實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)、重要內(nèi)容。重要方法和重要手段，在教學(xué)中具有舉足輕重的地位和作用。但是，在如今的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，仍存在著一些明顯的不足，至使實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能得不到充分的發(fā)揮，主要表現(xiàn)有：
“只注重實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，不注重實(shí)驗(yàn)過程的教學(xué)質(zhì)量”；
“學(xué)生實(shí)驗(yàn)只注意動(dòng)手能力的訓(xùn)練，不重視思維能力的培養(yǎng)”；
“測量、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，探索、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少”；
“只重視獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論，不重視展示實(shí)驗(yàn)過程”；
“只注重實(shí)驗(yàn)的操作或演示，忽視實(shí)驗(yàn)過程的問題設(shè)置”；
“實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容單層次、單側(cè)面，沒有形成結(jié)構(gòu)”；
“實(shí)驗(yàn)演示過程只重視教師主導(dǎo)作用，不重視發(fā)揮學(xué)生的主體作用”；
“實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程收斂有余，發(fā)散不足”等。
教學(xué)調(diào)查表明，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使多數(shù)學(xué)生產(chǎn)生“實(shí)驗(yàn)只是看看有味，做做有趣、實(shí)際并沒有多大意思（或作用）”的反應(yīng)。在教學(xué)中我們只是憑著物理實(shí)驗(yàn)本身具有的形象鮮明的特點(diǎn)，自然地激發(fā)和滿足了學(xué)生的知覺好奇，而忽視了思維由形象向抽象的提升，以及更高層次的思維動(dòng)機(jī)的激發(fā)和強(qiáng)化。例如教學(xué)“物體內(nèi)能的變化、熱和功”時(shí)有個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：壓縮厚玻璃筒中的空氣，使空氣內(nèi)能增加溫度升高，從而使筒內(nèi)易燃物著火。實(shí)驗(yàn)中明亮的火花給學(xué)生以鮮明深刻的印象。然而，實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是什么（空氣）？為什么要放入易燃物（顯示氣溫的升高）？實(shí)驗(yàn)要說明什么？對(duì)這一系列重要的問題，在火花閃過之后學(xué)生常常仍不清晰、不明確，強(qiáng)烈的視覺感受反而抑制了對(duì)重要問題的關(guān)注與思考。但若改變教材上一舉成功的做法，而是實(shí)驗(yàn)時(shí)厚玻璃簡內(nèi)先不放易燃物，壓縮筒內(nèi)空氣。要求學(xué)生仔細(xì)觀察空氣的內(nèi)能有無增加。學(xué)生就會(huì)感到困惑：空氣內(nèi)能增加與否怎能看得見？！此時(shí)自然地引出一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問題情境：怎樣變“不可見”為“可見”？順著這樣的思路展開過程組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由于實(shí)驗(yàn)是學(xué)生主動(dòng)參與設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)目的明確，實(shí)驗(yàn)后學(xué)生無論是對(duì)實(shí)驗(yàn)所揭示的結(jié)論還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想均留下了深刻的認(rèn)識(shí)和理解，甚至終生難忘?！?BR> 可見，重視問題情境的創(chuàng)設(shè)和思維動(dòng)機(jī)的激發(fā)是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的一條有效途徑。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為載體展開過程，以問題為線索，力求實(shí)驗(yàn)與思維有機(jī)結(jié)合，層層遞進(jìn)，使學(xué)生始終處于積極參與的狀態(tài)之中，這樣既優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程，展現(xiàn)了物理學(xué)自身的勉力，又符合素質(zhì)教育對(duì)物理教學(xué)的要求。
一、創(chuàng)設(shè)問題情境，展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)思想是為了解決問題而思維的結(jié)果，對(duì)于課本上大量的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，我們不能采取簡單的“拿來主義”，照方抓藥，機(jī)械操作，而應(yīng)該通過創(chuàng)設(shè)問題情境，如：“應(yīng)該進(jìn)行怎樣的設(shè)計(jì)？”“為什么要這樣做？”“換一種方法能不能做？”等等，有意識(shí)地創(chuàng)造一種探索的氛圍，盡量展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，使之成為師生共同參與的“亞研究”過程。以此來滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。
例如“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，我先給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生體驗(yàn)如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜ゴ_定研究對(duì)象。接著提出如下問題，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論。
問題1：利用什么器材能使小球獲得穩(wěn)定的速度？
結(jié)論：利用斜槽，并讓小球從等高處靜止釋放。
問題2：設(shè)計(jì)怎樣的碰撞過程可使實(shí)驗(yàn)簡單又合理？
結(jié)論：一球靜止，對(duì)心正碰。
問題3：根據(jù)提供器材能否直接測量小球碰撞前后的速度？利用學(xué)過的運(yùn)動(dòng)知識(shí)，是否可以進(jìn)行物理量的轉(zhuǎn)化測量？還應(yīng)該設(shè)計(jì)怎樣的運(yùn)動(dòng)過程？
結(jié)論：等高平拋，將較難測量的速度巧妙轉(zhuǎn)化為較易測量的位移，等等。
問題4：請(qǐng)同學(xué)們自己設(shè)計(jì)其它實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。
結(jié)論：兩擺球的擺動(dòng)碰撞；斜面上的小車碰在（利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）；沖擊擺裝置；氣墊導(dǎo)軌?；瑝K和數(shù)字計(jì)數(shù)器等。
對(duì)于物理學(xué)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，我們也應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生去追溯物理學(xué)家思考研究的源頭，他們那精巧的設(shè)計(jì)，獨(dú)到的方法、深刻的分析，都是值得我們繼承和發(fā)揚(yáng)的瑰寶。例如伽利略研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，曾無數(shù)次進(jìn)行斜面實(shí)驗(yàn)，為什么選用斜面？（沖淡重力，放大時(shí)間）：卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)，第測得了萬有引力恒量，它是如何放大微小引力的作用效果的？實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)中進(jìn)行了哪三次轉(zhuǎn)化和三次放大？等等，從中吸取物理思想的營養(yǎng)。
二、創(chuàng)設(shè)問題情境，拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
物理規(guī)律的表現(xiàn)形式是多層次、多側(cè)面的，各種物理現(xiàn)象也是豐滿、立體的，但教材為我們提供的實(shí)驗(yàn)方案卻往往著眼于單層次、單側(cè)面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因而有著較大的局限性或單調(diào)性。為此，我們有必要對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购脱a(bǔ)充，積極創(chuàng)設(shè)問題情境，盡量讓學(xué)生能從多層次、全方位地去認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的全貌。
例如，教學(xué)“變壓器”課題時(shí)，教材僅利用幾個(gè)定量實(shí)驗(yàn)近似地得出了理想變壓器的電壓關(guān)系、電流關(guān)系或功率關(guān)系。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)，學(xué)生對(duì)變壓器難以留下深刻的印象；為充分展示變壓器的工作原理和工作特性，我們可以在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，盡量豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，變靜態(tài)實(shí)驗(yàn)為動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境如下。
問題1：當(dāng)變壓器原副線圈的匝數(shù)之比發(fā)生變化（變大或變?。r(shí)，副線圈的輸出電壓將隨之怎樣變化？
演示實(shí)驗(yàn)如圖1（a），將導(dǎo)線繞上鐵芯或逐漸拉出，觀察燈泡亮度變化而得出結(jié)論。
問題2：若鐵芯沒有閉合，原副線圈有無發(fā)生電磁感應(yīng)？那么閉合鐵芯起何作用？演示實(shí)驗(yàn)如圖1（b），將鐵芯逐漸閉合，觀察燈泡亮度變化而得出結(jié)論。
問題3：當(dāng)變壓器的負(fù)載（或負(fù)載電阻）發(fā)生變化時(shí)，原副線圈中的電流，輸入、輸出功率將會(huì)如何改變？
演示實(shí)驗(yàn)如圖1（C），將電鍵逐個(gè)閉合，使燈泡依次都接入電路，觀察電流表示數(shù)的變化，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
教學(xué)實(shí)踐表明，只有建立在如此豐厚的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的物理概念、規(guī)律或模型，才能使學(xué)生建構(gòu)起良好的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)。
三、創(chuàng)設(shè)問題情境，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的演示過程
傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)常只讓學(xué)生看看表演，先是“教師做、學(xué)生看”，后是“教師講，學(xué)生聽”，而忽視了學(xué)生主體的思維動(dòng)機(jī)的激發(fā)，這樣實(shí)驗(yàn)得出的物理規(guī)律教師認(rèn)為是“顯然”，可是對(duì)于學(xué)生來說，有時(shí)候卻是“漠然”。因此，有的演示實(shí)驗(yàn)之所以未能起到很好的作用，往往不是演示實(shí)驗(yàn)本身失敗了，而是教師不能為演示過程創(chuàng)設(shè)良好的問題情境所造成。
教學(xué)“變壓器”課題時(shí)，我們常通過實(shí)驗(yàn)演示來說明直流電不能利用變壓器改變電壓，一位老師在實(shí)驗(yàn)前事先作了結(jié)論性的說明：“直流電不能用變壓器變壓，僅管原線圈通電，但副線圈的輸出是零，現(xiàn)在老師用如圖2電路來驗(yàn)證。”當(dāng)閉合原線圈電路時(shí)，副線圈電壓表有明顯擺動(dòng)，爾后再緩慢回歸零點(diǎn)。這一現(xiàn)象與事先的說明存在反差而導(dǎo)致“干擾雖小卻影響很深”，雖然他對(duì)通電→持續(xù)→斷開過程再作一番分析解釋，但仍留下一種缺憾。若先提出問題：“直流電可以通過變壓器改變電壓嗎？如果將如圖2電路中電鍍閉合，電壓表的示數(shù)增況怎樣？請(qǐng)大家觀察實(shí)驗(yàn)”。當(dāng)出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象時(shí)，就可從容地用電磁感應(yīng)知識(shí)作出解釋，得出“恒定電流不能通過變壓器變壓”的結(jié)論，較好地達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的目的。
實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)的問題情境，應(yīng)盡量做到“以疑激思”、“以疑誘思”，不斷為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)懸念、正疑，激發(fā)主體思維大限度地參與實(shí)驗(yàn)的演示過程中，基于這一思想，上述演示實(shí)驗(yàn)還可以創(chuàng)設(shè)如下的情境組織教學(xué)。
情境1：如圖2所示，原副線自匝數(shù)分別為n1＝800匝，n2＝160匝，蓄電池的輸出電壓為12V，則伏特表的示數(shù)多大？學(xué)生通過計(jì)算所得結(jié)果皆為2．4V。
情境2：現(xiàn)已完全按照?qǐng)D2接好電路，請(qǐng)大家仔細(xì)觀出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。演示時(shí)先將電壓表用“頭蓋”這起來，先合上S，并實(shí)問學(xué)生“你們猜猜，它到底幾伏？”當(dāng)揭去“頭蓋”時(shí)，電壓表指針穩(wěn)科地指在本位置上，給了學(xué)生一個(gè)出乎意料的結(jié)果。許多學(xué)生馬上晃然大悟，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出了正確的解釋。
情境3：接著將S打開時(shí)，指針卻發(fā)生了們轉(zhuǎn)，為什么會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象？再次激起了學(xué)生的思考，學(xué)生思維高度集中，討論后皆能作出正確解答。
情境4：然后再把通電→持續(xù)→斷開完整地展示，觀察到伏特表指針出現(xiàn)右偏→不偏→左偏的現(xiàn)象，讓學(xué)生清晰理解這一過程并得出結(jié)論。
整個(gè)演示過程跌宕有致而又極為流暢，充分喚起了學(xué)生的思維，大大提高了實(shí)驗(yàn)演示的檔次和品味，演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能得到了充分的發(fā)揮。
四、創(chuàng)設(shè)問題的情境，加大實(shí)驗(yàn)的分析力度
物理實(shí)驗(yàn)的演示不但要演示操作、演示觀察，更要演示對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。許多教師急于開始和完成操作，急于用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物理事實(shí)建立概念與歸納規(guī)律，而忽視了對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和觀察結(jié)論的分析，沒有充分拓展實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)屬性和現(xiàn)象之間的因果關(guān)系，導(dǎo)致物理規(guī)律得出較為生硬，牽強(qiáng)而不自然，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想。
因此，演示實(shí)驗(yàn)完畢后，我們要以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù)，創(chuàng)設(shè)問題情境，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用邏輯推理及歸納法對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析、綜合、抽象和概括，透過物理現(xiàn)象尋找物理本質(zhì)，幫助學(xué)生形成正確的物理概念或發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。例如在“楞次定律”實(shí)驗(yàn)演示后，我們把四種操作過程中感應(yīng)電流的磁場B′的方向與原磁場B的方向及原磁場磁通量ψ的變化三者關(guān)系記錄如圖3。
對(duì)上述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，我們應(yīng)通過精心設(shè)計(jì)問題，盡可能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種探索、研究的情境，引導(dǎo)他們主動(dòng)去分析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
問題1：比較第二、第四行的記錄內(nèi)容，可以看出，感應(yīng)電流的磁場B′的方向并非僅由原磁場B的方向決定，它還與什么因素有關(guān)？（磁通量ψ的變化）
同理，比較第三、第四行的記錄，可以看出，感應(yīng)電流的磁場B′的方向也并不僅由磁通量的變化決定，它還與什么因素有關(guān)？（原磁場B的方向）
可見感應(yīng)電流的方向（或感應(yīng)電流的磁場方向）是一個(gè)多因素決定的問題，比較復(fù)雜，但我們堅(jiān)信，這種復(fù)雜現(xiàn)象的背后，一定存在著一個(gè)簡單的關(guān)系，為了尋求這一關(guān)系，我們?cè)噷′與B的方向并在一起填人表中第五行，換一個(gè)角度進(jìn)行比較分析。
問題2：對(duì)比第三行和第五行：在①③兩種情形下，表現(xiàn)出的現(xiàn)象有哪些共同性？（ψ都增加，B′與B的方向都相反），據(jù)此我們可以得出怎樣的結(jié)論？（當(dāng)ψ增加時(shí)，B′與B的方向相反）。同樣，在②④兩種情形中，表現(xiàn)出的現(xiàn)象又有哪些共同性？可以得出怎樣的結(jié)論？
從以上分析我們概括出了兩條簡單的結(jié)論，但還沒有深刻揭示出結(jié)果（B′與B方向的關(guān)系）與原因（Φ的變化）的關(guān)系。為此，還須繼續(xù)尋找兩條結(jié)論的共同性，并作進(jìn)一步的概括。
問題3：當(dāng)Φ增加時(shí)，B′與B的方向相反，B′對(duì)Φ的增加起什么作用？（阻礙）當(dāng)Φ減少時(shí)，B′與B的方向相同，B′對(duì)Φ的減少起什么作用？（阻礙）
至此可以作怎樣的概括？（感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙原磁場磁通量的變化）
這樣就自然地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)中的一條重要規(guī)律──楞次定律。
五、創(chuàng)設(shè)問題情境，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)成果
實(shí)驗(yàn)完成之后，不但要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、總結(jié)，并且要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)难由欤M可能擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的成果，通過創(chuàng)設(shè)問題情境來借題發(fā)揮，“一題多解”、“一題多變”、“一物多聯(lián)”等，從不同角度，用不同方法進(jìn)行變式實(shí)驗(yàn)，這對(duì)深化理解物理知識(shí)，克服思維定勢，促進(jìn)知識(shí)的遷移和運(yùn)用都十分有益。
例如，教學(xué)“電場中的導(dǎo)體”課題時(shí)，教材中用法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證“處于靜電平衡狀態(tài)下的帶電導(dǎo)體，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷”。分別通過（如圖4）甲、乙所示的兩次操作，有力地證明了上述結(jié)論的正確性。演示到此我們并不作罷，而是繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境，進(jìn)行變式實(shí)驗(yàn)?！?BR>
問題1：如圖5所示的兩個(gè)驗(yàn)電器A與B的頂端各安裝了一個(gè)金屬圓筒，驗(yàn)電器B帶有電荷?，F(xiàn)若用帶有絕緣柄的金屬小球e把B上的電荷盡量多的搬移至A，應(yīng)把e分別與B及A的外壁接觸還是內(nèi)壁接觸？為什么？重復(fù)多次后A的箱片張角能否比B的箔片張角大？
問題2：在如圖4實(shí)驗(yàn)中，如果我們不用e，而是用絕緣的導(dǎo)線將A的金屬球與C的外部連接，這時(shí)A、B的箔片張角將如何變化？為什么？若導(dǎo)線連接的是C的內(nèi)部，情況又怎樣？
問題3：如圖5實(shí)驗(yàn)中，如果我們也不用e，而用絕緣的導(dǎo)線連接A和B，則應(yīng)如何連接才能使A帶上較多的電荷？為什么？
這些新的問題激發(fā)了學(xué)生新的熱情和思維，這時(shí)我并沒有急于實(shí)驗(yàn)，而是讓學(xué)生展開討論，對(duì)問題進(jìn)行分析解釋，充分發(fā)表見解，之后才用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，當(dāng)學(xué)生分析出錯(cuò)時(shí)，利用靜電平衡知識(shí)給予啟發(fā)式點(diǎn)撥。這樣通過對(duì)一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的繼續(xù)，深化了學(xué)生對(duì)電場知識(shí)的理解，優(yōu)化了學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)，對(duì)提高學(xué)生的解題能力也大有裨益。
總之，不能認(rèn)為有了實(shí)驗(yàn)就一定是啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生一定會(huì)學(xué)得生動(dòng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，與其說是操作技術(shù)問題，還不如說是教學(xué)觀的問題，確認(rèn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)，積極創(chuàng)設(shè)問題情境，充分喚起學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋分析，并發(fā)展實(shí)驗(yàn)的成果，是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的根本途徑。
“只注重實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，不注重實(shí)驗(yàn)過程的教學(xué)質(zhì)量”；
“學(xué)生實(shí)驗(yàn)只注意動(dòng)手能力的訓(xùn)練，不重視思維能力的培養(yǎng)”；
“測量、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，探索、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少”；
“只重視獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論，不重視展示實(shí)驗(yàn)過程”；
“只注重實(shí)驗(yàn)的操作或演示，忽視實(shí)驗(yàn)過程的問題設(shè)置”；
“實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容單層次、單側(cè)面，沒有形成結(jié)構(gòu)”；
“實(shí)驗(yàn)演示過程只重視教師主導(dǎo)作用，不重視發(fā)揮學(xué)生的主體作用”；
“實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程收斂有余，發(fā)散不足”等。
教學(xué)調(diào)查表明，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使多數(shù)學(xué)生產(chǎn)生“實(shí)驗(yàn)只是看看有味，做做有趣、實(shí)際并沒有多大意思（或作用）”的反應(yīng)。在教學(xué)中我們只是憑著物理實(shí)驗(yàn)本身具有的形象鮮明的特點(diǎn)，自然地激發(fā)和滿足了學(xué)生的知覺好奇，而忽視了思維由形象向抽象的提升，以及更高層次的思維動(dòng)機(jī)的激發(fā)和強(qiáng)化。例如教學(xué)“物體內(nèi)能的變化、熱和功”時(shí)有個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：壓縮厚玻璃筒中的空氣，使空氣內(nèi)能增加溫度升高，從而使筒內(nèi)易燃物著火。實(shí)驗(yàn)中明亮的火花給學(xué)生以鮮明深刻的印象。然而，實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是什么（空氣）？為什么要放入易燃物（顯示氣溫的升高）？實(shí)驗(yàn)要說明什么？對(duì)這一系列重要的問題，在火花閃過之后學(xué)生常常仍不清晰、不明確，強(qiáng)烈的視覺感受反而抑制了對(duì)重要問題的關(guān)注與思考。但若改變教材上一舉成功的做法，而是實(shí)驗(yàn)時(shí)厚玻璃簡內(nèi)先不放易燃物，壓縮筒內(nèi)空氣。要求學(xué)生仔細(xì)觀察空氣的內(nèi)能有無增加。學(xué)生就會(huì)感到困惑：空氣內(nèi)能增加與否怎能看得見？！此時(shí)自然地引出一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問題情境：怎樣變“不可見”為“可見”？順著這樣的思路展開過程組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由于實(shí)驗(yàn)是學(xué)生主動(dòng)參與設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)目的明確，實(shí)驗(yàn)后學(xué)生無論是對(duì)實(shí)驗(yàn)所揭示的結(jié)論還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想均留下了深刻的認(rèn)識(shí)和理解，甚至終生難忘?！?BR> 可見，重視問題情境的創(chuàng)設(shè)和思維動(dòng)機(jī)的激發(fā)是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的一條有效途徑。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為載體展開過程，以問題為線索，力求實(shí)驗(yàn)與思維有機(jī)結(jié)合，層層遞進(jìn)，使學(xué)生始終處于積極參與的狀態(tài)之中，這樣既優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程，展現(xiàn)了物理學(xué)自身的勉力，又符合素質(zhì)教育對(duì)物理教學(xué)的要求。
一、創(chuàng)設(shè)問題情境，展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)思想是為了解決問題而思維的結(jié)果，對(duì)于課本上大量的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，我們不能采取簡單的“拿來主義”，照方抓藥，機(jī)械操作，而應(yīng)該通過創(chuàng)設(shè)問題情境，如：“應(yīng)該進(jìn)行怎樣的設(shè)計(jì)？”“為什么要這樣做？”“換一種方法能不能做？”等等，有意識(shí)地創(chuàng)造一種探索的氛圍，盡量展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，使之成為師生共同參與的“亞研究”過程。以此來滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。
例如“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，我先給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生體驗(yàn)如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜ゴ_定研究對(duì)象。接著提出如下問題，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論。
問題1：利用什么器材能使小球獲得穩(wěn)定的速度？
結(jié)論：利用斜槽，并讓小球從等高處靜止釋放。
問題2：設(shè)計(jì)怎樣的碰撞過程可使實(shí)驗(yàn)簡單又合理？
結(jié)論：一球靜止，對(duì)心正碰。
問題3：根據(jù)提供器材能否直接測量小球碰撞前后的速度？利用學(xué)過的運(yùn)動(dòng)知識(shí)，是否可以進(jìn)行物理量的轉(zhuǎn)化測量？還應(yīng)該設(shè)計(jì)怎樣的運(yùn)動(dòng)過程？
結(jié)論：等高平拋，將較難測量的速度巧妙轉(zhuǎn)化為較易測量的位移，等等。
問題4：請(qǐng)同學(xué)們自己設(shè)計(jì)其它實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。
結(jié)論：兩擺球的擺動(dòng)碰撞；斜面上的小車碰在（利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）；沖擊擺裝置；氣墊導(dǎo)軌?；瑝K和數(shù)字計(jì)數(shù)器等。
對(duì)于物理學(xué)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，我們也應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生去追溯物理學(xué)家思考研究的源頭，他們那精巧的設(shè)計(jì)，獨(dú)到的方法、深刻的分析，都是值得我們繼承和發(fā)揚(yáng)的瑰寶。例如伽利略研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，曾無數(shù)次進(jìn)行斜面實(shí)驗(yàn)，為什么選用斜面？（沖淡重力，放大時(shí)間）：卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)，第測得了萬有引力恒量，它是如何放大微小引力的作用效果的？實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)中進(jìn)行了哪三次轉(zhuǎn)化和三次放大？等等，從中吸取物理思想的營養(yǎng)。
二、創(chuàng)設(shè)問題情境，拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
物理規(guī)律的表現(xiàn)形式是多層次、多側(cè)面的，各種物理現(xiàn)象也是豐滿、立體的，但教材為我們提供的實(shí)驗(yàn)方案卻往往著眼于單層次、單側(cè)面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因而有著較大的局限性或單調(diào)性。為此，我們有必要對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购脱a(bǔ)充，積極創(chuàng)設(shè)問題情境，盡量讓學(xué)生能從多層次、全方位地去認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的全貌。
例如，教學(xué)“變壓器”課題時(shí)，教材僅利用幾個(gè)定量實(shí)驗(yàn)近似地得出了理想變壓器的電壓關(guān)系、電流關(guān)系或功率關(guān)系。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)，學(xué)生對(duì)變壓器難以留下深刻的印象；為充分展示變壓器的工作原理和工作特性，我們可以在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，盡量豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，變靜態(tài)實(shí)驗(yàn)為動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境如下。
問題1：當(dāng)變壓器原副線圈的匝數(shù)之比發(fā)生變化（變大或變?。r(shí)，副線圈的輸出電壓將隨之怎樣變化？
演示實(shí)驗(yàn)如圖1（a），將導(dǎo)線繞上鐵芯或逐漸拉出，觀察燈泡亮度變化而得出結(jié)論。
問題2：若鐵芯沒有閉合，原副線圈有無發(fā)生電磁感應(yīng)？那么閉合鐵芯起何作用？演示實(shí)驗(yàn)如圖1（b），將鐵芯逐漸閉合，觀察燈泡亮度變化而得出結(jié)論。
問題3：當(dāng)變壓器的負(fù)載（或負(fù)載電阻）發(fā)生變化時(shí)，原副線圈中的電流，輸入、輸出功率將會(huì)如何改變？
演示實(shí)驗(yàn)如圖1（C），將電鍵逐個(gè)閉合，使燈泡依次都接入電路，觀察電流表示數(shù)的變化，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
教學(xué)實(shí)踐表明，只有建立在如此豐厚的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的物理概念、規(guī)律或模型，才能使學(xué)生建構(gòu)起良好的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)。
三、創(chuàng)設(shè)問題情境，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的演示過程
傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)常只讓學(xué)生看看表演，先是“教師做、學(xué)生看”，后是“教師講，學(xué)生聽”，而忽視了學(xué)生主體的思維動(dòng)機(jī)的激發(fā)，這樣實(shí)驗(yàn)得出的物理規(guī)律教師認(rèn)為是“顯然”，可是對(duì)于學(xué)生來說，有時(shí)候卻是“漠然”。因此，有的演示實(shí)驗(yàn)之所以未能起到很好的作用，往往不是演示實(shí)驗(yàn)本身失敗了，而是教師不能為演示過程創(chuàng)設(shè)良好的問題情境所造成。
教學(xué)“變壓器”課題時(shí)，我們常通過實(shí)驗(yàn)演示來說明直流電不能利用變壓器改變電壓，一位老師在實(shí)驗(yàn)前事先作了結(jié)論性的說明：“直流電不能用變壓器變壓，僅管原線圈通電，但副線圈的輸出是零，現(xiàn)在老師用如圖2電路來驗(yàn)證。”當(dāng)閉合原線圈電路時(shí)，副線圈電壓表有明顯擺動(dòng)，爾后再緩慢回歸零點(diǎn)。這一現(xiàn)象與事先的說明存在反差而導(dǎo)致“干擾雖小卻影響很深”，雖然他對(duì)通電→持續(xù)→斷開過程再作一番分析解釋，但仍留下一種缺憾。若先提出問題：“直流電可以通過變壓器改變電壓嗎？如果將如圖2電路中電鍍閉合，電壓表的示數(shù)增況怎樣？請(qǐng)大家觀察實(shí)驗(yàn)”。當(dāng)出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象時(shí)，就可從容地用電磁感應(yīng)知識(shí)作出解釋，得出“恒定電流不能通過變壓器變壓”的結(jié)論，較好地達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的目的。
實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)的問題情境，應(yīng)盡量做到“以疑激思”、“以疑誘思”，不斷為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)懸念、正疑，激發(fā)主體思維大限度地參與實(shí)驗(yàn)的演示過程中，基于這一思想，上述演示實(shí)驗(yàn)還可以創(chuàng)設(shè)如下的情境組織教學(xué)。
情境1：如圖2所示，原副線自匝數(shù)分別為n1＝800匝，n2＝160匝，蓄電池的輸出電壓為12V，則伏特表的示數(shù)多大？學(xué)生通過計(jì)算所得結(jié)果皆為2．4V。
情境2：現(xiàn)已完全按照?qǐng)D2接好電路，請(qǐng)大家仔細(xì)觀出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。演示時(shí)先將電壓表用“頭蓋”這起來，先合上S，并實(shí)問學(xué)生“你們猜猜，它到底幾伏？”當(dāng)揭去“頭蓋”時(shí)，電壓表指針穩(wěn)科地指在本位置上，給了學(xué)生一個(gè)出乎意料的結(jié)果。許多學(xué)生馬上晃然大悟，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出了正確的解釋。
情境3：接著將S打開時(shí)，指針卻發(fā)生了們轉(zhuǎn)，為什么會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象？再次激起了學(xué)生的思考，學(xué)生思維高度集中，討論后皆能作出正確解答。
情境4：然后再把通電→持續(xù)→斷開完整地展示，觀察到伏特表指針出現(xiàn)右偏→不偏→左偏的現(xiàn)象，讓學(xué)生清晰理解這一過程并得出結(jié)論。
整個(gè)演示過程跌宕有致而又極為流暢，充分喚起了學(xué)生的思維，大大提高了實(shí)驗(yàn)演示的檔次和品味，演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能得到了充分的發(fā)揮。
四、創(chuàng)設(shè)問題的情境，加大實(shí)驗(yàn)的分析力度
物理實(shí)驗(yàn)的演示不但要演示操作、演示觀察，更要演示對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。許多教師急于開始和完成操作，急于用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物理事實(shí)建立概念與歸納規(guī)律，而忽視了對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和觀察結(jié)論的分析，沒有充分拓展實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)屬性和現(xiàn)象之間的因果關(guān)系，導(dǎo)致物理規(guī)律得出較為生硬，牽強(qiáng)而不自然，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想。
因此，演示實(shí)驗(yàn)完畢后，我們要以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù)，創(chuàng)設(shè)問題情境，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用邏輯推理及歸納法對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析、綜合、抽象和概括，透過物理現(xiàn)象尋找物理本質(zhì)，幫助學(xué)生形成正確的物理概念或發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。例如在“楞次定律”實(shí)驗(yàn)演示后，我們把四種操作過程中感應(yīng)電流的磁場B′的方向與原磁場B的方向及原磁場磁通量ψ的變化三者關(guān)系記錄如圖3。
對(duì)上述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，我們應(yīng)通過精心設(shè)計(jì)問題，盡可能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種探索、研究的情境，引導(dǎo)他們主動(dòng)去分析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
問題1：比較第二、第四行的記錄內(nèi)容，可以看出，感應(yīng)電流的磁場B′的方向并非僅由原磁場B的方向決定，它還與什么因素有關(guān)？（磁通量ψ的變化）
同理，比較第三、第四行的記錄，可以看出，感應(yīng)電流的磁場B′的方向也并不僅由磁通量的變化決定，它還與什么因素有關(guān)？（原磁場B的方向）
可見感應(yīng)電流的方向（或感應(yīng)電流的磁場方向）是一個(gè)多因素決定的問題，比較復(fù)雜，但我們堅(jiān)信，這種復(fù)雜現(xiàn)象的背后，一定存在著一個(gè)簡單的關(guān)系，為了尋求這一關(guān)系，我們?cè)噷′與B的方向并在一起填人表中第五行，換一個(gè)角度進(jìn)行比較分析。
問題2：對(duì)比第三行和第五行：在①③兩種情形下，表現(xiàn)出的現(xiàn)象有哪些共同性？（ψ都增加，B′與B的方向都相反），據(jù)此我們可以得出怎樣的結(jié)論？（當(dāng)ψ增加時(shí)，B′與B的方向相反）。同樣，在②④兩種情形中，表現(xiàn)出的現(xiàn)象又有哪些共同性？可以得出怎樣的結(jié)論？
從以上分析我們概括出了兩條簡單的結(jié)論，但還沒有深刻揭示出結(jié)果（B′與B方向的關(guān)系）與原因（Φ的變化）的關(guān)系。為此，還須繼續(xù)尋找兩條結(jié)論的共同性，并作進(jìn)一步的概括。
問題3：當(dāng)Φ增加時(shí)，B′與B的方向相反，B′對(duì)Φ的增加起什么作用？（阻礙）當(dāng)Φ減少時(shí)，B′與B的方向相同，B′對(duì)Φ的減少起什么作用？（阻礙）
至此可以作怎樣的概括？（感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙原磁場磁通量的變化）
這樣就自然地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)中的一條重要規(guī)律──楞次定律。
五、創(chuàng)設(shè)問題情境，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)成果
實(shí)驗(yàn)完成之后，不但要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、總結(jié)，并且要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)难由欤M可能擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的成果，通過創(chuàng)設(shè)問題情境來借題發(fā)揮，“一題多解”、“一題多變”、“一物多聯(lián)”等，從不同角度，用不同方法進(jìn)行變式實(shí)驗(yàn)，這對(duì)深化理解物理知識(shí)，克服思維定勢，促進(jìn)知識(shí)的遷移和運(yùn)用都十分有益。
例如，教學(xué)“電場中的導(dǎo)體”課題時(shí)，教材中用法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證“處于靜電平衡狀態(tài)下的帶電導(dǎo)體，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷”。分別通過（如圖4）甲、乙所示的兩次操作，有力地證明了上述結(jié)論的正確性。演示到此我們并不作罷，而是繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境，進(jìn)行變式實(shí)驗(yàn)?！?BR>
問題1：如圖5所示的兩個(gè)驗(yàn)電器A與B的頂端各安裝了一個(gè)金屬圓筒，驗(yàn)電器B帶有電荷?，F(xiàn)若用帶有絕緣柄的金屬小球e把B上的電荷盡量多的搬移至A，應(yīng)把e分別與B及A的外壁接觸還是內(nèi)壁接觸？為什么？重復(fù)多次后A的箱片張角能否比B的箔片張角大？
問題2：在如圖4實(shí)驗(yàn)中，如果我們不用e，而是用絕緣的導(dǎo)線將A的金屬球與C的外部連接，這時(shí)A、B的箔片張角將如何變化？為什么？若導(dǎo)線連接的是C的內(nèi)部，情況又怎樣？
問題3：如圖5實(shí)驗(yàn)中，如果我們也不用e，而用絕緣的導(dǎo)線連接A和B，則應(yīng)如何連接才能使A帶上較多的電荷？為什么？
這些新的問題激發(fā)了學(xué)生新的熱情和思維，這時(shí)我并沒有急于實(shí)驗(yàn)，而是讓學(xué)生展開討論，對(duì)問題進(jìn)行分析解釋，充分發(fā)表見解，之后才用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，當(dāng)學(xué)生分析出錯(cuò)時(shí)，利用靜電平衡知識(shí)給予啟發(fā)式點(diǎn)撥。這樣通過對(duì)一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的繼續(xù)，深化了學(xué)生對(duì)電場知識(shí)的理解，優(yōu)化了學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)，對(duì)提高學(xué)生的解題能力也大有裨益。
總之，不能認(rèn)為有了實(shí)驗(yàn)就一定是啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生一定會(huì)學(xué)得生動(dòng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，與其說是操作技術(shù)問題，還不如說是教學(xué)觀的問題，確認(rèn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)，積極創(chuàng)設(shè)問題情境，充分喚起學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋分析，并發(fā)展實(shí)驗(yàn)的成果，是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的根本途徑。