【正文】 有一個正方體完全浸沒在水里，其前后、左右、上下六個面都受到水的壓力，只有上下壓力不相等，由此說明水對物體向上和向下的壓力差就是水對物體的浮力”。筆者用一個兩端開口的透明的塑料瓶，兩端蒙上很薄的橡皮膜，瓶側(cè)裝有一根通氣的彎管。七、課堂實驗的設(shè)計要利用多媒體多媒體輔助實驗教學(xué)，開辟了物理課堂實驗教學(xué)的新天地，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標的需要，合理選擇利用現(xiàn)代化的教學(xué)媒體。二是動畫演示，有些物理現(xiàn)象可以做實驗讓學(xué)生觀察，但由于一些實驗條件不易控制，或存在某種干擾，使得學(xué)生對主要物理現(xiàn)象的觀察不詳細和清楚。三是填補實物實驗的空白，一些危險、高難度及一些近代物理學(xué)的實驗還不可能在中學(xué)做，因而中學(xué)物理實驗教學(xué)中還存在許多空白點，可以充分利用計算機強大的多媒體功能來填補這些實驗的空白點。還要注意考慮實驗的安全，對于要發(fā)出較大聲音或強光、火花、燃燒的實驗要在實驗前告訴學(xué)生，以防任何事故發(fā)生。如何設(shè)計才能達到良好的觀察效果并不是容易的事，需要教師不斷努力探索，進行實驗研究和改進。通過實驗教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生觀察物理實驗現(xiàn)象和分析物理問題的能力、掌握用實驗來探究物理規(guī)律的基本方法，提高思維能力和動手能力，加深對物理概念和規(guī)律的理解，可見實驗在教育教學(xué)中的重要性。另一方面，“探究”是這次課程改革浪潮中的一個重要內(nèi)容，而實驗探究是科學(xué)探究的重要方式。一、探究性物理實驗的設(shè)計要注意的兩個問題實驗設(shè)計要具有探究性考察我們當前的實驗教學(xué)的現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，不少課堂上，學(xué)生們也在忙于收集數(shù)據(jù)，解釋并求證結(jié)果，但是如何根據(jù)有限的線索確定證據(jù)收集的方向，如何在不止一個可能合理的解釋面前做出決策呢？這對于學(xué)生至關(guān)重要，但這個環(huán)節(jié)常常被教師替代，缺乏真正意義上的探究。這樣的結(jié)果無疑可以作為著名的阿基米德定律的實驗事實基礎(chǔ)。實驗的條件和結(jié)果之間往往存在較大的距離，需要學(xué)生去跨越。探究性實驗教學(xué)設(shè)計要在內(nèi)容上把握主干，形式上注重質(zhì)量。完全可以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中通過少花時間而補回。選擇的應(yīng)該是對于學(xué)科來說具有核心和基礎(chǔ)地位的那些概念和規(guī)律性知識，因為學(xué)生真正理解了這樣的知識。如何去評價一節(jié)探究性實驗教學(xué)課，探究性教學(xué)只不過是一種符合人們認知規(guī)律和科學(xué)發(fā)展本性的教育追求，而我們的教學(xué)現(xiàn)狀中很多的考慮是是否完整地經(jīng)歷了探究的幾個環(huán)節(jié)，學(xué)生是否達到了自主探究的程度，其實活動的質(zhì)量才是關(guān)鍵。對測定電源的電動勢和內(nèi)電阻實驗，應(yīng)讓學(xué)生在電路設(shè)計上下工夫，如給定安培表、伏特表如何設(shè)計電路，給定兩塊安培表如何設(shè)計電路等等。當然，自由式的探究實驗教學(xué)缺乏教師的設(shè)計與調(diào)控，會導(dǎo)致許多學(xué)生在課堂上無從下手．也失去了探究的意義。演示實驗。根據(jù)探究性實驗教學(xué)的設(shè)計原則，在演示實驗中，要通過增加演示實驗的創(chuàng)造成分，給學(xué)生提供更大的思考空間，把部分有探究價值的演示實驗改為學(xué)生的探究實驗。這樣做的目的是給學(xué)生提供探索思考的空間，使學(xué)生體會這種將定量研究轉(zhuǎn)化為定性研究的辦法，即實驗轉(zhuǎn)化法。依據(jù)教學(xué)時間安排和具體課堂教學(xué)進展，必要時教師讓學(xué)生思考并發(fā)表自己的實驗設(shè)計，并視具體情況讓一兩個同學(xué)上臺按照其中一個實驗設(shè)計進行操作（這必須課前要讓同學(xué)思考并設(shè)計，教師也要了解學(xué)生的實驗設(shè)計情況并適當準備必要的器材）。比如：“驗證平行四邊形法則”可以在教學(xué)“力的合成”一節(jié)內(nèi)容加入作為探究性實驗，讓學(xué)生在親身體驗、經(jīng)歷探究的過程中，得出合成法則。對于不能超前于知識教學(xué)的實驗，如：“測量電源的電動勢和內(nèi)電阻”，可在實驗時讓學(xué)生多角度設(shè)計方案，并動手實踐，從中比較各類方法的優(yōu)劣，體會書中方法的獨特性。書中的學(xué)生實驗大多都把實驗器材、實驗原理、實驗步驟等敘述得非常細致，無論這些實驗是作為探究性實驗，在知識教學(xué)前完成，還是作為一般的學(xué)生實驗，在相關(guān)知識學(xué)習(xí)完之后去做，都不要先預(yù)習(xí)教材或由教師講解，即便是驗證性實驗或測量性實驗．如“測定金屬的電阻率”、“測定玻璃的折射率”等實驗，學(xué)生已具備一定相關(guān)知識，完全可以由學(xué)生自主設(shè)計實驗原理、實驗方案、并進行操作。第2頁應(yīng)當說幾乎每一個實驗本身都蘊含著探究的成分，比如“物體內(nèi)能變化熱和功”一節(jié)的教學(xué)，利用壓縮空氣，使易燃物著火來演示空氣內(nèi)能的增加。若先不放易燃物，壓縮空氣，然后提出問題：空氣的內(nèi)能是否增加?學(xué)生會感到疑惑：“是否增加怎么看得見？”于是教師可以不失時機地提出問題：“如何判斷？”這樣做不僅有效地調(diào)動學(xué)生自主地參與到實驗的設(shè)計中，而且實驗的目的更加明確。在新課程中如何變學(xué)生“要我學(xué)”為“我要學(xué)”是一個很關(guān)鍵的問題，在探究性活動中．學(xué)生有了更多自主學(xué)習(xí)的空間，一位同學(xué)所說：“??這樣的實驗需要自己去猜想、去探究。另一位同學(xué)說：“如果問我哪一種形式的實驗好，我會毫不猶豫地說：‘自己動手，豐衣足食。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化和完善。而過去的常規(guī)實驗方法，教師常常在草草做完一遍實驗后，緊接著進行分析，以引出概念。當學(xué)生頭腦中還是殘缺的表象時，教師卻根據(jù)自己頭腦中早已存在的表象進行分析。探究性實驗教學(xué)方法，便是在于使學(xué)生在還沒有抓住物理概念本質(zhì)時，就會主動查閱資料，自己設(shè)計方案，增強遷移效果，優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。在探究性實驗教學(xué)的實踐過程中，教師們對其在物理教學(xué)中的作用逐漸有了更為深刻的認識，對教育過程本身也有了全新的感受。因此，教師是學(xué)生意義建構(gòu)的幫助者和促進者，教師要將教育過程看作是把凝固文化激活的過程。參考文獻：[1] ：河北科學(xué)技術(shù)出版社，～25.[2] [M].北京：首都師范大學(xué)出版社，頁第四篇：第七章 中學(xué)物理實驗教學(xué)167。這是由實驗本身的特點及其在物理教學(xué)中的作用來決定的。這種感性認識可以來源于學(xué)生的生活環(huán)境，也可以來源于實驗提供的物理事實。因此，僅通過這種途徑來使學(xué)生建立概念和認識規(guī)律有時會遇到很大困難。例如，人們生活在空氣的海洋里，卻很難感受到大氣壓強的作用。又如，學(xué)生對物體所受靜摩擦力的方向常常難于辨認，其主要原因是進行抽象思維活動時，頭腦中缺少表象的支持。2．實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知愿望為什么要特別強調(diào)實驗對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要性？有如下的原因：首先，實驗具有真實、形象、生動的特點，尤其對中學(xué)生有很強的吸引力，極易喚起他們的直覺興趣。這樣，就容易喚起他們的好奇心，激發(fā)他們的求知欲望，使學(xué)生的興趣不只是停留在被觀察物理現(xiàn)象的表面上。學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上，很自然會產(chǎn)生一種自己操作的欲望。當學(xué)生對物理產(chǎn)生濃厚興趣的時候，他們的學(xué)習(xí)欲望強烈，學(xué)習(xí)中會感到輕松愉快，從而有利于形成主動的、正確的學(xué)習(xí)方法。物理教學(xué)中的實驗，大體上可以分為如下幾類：（1）演示實驗（2）學(xué)生分組實驗；（3）課內(nèi)小實驗；（4）課外實驗．將上述各類實驗與一定的教學(xué)手段配合就組成了各種實驗教學(xué)課型：例如，將演示實驗穿插在教師的講授過程中可組成演示講授課；將教師的演示與學(xué)生的討論結(jié)合可組成演示討論課；將教師的演示與學(xué)生的練習(xí)結(jié)合可組成演示習(xí)題課；將學(xué)生的小實驗穿插在課堂教學(xué)活動中，可組成“邊教邊實驗”或“邊學(xué)邊實驗”；將教師的指導(dǎo)貫穿在學(xué)生獨立操作的分組實驗過程中，就構(gòu)成了學(xué)生分組實驗課型．各種實驗有各自的特點，各自的功能，實驗教學(xué)應(yīng)當是各種實驗與各種教學(xué)手段有機結(jié)合的系統(tǒng)．應(yīng)當根據(jù)物理教學(xué)的整體要求來選擇和組織實驗教學(xué)系統(tǒng)．下面，將演示實驗、學(xué)生分組實驗和課內(nèi)小實驗的特點和功能分別作一介紹（課外實驗將在第十一章中介紹）．一、演示實驗的特點和作用演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范實驗．它的目的主要是把要研究的物理現(xiàn)象展示在學(xué)生的眼前，引導(dǎo)學(xué)習(xí)觀察思考；配合講授或穿插學(xué)生討論等方式使學(xué)生認識物理概念和規(guī)律，或者通過演示的引導(dǎo)和示范作用，為學(xué)生獨立訓(xùn)練創(chuàng)造條件．它的主要作用如下：1．引入課題，激發(fā)學(xué)生的求知欲望教師常常選擇一些生動、有趣、新奇和使學(xué)生感到意外的演示實驗來引入課題，它能夠有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲望．例如，教師在講授動量定理之前，做如圖73所示的實驗：將一個生雞蛋用棉線在其上圍繞一周，再用透明膠帶將打結(jié)處的兩側(cè)貼牢．把線的另一端跨過鐵架上的鉤于，象升旗一樣把雞蛋緩緩地升到鐵鉤下端，然后把線松開，讓雞蛋從高處落下．學(xué)生緊張而又意外地看到雞蛋落下后反彈起來，被教師捉住，緊接著將雞蛋往桌面上輕輕一砸，使蛋汁流入玻璃杯內(nèi)．隨后教師提出問題：“為什么雞蛋從那么高處落下沒有砸碎，而在桌上輕輕一砸就殼破汁流呢？”??教師運用這個演示，創(chuàng)造了一個愉快學(xué)習(xí)的環(huán)境，使學(xué)生的思維活動處于積極狀態(tài)．2．提供必要的感性素材，幫助學(xué)生建立概念和認識規(guī)律在課堂教學(xué)中，教師常用演示實驗展示物理的現(xiàn)象和變化的過程，特別是學(xué)生日常生活中難以見到的或者是與學(xué)生的經(jīng)驗相抵觸的現(xiàn)象和過程，使學(xué)生獲得豐富的感性知識，形成鮮明的表象，為學(xué)生建立正確的概念、認識規(guī)律奠定基礎(chǔ)．例如，物體的形變總是伴隨彈性力而產(chǎn)生的，然而，堅硬的物體，形變很小，學(xué)生無法察覺，因此在他們的觀念中形成了“有的物體能夠形變（如橡皮、彈簧），而有的物體不會形變（如石頭、玻璃）”的錯誤認識．為糾正上述錯誤的認識，教師可應(yīng)用如圖7－4的演示實驗．由于加接了細孔徑2毫米的玻璃管，而使形變的現(xiàn)象顯露出來．又由于選用了橢圓截面的大墨水瓶，沿短軸方向向內(nèi)擠壓時（a），可以看到玻璃管中的液柱上升；沿長軸方向向內(nèi)擠壓時（b），可以看到玻璃管中的液柱下降．學(xué)生在驚訝的發(fā)現(xiàn)中建立了正確認識．3．進行觀察和思維訓(xùn)練，鞏固和應(yīng)用物理知識由于演示實驗中教師的可控制特點很突出，教師能夠有意識地選擇和設(shè)計實驗的內(nèi)容和程序．得心應(yīng)手地把需要的現(xiàn)象展示出來，因此演示實驗不僅可在學(xué)生形成知識的過程中發(fā)揮作用，而且可以在學(xué)生應(yīng)用知識的過程中發(fā)揮很好的作用．例如，教師利用電學(xué)黑箱對學(xué)生進行觀察、思維訓(xùn)練，黑箱蓋上有兩個接線柱，箱內(nèi)只有兩個電學(xué)元件；一只大容量的電解電容器（1000微法）和一只數(shù)千歐姆的電阻并聯(lián)，用示教電流計的R100的歐姆表進行測試，讓學(xué)生通過觀察，判斷元件的種類及其聯(lián)結(jié)的方式．盡管只有兩個元件，也必須非常仔細地觀察，既要把握電流變化的階段特征（先大后小），又要察覺電流變化瞬時特征（速率越來越小），以及終態(tài)電流的狀況，經(jīng)過認真思考，才能得出正確的結(jié)論．4．提供示范，為學(xué)生訓(xùn)練實驗技能創(chuàng)造條件在演示教學(xué)中，教師的示范作用表現(xiàn)在兩個方面：一是通過演示實驗介紹學(xué)生將要使用的儀器和進行實驗的方法步驟、技能；二是通過教師操作過程中實事求是態(tài)度，嚴肅認真一絲不茍的作風的影響，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生良好的作風、習(xí)慣．總之，演示實驗是物理實驗教學(xué)中發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的重要手段之一．成功的演示實驗，常常給學(xué)生留下難以磨滅的鮮明印象，使課堂氣氛異?；钴S，從而獲得很好的教學(xué)效果．二、學(xué)生分組實驗的特點和作用學(xué)生分組實驗是學(xué)生在教師指導(dǎo)下利用整節(jié)課時間，在實驗室分組進行實驗的教學(xué)形式．它是學(xué)生親自動手使用儀器、觀察測量、取得資料數(shù)據(jù)，并親自分析總結(jié)的過程；是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識、培養(yǎng)實驗技能和良好品德素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)．從教學(xué)目的的側(cè)重點來劃分，學(xué)生分組實驗大體上可以分為五類，即：研究性（探索性）實驗，驗證性實驗，測定性實驗，基本儀器使用訓(xùn)練性實驗和裝配技術(shù)訓(xùn)練性實驗．這些實驗的特點和作用如下：1．研究性（探索性）或驗證性學(xué)生實驗這兩類實驗是以學(xué)生獲取知識的不同途徑來劃分的，研究性（探索性）實驗的主要目的是，讓學(xué)生通過觀察測量活動和歸納概括的思維方式來建立物理概念和認識物理規(guī)律，同時訓(xùn)練一定的實驗技能，它具有讓學(xué)生親自“發(fā)現(xiàn)”的意義．人們常稱其為“探索性實驗”．在中學(xué)物理教學(xué)中驗證性實驗的主要目的是讓學(xué)生通過實驗驗證由已知理論推導(dǎo)出的新結(jié)論的正確性，從而加深對新知識的理解，并訓(xùn)練實驗技能．這兩種實驗方法都是物理科學(xué)研究中的基本實驗方法，前者是從個別到一般，實驗在前，而結(jié)論在后，實驗成為探索規(guī)律的主要手段．后者則推理判斷在前，實驗驗證在后．在物理教學(xué)中，這兩種方法都各具重要的作用．研究（探索）性實驗之前，由于學(xué)生還不知道實驗的結(jié)論，要求他們自己去“發(fā)現(xiàn)”，因此學(xué)生的積極性是比較高的，能夠較好地激發(fā)學(xué)生通過手腦并用、探求知識的欲望和培養(yǎng)觀察、歸納、概括能力．驗證性實驗是傳統(tǒng)學(xué)生實驗中的主要類型，它能夠使學(xué)生更好地理解知識的內(nèi)在聯(lián)系，認識理論的能動作用，培養(yǎng)推理、驗證分析能力．2．測定物理量和物理常數(shù)的學(xué)生實驗這類實驗在學(xué)生分組實驗中也占有相當大的比例．它主要是讓學(xué)生利用已知的物理概念或物理規(guī)律并運用一定的儀器來測定某個物理量或物理常數(shù)，例如，利用自由落體的規(guī)律“測重力加速度”，利用完全非彈性碰撞中的動量守恒定律來“測定彈丸的出口速度”，利用歐姆定律以“狀安法測電阻”等．它可以幫助學(xué)生理解物理概念和物理量的意義，學(xué)會應(yīng)用物理規(guī)律，訓(xùn)練基本實驗技能，并學(xué)習(xí)間接測量的巧妙方法．3．基本儀器使用訓(xùn)練性和裝配技術(shù)訓(xùn)練性的學(xué)生實驗當然在前述幾類實驗中都要運用一定的基本儀器和涉及某些裝配技術(shù)．但是對于某些重要的基本儀器和實驗技術(shù)，有必要對學(xué)生進行一定的實驗技能技巧訓(xùn)練．這就是這兩類實驗的目的．例如，“示波器的使用”實驗，可以使學(xué)生了解電子束在電場中偏轉(zhuǎn)的原理，知道示波器面板上各主要控制器件的名稱和作用，學(xué)習(xí)和初步掌握使用示波器的最基本方法．又如，“安裝簡單的收音機”實驗，可以使學(xué)生學(xué)習(xí)電子線路圖的認識方法，熟悉簡單收音機的基本原理和接受電子裝配技術(shù)的初步訓(xùn)練． 總的說來，學(xué)生分組實驗的最主要特征是學(xué)生的獨