淺談中學物理實驗設計原則

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，大量的物理概念、規律、原理都是通過實驗發現、總結、歸納得出的。物理實驗教學作為物理教學的一種重要的方法和手段，它把要研究的物理現象清楚地展示在學生面前，能引導學生觀察思考，使學生認識物理概念和規律“事半功倍”。

要想最大程度地發揮出實驗的教學作用，我憑著十來年的物理教學經驗，總結歸納出下列基本的物理實驗設計原則。

一、科學性原則

物理實驗要真實、客觀地反映和揭示概念規律，因此，實驗的設計應該具有科學性。教師不能為了達到教學目的人為地設計有悖于科學性的實驗。欺騙的行為一旦被揭穿，對培養學生健康的人生態度會產生極大的負面效應。因此，物理實驗教學必須遵循科學性原則。

二、簡單性原則

無論是探索某個現象，還是驗證某個規律，實驗的目的應盡可能明確，器材方法應盡可能簡單。在實驗器材上使實驗簡潔，通常有兩種方式:采用現代設備或是利用日常用品做實驗，尤其是變廢為寶。如用損壞的卡口白熾燈炮，去掉玻璃炮，在兩根粗金屬絲上加上錫箔，稍加改造，便可制成驗電器。

三、直觀性原則

物理實驗的特點就是讓全體學生對具體的物理現象與實驗過程用感官直接觀察和感受，所以要盡可能地增大實驗的可見度和可信度，以便提高物理實驗的直觀性。

1.增大可見度

在物理實驗中，要想增大物理實驗的可見度。首先實驗應該克服空間條件制約。有些物理實驗容易在水平面上完成，卻不利于學生的觀察，如果對實驗進行“化水平面為豎直面”的處理，就可以增大實驗的可見度。例如磁感線的演示，先將適量的鐵屑均勻地撒在玻璃板上，并置于磁鐵上，通過連續輕微地敲擊玻璃板，使鐵屑在磁場中逐漸有序排列。這樣實驗雖然完成了，但只能進行平面展示。如果事先準備好了一張大小合適的稍厚的白紙，在一面上涂抹上膠水，利用白紙的膠水面，將玻璃板上鐵屑粘住，就可以進行豎直展示了。

豎直展示增大了實驗的可見度，在教學上增強了效果，使同學們觀察實驗更加得清晰、直觀了。

要想增大實驗的可見度，其次是要改進實驗裝置和方法。教材中出現的一些實驗演示效果往往不盡如人意，如果對實驗裝置和方法進行適當的改進，可以克服不足，增強演示的直觀性。如在高中物理必修1“人教版”P56“問題與練習”演示玻璃瓶受力發生微小形變的實驗中，要想實驗現象明顯，應該用毛細玻璃管代替細管，且最好用蠟油子密封好瓶口，這樣現象直觀明顯，達到增強可見度的效果。

2.增大可信度

物理實驗能否達到教師預期的效果，是實驗教學的關鍵，只有增大實驗的可信度，才能確保實驗的成功，因此做好鋪墊實驗的準備知識很重要。

一般地說，學生關于某個物理問題的準備知識越豐富，其思維也就越活躍、越深刻。因此，對每個物理實驗，教師都要在認真分析研究學生實際情況的基礎上，對實驗做一些必要的講解，介紹實驗所需的準備知識，強調學生觀察應注意的事項，講解即可以在實驗前進行，也可以配合實驗同時進行。通過鋪墊實驗的準備知識，促進學生對實驗現象的深刻認識，從而增大實驗的可信度。

四、趣味性原則

教育心理學指出:“人的各種活動都是由一定的動機引起的，學生的學習也是被一定的學習動機所支配，學習興趣是學習動機的最重要的表現形式。”設計趣味性強的物理實驗，可以極大地調動學生學習興趣，從而激發巨大的學習動力。趣味性實驗我認為主要表現為“新、奇、趣”。

1.新

推陳出新，更能調動學生學習的積極性。如交流變壓器實驗，如果用長導線代替“可拆交流演示變壓器”的副線圈，隨著繞線在鐵心上的線圈匝數增多，可以觀察到小燈炮從不亮到亮的逐漸變化過程。這樣的演示讓學生耳目一新，從而更深刻地感受到“神奇”實驗的過程，體會到探究的樂趣。

2.奇

出奇制勝，更能引起學生的好奇心，激發出探究欲望。如在“探究動量定理”知識時設計瓦碎蛋全的實驗，用錘子砸瓦碎了而雞蛋完好無損，學生們感到不可思議，在學生積極思維的基礎上，教師適當地啟發、引導，很自然地過渡到動量定理內容的知識。

3.趣

“興趣是最好的老師”，輕松的學習氛圍往往學習效率更高。如學習摩擦力內容時的“魔術球”的演示:將一個實心的小球，中間挖一個彎曲的小通道，用細繩穿過小孔，通過手拉兩端細線的松緊程度，就可以控制小球的下滑的快慢及隨意的停止。這樣的實驗很容易吸引學生的注意力，揭密的過程就是壓力大小與摩擦力大小關系的學習過程。

五、安全性原則

安全性是任何工作的前提，在物理實驗設計中，教師及學生規范地操作是實驗安全性的重要保障。特別是電學實驗我們更加應該注意安全性原則，一定要規范地操作，否則發生事故后悔莫及。

以上是本人憑著僅僅幾年的教學經驗對中學物理實驗設計原則的一家之談，希望通過本文能引起廣大中學物理教師對實驗設計的一點思考，同時由于水平有限，也希望廣大同仁多提寶貴意見。

作者單位:黑龍江省佳木斯市樺川縣第一中學