一、引导学生主动参与认知过程

  1．集中学生的注意力、调动学生的学习兴趣

根据皮亚杰的认知发展阶段理论，初中学生大部分还处于具体运算阶段，思维还离不开具体事物的支持。这时期的学生为客观事物的新奇性所吸引，喜欢观察鲜明、生动、不寻常的现象。特别对课堂教学中成功而有趣味的实验表现出较自觉地注意，能有意识地将注意力聚焦在演示实验上。如果是学生亲自做的实验，则表现出更强烈的兴趣，从而激发并持久地保持学习兴趣。所以需要教师为学生提供现象及实物的支持。

例如，有的老师在《流体与压强的关系》一节课的引出时做了“小小泡沫飞起来”的简易实验：桌上有一些白色泡沫，上方放一个塑料管，摇动塑料管。发现泡沫从管中飞出，看起来像满天飞舞的雪花。学生被这一漂亮的景象所吸引，急于想知道其中的奥秘，自然就把精力用在本节课的学习中来。

还比如，如图所示的暗箱中，出现了望不到尽头的灯的长廊，学生会非常好奇这种现象的产生原因。也调动起了继续探究的兴趣。

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2．使教学内容具体、直观，现象更持久

演示实验直观具体、形象生动，符合学生的心理特点和认知规律。新奇有趣的演示实验不仅能激发学生的学习兴趣，同时也能培养学生的多方面能力。演示实验要力求现象清楚、直观、可视性强，这不仅有助于消除学生的思维障碍，达到提高感知效果的目的，还更好地通过实验观察培养学生观察能力和获取信息的能力。因此，教师应根据初中学生的认知特点，精心设计演示实验，提高演示实验的直观性；同时，对学生实验起到示范性作用。直观形象的教学设计可以使对物理规律和物理概念的掌握变得简单容易，使学生既能看得见，又能听得见，通过这样多种感官的刺激所获取的信息量，比单纯听老师讲一节课效果要好得多。

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例如在讲“声音的产生”中，通过在鼓面上洒一些纸屑或豆子，当敲击鼓面时，通过纸屑或豆子的跳动来认识鼓面的振动。通过振动的音叉接触水面使水花四射来认识音叉发声时在振动。通过这种转换的思想使得振动更“直观”。

还比如在光学中，为了显示光在空气中的传播路径(光路)，通常向空气里喷空气清新剂等气雾状物体，通过光在喷出的液滴上的反射而显现光的传播路径，达到“直观”的效果。当然为了使这种直观现象能够持久，还可以制作一个玻璃罩，将烟雾装在里面，再向里面射入激光，就能获得直观持久的现象了,玻璃罩制作过程较复杂，简易又低成本的方法是可以用若干个可乐瓶或矿泉水瓶组装而成。

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静摩擦力方向的判别是学生学习的难点。其主要原因是学生日常生活中缺乏这方面的感性认识，难以想象两个相对静止而又有相对运动趋势的物体接触面间的情况。一般我们会用纯理论的讲解，学生难有直观感受。针对这一缺陷，可以采用模拟的手段，使接触面间的情况达到“直观”的效果，使学生能获得直观感受。如图所示，取两个刷子使刷毛相对地叠放在粗糙的水平桌面上，水平推上面的一个刷子，可以看到上下刷子之间刷毛形变的方向相反。由此可以推想出上、下物体所受静摩擦力的情况。通过这种模拟放大的手段，给学生提供了一个表象思维的模型，思维的障碍也就随之消除。

3．设置悬念，活跃思维

问题引发是创设物理情境的核心内容，其中“不协调→探究”两步是教学引入环节的关键内容。教师根据所要教授的有关知识内容和学生对该内容的前认识情况，设计恰当的实验把需要解决的课题有意识地、巧妙地寓于各种各样实验现象中，并对学生进行启发式设疑，在他们心理上造成悬念，从而使学生的注意、记忆、思维凝聚在一起，以达到智力活动的最佳状态， 为发现问题、解决问题，完成新课任务打好基础。

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例如，有的老师在《大气压强》引课时，用了市场上买来的“两心壶”表演了一个魔术从而展示了大气压强的奇妙：用这个特制的水壶第一次倒不出水来，似乎是一个空壶，第二次倒出了清水，第三次倒出了红色的水……。学生看得很惊奇，对壶中的机关充满好奇和猜想。这时，老师接着说：学完这节课我们也能设计一个有这种功能的两心壶。学生带着疑惑和悬念进入本节课的学习，自然积极思考并设计。

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在设计环节，学生思维活跃，纷纷提出设想和改进方案：如图所示，用两个饮料瓶，分别在瓶口塞上塞子，并接出一胶皮管，侧壁分别开个小孔。将两个瓶子粘在一起，上端的胶皮管口也粘在一起，两个饮料瓶中分别倒入清水和红色墨水，再将其放入一个大饮料盒中，大饮料盒与两个小孔对应的位置也挖两个孔以便能深入手指。当两手指一起按住两个小孔倒水时倒不出来，当按住一个小孔倒时，另一个瓶中的水就能够倒出来了。学生在这样的课堂中，积极思考和探究，并获取成功。这样的实验探究对学生的思维培养，对科学素养的形成都具有很大的意义。

二、促进三维目标的落实

1．对知识与技能目标的作用

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实验是中学物理教学的内容。“课标”中指出：要使学生“具有初步的实验操作技能，会使用简单的实验仪器和测量工具，能测量一些基本的物理量”；“通过参与科学探究活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案”；“乐于参与观察、实验、制作、调查等各种实践活动”。学生通过实验来认识一些概念要比单纯的识记深刻得多。如在对“浮力”的学习过程中，学生可通过自己的经验来说说哪些物体可浮沉，也可自己动手来认识浮力，分析物体浮沉的条件，通过“使鸡蛋浮起来”的实验来深化知识的学习，并由此进一步经历探究浮力大小的过程，思考该理论知识对我们日常生活会有哪些帮助。

例如，平面镜所成的像在哪、像是虚像的问题不容易理解，如果在像的位置放置一个烧杯，向里浇水，烧杯的火焰不灭，用这个实验说明所成的像是虚像，学生就容易理解了。

2．对体会过程与方法目标的作用

实验能帮助学生掌握科学研究的方法。科学探究是实验教学过程中重要的学习方式之一。这是学生积极主动地认识科学知识、解决问题的一种重要的实践活动。学生在其中经历了提出问题、收集证据、形成假设、设计实验、观察记录、归纳概括、交流报告等环节，从而体验科学探究的过程和方法，自主地认识科学的本质，感受到探究的乐趣。

探究实验的教学设计，不能再以辅助完成“知识与技能目标”作为唯一任务，更重要的是要充分发挥出“过程与方法”、“情感态度与价值观”等方面的载体作用。这是新的理念下的实验与原有实验最主要的区别。也就是说，实验在一节课中的价值，不仅要看是否有利于学生“知识与技能”方面的发展，而且要看是否使全体学生都亲身经历了实验的全过程，是否在这种“经历”的基础上有利于学习方法、探究能力的发展。

 3．对情感、态度和价值观目标的作用

实验对学生的情感、态度和价值观也起着重要的作用。通过实验操作，可以增强学生的直观感受，体验实验中的审美过程，产生一种热爱生活、乐观向上的积极情绪，激发学生的学习兴趣。利用实验中的物质现象和原理，可以渗透辩证唯物主义的世界观，培养学生的爱国主义精神。在实验的实际操作中，还能培养学生的自信心和良好的行为习惯，培养学生的团结合作能力。另外，在深入实验的过程中，激发学生的创新意识，求异质疑精神。

“三维目标”是一个有机的整体。作为教育工作者，我们要从自身做起，改变传统的教育教学观念和评价模式，真正做到以人为本，全方位地关注一切学生的发展，让实验教学教改落到实处。特别是一些学生实验，不仅能充分调动学生学习的积极性，使学生的角色由被动转为主动，而且有利于学生从感性的直接认识升华到理性的探索研究；既学到了知识，又从中享受到了探索的乐趣，对知识的领悟也达到了更高的层次与境界，真正做到知识与能力、态度与情感的共进。只有真正发挥学生的主体作用，切实提高物理实验效果，通过实验让学生们巩固知识、培养能力，掌握方法、体验过程，培养认真科学的情感、态度、价值观，才能达到新课程改革的三维目标。

我们应改变过去的过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，让学生经历科学探究过程，学习科学探究方法，在掌握知识的过程中发展探究和创造能力，并在此基础上形成尊重事实、探索真理的科学态度，进而形成科学的价值观和世界观，要让学生养成良好的思维习惯，具有一定的科学探究能力，掌握基本的实验操作和解决问题的能力，培养积极的创新意识，应成为实验教学的重点目标。除此以外，在思想感情方面，要促进学生的情感朝积极的方面发展。这才是新课程实验教学的真正目的。

三、突破难点、培养创新意识和实践能力

有些实验方案或实验器材，稍加改进或换种用法，就能更好的说明物理问题，就能解决教学中的矛盾，突破教学难点。对于教师来说这就是创新。对于学生，也是培养学生创新意识和实践能力的方式之一。

在探究电热与哪些因素有关时，学生会猜想出电热可能与电阻、通电时间、电流、电压有关。但老师们经常会跟学生说：电压、电流、电阻三者满足欧姆定律，只要知道其中两个就知道第三个了，所以我们可以不研究电压。还有的老师说不清楚为什么电热与电压有关，只知道焦耳定律中没有电压，用很含糊的语言带过了。这些做法都是不对的。如何克服“电热与电压无关”这一难点呢？我们可以通过实验解决这一问题。

将一个已知内阻的电动机接入电路，电路中串联一个电流表，用电压表测量电动机两端电压，通过电压表的示数与电阻的阻值进行比较，发现其比值并不等于电流表的示数。说明在电动机电路中欧姆定律已经不能直接使用了。

http://educourse.teacher.com.cn/tkb062a/col/008.jpg我们可以通过下面的实验来说明电热与电压无关：在电路中串入两台相同的小电动机，每台电动机各并联一块相同的电压表，每台电动机各连接一个相同的电子温度计用来显示各电动机的温度，从而就能判断出相同时间内各电动机线圈吸收热量的多少了。接通电路后，发现两个电压表的示数相同，两个电动机的温度相同，也就是产生的热量相同。接下来，用手指捏住其中一个电动机的轴，使其卡死不转。我们发现卡死不转的电动机的电压表的示数减小，持续一分钟后，我们看到两个电动机的温度仍相同。说明相同的电动机，其电阻相同，串联的电流相同，通电时间相同，使电动机两端电压不同时，电动机产生的热量仍然相同。这个实验很好的说明了电热与电压无关，从而解决了困扰老师们许久的问题。

http://educourse.teacher.com.cn/tkb062a/col/009.jpg如图所示，在讲托里拆利实验时，学生对“是大气压强托起了管中的水柱”不容易理解。可以结合如图所示的真空罩设计一个实验来说明：将一个试管装满水倒扣在盛有水的烧杯中，为了增加试管的稳定性，可在烧杯口用一个纸板将试管固定，然后将其放入真空罩内，并抽真空。在抽真空的过程中，发现试管中水的高度逐渐降低，最后与烧杯中的水相平。以上实验的设计能克服教学中的难点，并能让学生在实验的过程和方法中体会到克服困难，解决问题的喜悦，培养学生的创新意识。