的机械。我们还利用海绵、弹簧、棉布、外包装等，从6楼顶层自由下落鸡蛋。从我们的几年实践来看，得到的最佳方案如图3所示。将鸡蛋用双面胶与3个气球粘在一起。这个方案结构简单、材料易得、价格便宜，但它蕴含着浮力、弹力、冲量等物理知识的综合应用。该实验命名为“不碎的鸡蛋”——为完好着陆器奠基。这些大型的室外活动，深受学生的喜欢，成为学生时代美好的记忆，是促进学生热爱物理及科学的最好催化剂。

综上所述，对于同一实验内容，教师结合课堂实验，可以用不同的方式呈现，目的是改变传统单调的直叙、演示、分组实验和现在一味的探究形式，从而让创新思维引进来，让学生兴趣升起来，让学生操作动起来，让学生参与起来。在新课程改革的背景下物理实验无论何种的呈现方式都应遵循以下几个原则：一是要尽可能体现物理实验教学改革的新理念和新思维；二是要与物理实验的内容和类型相适应匹配，不能为兴趣而兴趣；三是要充分考虑学生的知识基础和认知能力的发展水平。

【责任编辑 郭振玲】endprint

实验具有直观表象、促进思维、提高兴趣、简化过程、强化现象、纯化条件等功能，因此倍受编著、教师的重视。目前，实验教学方式主要有以教师为主的演示实验和以学生为主的分组实验两种。从满足学生探究需要、丰富学生的个性活动、实现学生动手操作等角度，我们对实验教学呈现方式进行了深入探讨，现归纳出如下几种有效的方式。

一、神秘魔术式

魔术的魅力贵在让人产生神奇不可能的心理效应，从而引起学生学习知识、探究规律的欲望。在实验教学中我们利用特制实验装置，依据学生要学习的相关物理知识和内容，创设一些精彩的物理魔术实验表演，抓住学生求知心理的特点，制作出种种让人不可思议、变幻莫测的假象，使学生难以识破其中奥秘，从而达到以假乱真的艺术效果。这种魔术实验是一门集知识性、科学性、趣味性于一体的艺术。如，讲授全反射时，将一个钢球用镊子夹住，放在蜡烛火焰上薰黑。讲课时，将薰黑的钢球放入烧杯中，学生观察到黑色的钢球变成银白色了，重新拿出来，还是黑色的。把魔术引进课堂，不仅能创设丰富的教学情景，调动学生学习的兴趣和热情，激发他们强烈的求知欲望，而且能通过揭示魔术背后丰富的物理知识，引导学生通过现象了解和掌握物理知识的内在联系与规律。又如，学习“惯性”后，如图1所示，在饮料瓶中充水留一气泡。当瓶子向前加速运动时，气泡向后运动；瓶子向后运动，气泡向前运动。这个“叛逆的气泡”魔术现象，与学生现有的惯性认识相矛盾是怎么回事呢？结合惯性知识可揭示其中的密秘：其实我们要研究的是水的惯性，气泡是被水推动向相反方向运动。这种呈现实验的方式，主要用于新课的引入，引起学生的注意力和浓厚的兴趣，从而创设真实的问题情境。

图1

二、趣味游戏式

游戏的魅力在某一种时空限制内，让人们能够以直接参与获得快感为主要目的，并在快乐中学会某种思考的活动。因此，我们用要学习的物理知识或物理规律制作一些实验装置为道具，通过理解和应用这些物理知识和规律，使游戏能按着规定的要求，完成得比较完美。这样学生在寓教娱乐中学习物理知识。如学习轮轴时，教师选择一个高大的男生和一个娇小的女生作比较力气的游戏：找一个一端较粗一端较细的木棍。让女生握住粗头，男生握住细头。游戏的要求，女生用力旋转，看男生是否能握住不旋转，结果男生以失败告终。同样的游戏，在学习摩擦力时还是找上次的两个同学，这回男生握住粗端，女生握住细端，旋转的结果还是男生输掉。这是因为粗端上抹了润滑剂，摩擦力小而失败。同样的实验装置，结果不尽相同能充分调动学生的学习热情，同时感受到科学力量的伟大。在讲授压强时，教师可以这样引入新课：找一个开口长方体容器，也可用木板自制一个。开口上面用白纸盖住并用自行车内胎的橡皮筋套牢。然后问学生，将这块砖放在这一单张纸上会掉下去吗？有说会掉下去的，有说不会的。教师放一下，将砖竖放在纸上面砖掉下去，这时猜测说对的同学高兴起来。再把砖取出，重新盖好白纸，这次将砖平放时，砖却没有掉下去，这时沉默的同学雀跃起来了。然后教师说：“想让砖掉就掉，不让掉就不掉。”重复操作时，大多数学生会发现是受力面积大小不同的原因造成的。这样引入压力作用效果与哪些因素有关的探究，定会收到事半功倍的效果。

三、体验感受式

人类知识的获得过程都是在一定的实践中体验感受后将经验积累起来。有些知识只有个体在实践中进行尝试体验后才能形成个体的经验并能在自己的认知结构中同化或顺应，从而丰富自己的知识组块。如，学生练习正确使用电流表、电压表时，无论教师强调多少遍，学生依旧有量程选择小的、正负接线柱接反的、串并联方式颠倒的。只有通过多次训练才能让学生在尝试错误的体验中，真正习得电表的正解使用方法和技能。反射光路是可逆的事实，教材一句话带过。学生遇到反射是可逆的情境时未必能够从贮存的认知结构中提取。若教师在讲桌上竖放一大的平面镜，师生通过平面镜“对眼”一次，那师生美好的微笑永驻心间。学生对反射光路是可逆的知识，印象会很深，再遇相关问题时，就会很容易唤醒认知结构中的贮存，能迅速地激活所提取的知识。实验体验感受同时在学生的大脑中能够形成清晰的实验操作及表象，有助于物理概念和知识的理解、巩固及应用。

四、自制竞赛式

一个实验往往有多种不同的方法和手段来实现。实验设计是最为关键和重要的环节，因为实验设计不仅是简单的画画，更主要是知识的应用、思维的活动、手段的选择，还是实践活动是否科学的检验。因此，教师为了要陶冶情操、巩固知识、发展思维，鼓励学生利用自己所学的知识进行多种实验设计，并从中选择能够利用生活用品及可能得到的实验器材，制作验证自己的猜想或实证结论的实验装置来实现设计的方案。自制竞赛式有两种形式：一是利用所学的知识自己设计小实验、小制作、小发明。如，学生利用电流的磁效应自制能检验家用电器周围存在变化的磁场的简易测验器。二是同一命题，用不同的方式来实现。如，浮力产生原因的演示装置就有很多种，从实践活动来看，学生至少能自制6种方案。其中我们认为有智慧创新的方案是如图2所示一个饮料瓶子，将上部分剪下来，倒扣入剩余的饮料瓶中。由于剪下的两部分口径相同，故按入时上部分会折皱与瓶子身形成空隙，能让水往瓶里流淌。开始加入水时，放入的弹力球在水的压力作用下并不浮起，随着水的增多，有水通过折皱的空隙流入下面的容器中。当下面容器的水充满时，弹力球就会上浮起来。这说明浮力的产生原因是向上和向下的压力差。这类实验经验是学期初制定相关的活动内容和竞赛方法，按时比赛表演、给予表彰鼓励和总结不足，才能有很好的促进活动的效果。

五、创新表演式

通过创新实验设计及室外大型表演能充分展示科学力量的所在，是培养学生创新实践能力的一种重要的形式，也是学生课堂知识学习的延续，更是知识与应用结合的实践活动。我们成功实践过的活动有：利用一个5号干电池，一只玩具电动机，其他非动力辅助材料，通过各种简单的机械相互有机的组合，可以拉动一个高大的中学生。整个装置用了两大部分装置：第一部分为齿轮装置，共有3级齿轮传动，由废旧机械座钟的齿轮构成；第二部分为轮轴装置，来自废旧自行车的后轮和链条。该实验命名为“力的放大”——神奇的机械。我们还利用海绵、弹簧、棉布、外包装等，从6楼顶层自由下落鸡蛋。从我们的几年实践来看，得到的最佳方案如图3所示。将鸡蛋用双面胶与3个气球粘在一起。这个方案结构简单、材料易得、价格便宜，但它蕴含着浮力、弹力、冲量等物理知识的综合应用。该实验命名为“不碎的鸡蛋”——为完好着陆器奠基。这些大型的室外活动，深受学生的喜欢，成为学生时代美好的记忆，是促进学生热爱物理及科学的最好催化剂。

综上所述，对于同一实验内容，教师结合课堂实验，可以用不同的方式呈现，目的是改变传统单调的直叙、演示、分组实验和现在一味的探究形式，从而让创新思维引进来，让学生兴趣升起来，让学生操作动起来，让学生参与起来。在新课程改革的背景下物理实验无论何种的呈现方式都应遵循以下几个原则：一是要尽可能体现物理实验教学改革的新理念和新思维；二是要与物理实验的内容和类型相适应匹配，不能为兴趣而兴趣；三是要充分考虑学生的知识基础和认知能力的发展水平。

【责任编辑 郭振玲】endprint