“安培力探究实验”的教学设计（共11篇）
怎样通过课堂教学活动使学生形成独立思考、自主学习的能力；具有科学精神、形成科学态度、学会科学方法；发展创新精神和实践能力、逐步形成适应社会需要的能够进行终身学习的能力。在课堂教学中增加探究实验的活动，并让学生积极参与是培养学生能力的一种有效方式。就人教版高中物理《安培力》的教学内容，笔者尝试进行了如下教学设计。? 设计思想?
由教师创设问题情境，提供相关的实验器材，让学生自己拟定实验方案、实验步骤，在课堂上通过学生自己的实验、观察、分析、讨论、总结等一系列活动，发现物理现象、探索物理规律。问题是整堂课教学的主线，学生是探究活动的主体，教师起着组织者、参与者和指导者的作用。?
通过“问题→猜想→设计实验方案→动手实验探究→分享实验成果”的科学探究方法，以对问题的探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识。这种教学方式可以极大地激发学生学习的积极性、主动性，培养学生的科学探究能力。? 教学过程?
师：创设问题――磁场对电流作用力的大小与哪些因素有关？?
生：提出猜想――磁场的强弱（b）、电流强度的大小（i）、通电导线的长度（l）、磁场的方向和电流的方向之间的关系（θ）等。?
师：创设问题――（1）若我们要用实验定性研究安培力（f）由哪些物理量决定，需要哪些实验器材？?
（2）请同学们思考后大胆提出你自己设计的实验方案。?
（3）当多个量都要对安培力（f）产生影响时，该怎样才能知道是哪一个物理量引起f发生变化的呢？（控制变量法）?
生： 提出多种实验设计方案。?
师生：对各种实验方案进行论证，从中选取具有代表性和较合理且可操作性强的方案。（如图1所示）?
生：实验探究→按实验方案进行实验，发现问题，并设法在实验中解决。?
（1）磁场b对安培力f的影响：?
电流强度i和导体长度l保持不变
?小磁体（b弱）：观察悬线偏角θ的大小（记录）??大磁体（b强）：观察悬线偏角θ的大小（记录）
比较两次偏角θ的大小后得出结论：
?偏角θ小„„f小（b弱）??偏角θ大„„f大（b强）?
（2）电流强度i对安培力f的影响： ?
磁体b和导体长度l保持不变?
单个电池作电源（i小）：?观察悬线偏角θ的大小（记录）??四个电池作电源（i大）：?观察悬线偏角θ的大小（记录）?
比较两次悬线偏角θ的大小后得出结论：?
偏角θ小„„f小（i小）??偏角θ大„„f大（i大）?
（3）通电导体长度l对安培力f的影响：?
磁体b和电流强度i保持不变：?
在原导体两端之间另取两点接入电源以保证?导体质量不变（l小）：观察悬线偏角θ的大小（记录）??仍将导体两端接入电源（l大）：?观察悬线偏角θ的大小（记录）?
比较两次偏角θ的大小后得出结论?
偏角θ小„„f小（l小）??偏角θ大„„f大（l大）?
（4）磁场b和电流i之间的方向对安培力f的影响：?
保持磁体b、电流强度i的大小和导体的长度l不变，改变导体方向与磁场b方向的夹角，观察悬线偏角θ大小的变化情况。（图2）?
得出结论实验结论：通电直导线在磁场中，当导线方向与磁场方向垂直时，电流所受到的安培力最大；当导线方向与磁场方向一致时，电流所受到的安培力最小，为零；当导线方向与磁场方向斜交时，电流所受到的安培力介于最大值和最小值之间。?
师生交流总结：?
对探究结果、方法进行总结??对学生积极主动的设问、思维、动脑、动手的热?情给予充分的肯定? 教学反思?
在课堂上，学生的讨论非常活跃，在分析讨论过程中，教师及时对学生进行鼓励，整堂课问题是教学的主线，学生的研究活动是主体，教师起着组织者、参与者和指导者的作用。通过“问题→猜想→设计实验方案→动手实验探索→分享实验成果”这一类科学探究方法，由师生共同创设问题情境，提供相关的实验器材，让学生自己拟定实验方案、实验步骤，在课堂时间内通过学生自己的实验、观察、分析、讨论、总结等一系列探究活动，发现物理现象、探索物理规律。教师不宜给出具体步骤和方法，而应鼓励学生大胆采用不同方法，提出不同见解，在彼此思维的碰撞中捕捉智慧的火花，以问题的研究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主题意识。采用这种探究式教学可最大限度地调动学生学习的积极性、主动性，培养学生的创造能力。?
探究式教学对教师提出了更高的要求，教师必须对所研究的问题有透彻、深入的了解；要有敏锐的洞察力，要善于从学生的思维痕迹中点拨出科学推理的途径；要从学生不太成熟的想法中找到真理的雏形。我们不应担心在教学中课堂是否显得散乱，不要拘泥于教学进度任务的限制，而应真正将学生置于探索知识的主体地位上。课堂教学为师生开展科学探究活动提供了广阔的空间，教材内容给我们提供了丰富的探究课题。我们可以把教材上的一些演示实验或学生分组实验由验证性实验转化成探究性实验；或尽量设置开放题材进行教学，题材内容以及所涉及的物理情境、物理过程，应当是学生比较熟悉的；问题应对学生具有较强的刺激因素；解决问题的方法应具有较高的方法论价值。能使学生通过对问题的讨论解决，体会到物理探索的乐趣。问题的解答方法、途径要具有多样性，问题本身具有延伸性和推广的可能。?
总之，在当前的课改形势下，我们应彻底摒弃传统的“重知识、轻过程”的教学观念，强调学生亲身参与探究活动，重在体验参与的过程。以学生为主体，发挥学生群体的互补性，使学生在相互研讨、争论的环境中批评性的思考与接受，加强交流和与他人合作与分享的能力。我通过教学实践体会到，将探究实验活动引入课堂教学对培养学生的问题意识、研究意识、合作意识、创新意识都具有积极的促进作用。?
参考文献：?
［1］普通高中物理课程标准.中华人民共和国教育部制定.2003年?
［2］廖伯琴.《物理探究式教学设计与案例分析》.北京：高等教育出版社，2003年
?(栏目编辑王柏庐)
一、背景
现在中学阶段用来演示安培力的器材主要是J2447型安培力演示器。它主要用来演示通电直导线在磁场中的受力情况, 以便让学生掌握安培力的产生原理, 以及安培力与电流方向、磁场方向三者之间的关系。
安培力演示器是演示安培力的主要实验器材, 但实际演示效果并不理想。例如:滚动的导线和导轨经常会接触不良, 导致演示实验失败;仪器的可视范围较小, 不利于做演示实验。此外, 演示通电导线与磁场方向平行和垂直两种不同情况的受力时, 还要把两条通电导轨重新拆装。而且如果学生想了解影响安培力大小的三个因素, J2447型安培力演示器无法演示。
为了能让学生在实验中更好地理解安培力以及相关的影响因素, 笔者设计和制作了用于安培力教学的两套实验器材:安培力演示仪、探究安培力实验仪。
二、实验器材的制作
1. 安培力演示仪
(1) 制作底座及导轨
首先, 选取60 cm×20 cm的木板作为底座, 对其表面进行打磨、上油漆, 并用4个不锈钢支架将其支撑起来。然后, 裁剪2条60 cm×2 cm的紫铜条, 用锤子将其弄平整后再用砂纸打磨表面, 将表面的氧化物去掉。紧接着再对铜条进行打孔, 把它们安装在底板上, 并保持铜条间的距离为10 cm。最后, 把导线连接到铜条上, 并用焊锡固定。
(2) 制作匀强磁场
磁场由2块15 cm×10 cm的磁铁相对放置组成。具体操作过程如下:先在铝合金管上分别挖4个10 cm×2 cm的方孔, 接着将2块磁铁套在其中。然后利用不锈钢条制作一个U型支架, 最后再将套上铝合金管的2块磁铁安装在支架上。
装置示意图如图1所示。
2. 探究安培力实验仪
(1) 制作强匀强磁场
本匀强磁场主要用于定量探究安培力的实验, 因此需要的磁感应强度比较大。磁场由2块15 cm×10 cm的磁铁相对放置组成。首先在铝合金管上挖4个10 cm×2 cm的方孔。然后把铝合金管套住2块磁铁后相对放置, 并使得2块磁铁间的距离为5 cm, 最后再把磁铁分别固定在木板上。
(2) 制作线圈
线圈采用抽头设计的方法, 先用铝合金做成一个方形的线圈支架, 当线圈绕了N匝时引出一个接线端, 再绕2 N匝时引出第二个接线端, 最后在绕3 N时引出第三个线端 (如图2所示) 。
三、实验设计
1. 探究安培力的方向
本节课的一个重点是利用左手定则判断安培力的方向。此时, 我们可以借助制作的安培力演示仪来完成。
(1) 演示电流方向与磁场方向垂直的情况
将底座水平放置, 把磁铁放置在底座的中间位置, 把导线放置在导轨上, 使它处在两块磁铁之间。最后将导轨上的导线、一节干电池、电流表按照串联电路接好 (如图3所示) 。
合上开关, 能够观察到电流表上的指针摆动, 证明此时电路中有电流通过。此时注意观察直导线的运动情况。然后再改变电流方向、磁场方向, 分别观察直导线的运动。
(2) 演示电流方向与磁场方向平行的情况
实验器材参照第一种情况, 只需变换磁铁的位置, 将磁场的方向放置成和导线方向平行即可。合上开关, 电流表指针发生偏转, 此时注意观察导线运动情况。然后再改变电流方向、磁场方向, 分别观察直导线的运动。
(3) 实验结果
这套实验器材的演示效果非常明显, 只要一节1.5 V的干电池, 就能让直导线快速滚动。同时, 由于实验中串联了一个电流表, 学生能直接观察到电路中是否通有电流。当教师演示磁场与电流方向平行的情况时, 学生能直接观察到电路中虽然有电流通过, 但是直导线静止不动。因为有电流表显示电流情况, 可以打消学生在J2447型安培力演示器中碰到的疑虑:也许是电路中没有电流, 才导致直导线不能运动。
除了清晰地演示实验, 这套实验器材还有两个优点:一是在改变磁场方向时, 操作方便, 不需要像J2447型安培力演示器那样要把导轨重新拆下来再安装。二是稳定性高。因为导轨采用铜条设计而成, 使得直导线与导轨的接触面积增大, 确保直导线与导轨能有效接触。
2. 探究影响安培力大小的因素 (磁场方向垂直通电导线)
实验器材:J1209高中教学电源、数据采集器 (包括力传感器、磁场强度传感器) 、自制线圈、滑动变阻器、电流表、自制匀强磁场。实验前, 要对力传感器进行调零。
实验装置如图4、图5所示。
(1) 当磁感应强度B与线圈工作电流I一定时, 探究安培力F与线圈长度L的关系
实验时保持线圈电流I=1.5 A, 通过连接线圈上不同的接线柱, 从而改变通电线圈在磁场中的有效长度。测得安培力的数值见表1。
(2) 当磁感应强度B与线圈长度L一定时, 探究安培力F与线圈工作电流I的关系
实验时保持接入电路中的线圈长度为3l, 通过改变滑动变阻器的阻值, 从而改变通电线圈的工作电流。测得数值见表2。
(3) 当线圈工作电流I与线圈长度L一定时, 探究安培力F与磁感应强度B的关系
实验时保持线圈电流I=1.5 A, 保持接入电路中的线圈长度为3l, 通过卸去两块磁铁的方法改变磁感应强度 (如图4、图5所示) 。所测数值见表3。
(4) 实验结果
通过以上三组数据, 我们可以观察到安培力的大小F与电流强度I、线圈长度L基本成正比关系。而第三组数据是探究安培力F与磁感应强度B的关系, 实验结果显示安培力随着磁感应强度的增大而增大。有了上面这套器材, 教师讲解安培力的定律关系时就非常轻松。而且, 由于实验是教师现场做的, 可信度非常高。同时, 学生对于实验结果有了感性认识, 这对于他们理解安培力的有关定律也是非常有帮助的。
四、设计反思
两套实验器材演示效果非常好, 学生能够直观地观察并理解安培力的大小与方向的规律, 从而让教师能轻松完成新课标中关于探究安培力的教学要求。不过, 仪器在演示实验过程中也存在一些不足, 比如需要改变磁感应强度时, 操作比较麻烦。如果磁场由电磁铁提供, 改变磁感应强度会方便很多。
参考文献
[1]冯容士, 李鼎.DIS安培力实验器[J].物理教学, 2012 (8) :20-24.
[2]赵西样.安培力大小实验的改进[J].教学仪器与实验, 2011 (9) :16-18.
[3]吴亿年, 陈世谦, 王双维.安培力定量演示器设计与实验研究[J].物理教师, 2002 (9) :25-28
[4]徐忠岳.安培力定量演示装置的改进[J].中小学实验与装备, 2008 (1) :28-29.
常见的地磁场磁感应强度大约是 ，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是 .
用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布.
在非匀强磁场中，用 量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中.
4、安培力的大小和方向.
根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为：
举例计算安培力的大小.
安培力的方向如何呢?还过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律――左手定则.
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向.
应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直;若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向.
(四)总结、扩展
本节课我们学习了磁场对电流的作用――安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量――磁感应强度 ，同时，我们可以据此求解安培力的大小 ，安培力的方向用左手定则来确定.
如果磁场方向不与电流方向垂直，安培力的大小 ，方向仍可用左手定则判定.
八、布置作业
P150(1)(2)(3)(4)(5)
——教学设计
岳西中学化学组 胡光明、【一 课标分析】
1.内容标准: 通过实验了解氯及其重要化合物的主要性质，认识其在生产、生活中的应用。
2.活动与探究建议: 氯水的漂白性 【二 教材分析】
本章是后面元素周期律、元素周期表知识的重要基础。而本节知识又对下一节进一步学习硫和氮的化合物具有一定的引导作用，对学生全面的认识化学元素,掌握正确的科学探究的学习方法有着重要的作用。
【三
学生分析】
1.知识层面：学生已经掌握了化学实验的基本方法，同时也已经学习了离子反应和氧化还原反应等化学基本理论知识；在第一课时我们已经学习了Cl2的部分性质，因此对本节课的学习有较为充足的知识储备。
2.能力层面：通过初、高中阶段的训练，学生已经具 备了一定的实验操作能力和观察分析问题的能力，但严密的逻辑推理和完整的实验探究能力还有待进一步培养和加强。3.心理层面：学生对化学实验及其现象兴趣浓厚，有很强的探求欲、表现欲和成就欲。【四
教学目标】
知识与技能
设计实验探究氯水中的成分并掌握HClO的漂白性
能完成氯气与水反应的方程式的书写 会根据实验现象分析氯水的成分.能够通过自学掌握次氯酸的性质
过程与方法
通过探究氯水析，培养学生科学的学习方法：提出问题形成猜想讨论设计方案实验探究归纳总结
通过对氯水成分的探究，培养学生理论联系实际的能力学会发现问题、研究问题、解决问题
情感态度价值观
通过实验探究使学生感受化学探究乐趣，激发学生对化学学习的兴趣，培养学生化学实验探究的思想。通过对问题的讨论，让学生能运用已有的知识去发现问题，培养敢于质疑、敢于创新的优良品质。
【五
教学重难点】
重点：氯水成分及性质的实验探究 难点：氯水成分及性质的探究实验设计 【六
教学策略】 实验探究，讨论交流，归纳总结，教师讲授
以实验的方式进行氯水成分的实验探究
探究活动一：氯水中是否存在氯气
探究活动二：氯水中是否存在氢离子和氯离子
探究活动三：氯水中具有的漂白性物质是氢离子，氯离子，氯气，还是......? 【七
教学过程】
提出问题1：氯气溶解于水后，是氯气简单的分散在水中，还是氯气与水发生了化学反应？
提出问题2： 氯水中有没有氯气？怎样才能知道氯水中是否有氯气？
展示一瓶矿泉水瓶氯气，请同学先观察氯气的颜色 学生感受：观察到氯气显黄色。
教师提出问题：氯气能溶于水，怎么试验验证？
学生讨论后，一致认为，可以在矿泉水瓶里注入蒸馏水，再旋紧瓶塞。
学生观察：矿泉水瓶变干瘪了。无色蒸馏水变成黄绿色。学生得出结论：氯气能溶解于水，且氯水中有氯气分子。提出问题：氯气溶解于水后，如果氯气没有与水发生化学反应，即氯水中只有氯气分子和水分子，氯水应该呈什么性质？酸性，中性还是碱性？
分组进行试验探究，往一支装有少量紫色石蕊试液的试管中，滴加几滴氯水，观察现象。
现象：试管中的液体由紫色变为红色，最终变为无色。结论：1 氯水呈酸性，存在氢离子
氯水中存在一种漂白性的物质
教师设问：既然氯水中含有氢离子，说明氯气溶解于水与水反应了没有？根据氯气具有强氧化性的特点，氯水中还可能有什么微粒？
学生猜想：氯离子
分组进行试验探究,往一支装有少量氯水的试管中，滴加几滴硝酸银溶液，再滴加几滴稀硝酸。
现象：试管中产生白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀仍不溶解。结论：氯水中含有氯离子。
教师设问：氯水中具有漂白性的物质是什么？是氢离子，氯离子，还是氯气分子，还是其他什么物质？
学生和老师共同设计实验方案
分组进行试验探究，往一支装有少量稀盐酸的试管中，滴加几滴紫色的石蕊试液
现象：溶液立即变红，并未最终褪色
结论：氯水中的氢离子，氯离子均无漂白性。
分组进行试验探究，往一支具支试管中加入少量高锰酸钾固体，双孔橡胶塞的一孔插入一根粘附有湿润红纸条和干燥红纸条的铜丝，另一孔插入装有浓盐酸的注射器，支管连接装有已浸了浓氢氧化钠的棉花球的干燥管做尾气处理。现象：干燥的红色纸条不褪色
湿润的红色纸条褪色 结论：氯气不能使有色布条褪色。
氯气与水反应后生成了具有漂白性的物质
可是，几分钟后干燥红色布条也褪色了！学生质疑以上的结论!师生共同设计另一套装置！学生再次相信结论的正确性！释疑： 从氧化还原反应的角度分析，应该生成了一种含正价氯的化合物。
阅读课本84页第二自然段，了解到氯水中具有漂白性物质是——次氯酸
归纳总结：
氯水的成分——
氯气分子，水分子，次氯酸分子
氢离子，氯离子，次氯酸根离子，氢氧根离子 【八
板书设计】
【九
教学反思】
教参建议本节课分两课时完成，根据学生的实际情况，改为
3课时，将“氯气与水的反应及氯水成分及性质”学习单独列为1课时，便于探究活动的开展。
2.通过“氯气泄漏事件”导入新课，激发了学生的求知欲，有利于探究活动的进行。
3.暴露出来的问题，学生实验操作的不规范性还有待进一步纠正。【十
课后作业】
一、教材分析
本节内容的地位、特点、作用：光的反射现象在日常生活和自然界中普遍存在，学习光的反射定律具有重要的实际意义。从本章的知识体系来看，光的反射定律既是全章的重点，又具有承上启下的作用：上一节研究了光在同一种均匀介质中的传播，本节进一步研究光在两种介质的界面上发生反射的现象和规律，通过这节课的学习，为学习《平面镜成像》这一节铺平道路，同时也为学习光的折射奠定基础。通过这节学习，可激发学生学习物理的兴趣，培养学生的观察能力，研究方法和技能又能迁移到探究光的折射规律上去。
教学重点:光的反射定律是几何光学中最重要的基本定律之一，是分析有关光的反射问题的主要依据，该规律的探究过程有利于培养学生的探究能力和探索精神，所以光的反射定律及其探究过程是本节教学的重点，也是本章教学的重点。
教学难点：漫反射和镜面反射的光路，难以真实、直观的显现出来，让学生观察比较，学生不容易理解，因此，镜面反射和漫反射是本节教学的难点。
二、目标分析
本节课我根据八年级学生的心理特征及其认知规律，采用直观教学和活动探究的教学方法，放手让学生自主探索，经历探究“光反射时的规律”，获得比较全面探究活动的体验，让学生主动地参与到知识形成的思维过程，力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平，从而达到预期的教学效果。
三、教法分析
在课堂上通过教师的引导，让学生进行实验、老师进行演示实验，使学生在头脑中有清晰的表象，以具体生动的感性认识为基础掌握知识，同时在观察中培养能力，开展思维训练重视知识的应用，紧密联系实际。
四、实验教学
1、实验目的（甲图）：探究反射光线、入射光线跟法线的位置关系；反射角与入射角的关系。
实验不足之处：在竖直纸面上描画光线的径迹时，没有依靠，画的线的歪斜，影响到角度的测量，误差会大一些，同时需要多人配合操作，浪费实验时间。
改进方法：将竖直平面的实验操作改成在水平桌面上进行（上图中）。
改进意义：实验操作难度小，学生都可以单独进行；操作方便、快捷、准确、误差小，提高课堂实验的效率，学生能够体会到成功感。
实验器材（改进后）：白纸、铅笔、量角器、直尺、激光笔、平面镜、平面镜竖直支架； 实验步骤：①在白纸上用铅笔和直尺画出平面镜、法线的位置（上图中）；
②在法线一侧，向入射点画任意三条入射光线，并标为1、2、3；
③用平面镜竖直支架将平面镜支好，放在纸上所画的平面镜的位置；再让激光笔沿所画的1、2、3入射光线照到镜面的入射点上，此时用铅笔在反射光线的径迹上描出一个点1，同理，描出2、3（上图左）；
④移开平面镜、激光笔，用直尺和铅笔作出反射光线1、2、3，并用量角器量出各自的反射角和入射角，填入实验表格；、、、、、、2、实验目的（乙图）：探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面。
实验不足之处：此实验需要多人配合操作，实验过程中要始终保持硬纸板与镜面垂直、激光光束始终沿硬纸面照射都有一定的困难，增加操作难度，影响实验进度与效果。
改进方法：用硬纸盒子以法线轴，在其右边纸面上开一个“小门”，实验时“小门”可以向里或向外推，使之与左边纸面不在同一平面。教学时可将此实验改为演示实验，为了增加演示真实、直观的效果，将硬纸表面进行“粗糙”处理（上图中、右）。
改进意义：能直观、形象的显示“小门”打开后与原来纸面不在同一平面，且在任何位置总是能与镜面垂直，表面的“粗糙”处理为演示实验带来逼真、清楚的效果。同时也给学生利用身边的器材动手、动脑进行小实验作出示范和榜样。
实验器材（改进后）：自制教具（带“小门”硬纸盒、）、平面镜、高亮激光笔； 实验步骤：①将平面镜放在水平桌面上，将“小门”关闭的自制教具放在平面镜上；
②将高亮激光笔的光束沿纸面射向入射点，观察“小门”上的反射光线（上图右）；
③保持纸面左半部分上的入射光线、入射点位置不动，将右边纸面上的“小门”向里摊，观察“小门”是否还有反射光线；
3、学生用光的反射实验器（上图左）
学生实验器材存在的缺陷：由于卡槽设计太大、平面镜受重力作用，会向没有卡槽的一边下垂，造成镜面与光具盘不垂直（上图左），实验时反射光线不能显示在光具盘上，同时平面镜与光具盘结合处有缝隙，出现漏光，使反射光线亮度变暗变弱。
改进方法：沿平面镜位置线挖一个宽与平面镜厚相同、长与平面镜略长的长方形的孔槽，实验时将平面镜一半插入到孔槽中，可消除平面镜因重力作用造成不垂直的影响，同时也避免了平面镜与光具盘结合不紧密造成的漏光现象（上图中、右）。
改进意义：平面镜插入卡槽，镜面与光具盘紧密结合且相互垂直，避免入射光从缝隙泄漏，同时让入射光全部被反射，反射光线的径迹能在光具盘上清晰、明亮的显示出来。
4、实验室配备的学生用激光笔与专业激光笔（上图左）
实验室配备的学生用激光笔不足：光线暗、光束窄，要让反射光线、入射光线同时显示在显示板上，操作起来很困难（或者光线暗淡，或者只显示反射光线，或者只显示入射光线），严重影响实验效果及进度。
改进方法：用高亮度的专业激光器替代学生用激光笔，并将激光笔的头部进行改造，让高亮激光束通过一根粗细适当的玻璃柱（上图中），并适当调整距离，就可以得到又亮又宽的光束（上图右）。
改进意义：实验时亮度好，效果极佳，使用方便，极大提高了实验的效率，极大吸引了学生的兴趣，深受学生喜爱。
5、对于镜面反射与漫反射这一难点的突破，我采取播放多媒体动画课件：画面出现两种不同的反射面，再依次播放出每一条光线的反射过程。播放完毕后，让学生比较镜面反射和漫反射的异同点，并回扣上面的实验，让学生解释其中的原因。
五、评价反馈
在教学过程中，学生应是一个积极的探究者。学生的学习是一个自我发现的过程。学生应具备自我探究的积极性，想办法解决问题，从而学会学习。因此在新课标的教学课堂中，教师应尝试采用建立“探究―实验”教学模式，充分发挥探究性实验的作用，从而发展学生的猜想与假设能力，提高学生设计实验能力和学生创新能力。
一、通过预测实验结果，强化学生的知识
在通过探究性问题引入探究性实验后，教师就需要引导学生对探究性实验的结果进行猜想与假设，让学生对实验结果进行猜测和假设并不是让学生盲目地去猜测，而是让学生以高中化学教材中的知识点为依据有理由的去猜测和预测.让学生以化学知识点为基础预测探究性实验结果，不但能够提高学生对课堂的参与度，提高学生对高中化学学习的兴趣，还能够强化学生对教材中知识点的记忆，培养学生对教材中知识点的运用能力，培养学生单独解决问题的逻辑思维能力.对于一些难度较高的探究性实验，教师还应当及时对学生进行正确引导，引导学生该从何处入手，引导学生回顾所学知识，建立知识网络.通过对探究性实验结果的预测强化学生的化学知识，提高学生对教材知识点的理解层次.例如，在讲“铝的性质”时，教师可以引入探究性实验“探究铝与弱碱氨水的反应情况及产物”，让学生对反应产物进行预测，并让学生根据所学的有关化学知识为基础说明预测的理由是什么.教师也可以适时对学生进行引导，可以以铝和强碱氢氧化钠的反应进行类比，逐步引导学生以化学知识为基础做出正确的预测。
二、通过互动教学模式，活跃课堂氛围
在传统的教学模式下，教师在进行高中化学教学时常常只是对课本知识点的简单复述，单向教学，忽略了高中化学课堂的互动性.这种教学模式往往会使得高中化学课堂变得索然无味，课堂缺乏生气.这样不仅不利于提高学生对高中化学学习的兴趣，还不利于提高高中化学课堂的教学效率.在高中化学课堂中结合探究性实验进行教学的过程中，教师要多进行互动教学，加强课堂中学生与学生的互动，教师与学生的互动，让学生在互动式教学过程中巩固学到的知识，提高学生的实验操作技能.在进行互动式教学时，教师可以将学生分为小组，以小组为单位去进行课堂讨论或者合作学习，培养学生的合作学习能力，提高高中化学课堂教学的教学效率.例如，在讲“乙烯的制取”时，教师可以引入探究性实验“乙烯制取实验中产生乙烯的温度难以控制，如何对实验进行改善提高乙烯的纯度”，将学生分为几个小组，并以小组为单位查阅相关资料，开展小组讨论，让学生以小组为单位去制定改善方案，验证改善方案.这样，不仅扩展了学生的思维，提高了高中化学教学的趣味性，活跃了高中化学教学的氛围，还提高了教学质量和教学效率。
三、通过设置开放性问题，活跃学生的思维
摘 要：新课程标准下的高中物理教科书关于动量的设计，与以往相比变化很大，主要突出了探究精神和物理学中的“不变量”的思想。笔者本着“科学探究”与“实验探究”两种教学模式相结合的宗旨，让学生体验关于碰撞中不变量的猜想认知过程，并在实验探究和实践中收获“不变量”的猜想成果，体验探究过程，激发学习兴趣，培养学生的实验探究能力和交流协作能力。
关键词：一维；碰撞；不变量
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）5-0009-4
教材分析
本节课为新课标人教版高中物理选修3-5《动量守恒定律》一章的第一节内容，与原必修加选修《动量》相比变化非常大。首先，动量这一概念的引入，与过去完全不同。在教学中如何引入动量这一概念，并对其展开教学，是需要广大一线教师研究的问题。原来的教材当中，本章通过几个碰撞案例，得到表达式：Ft=mv，并由此引入冲量概念、动量概念。教学过程中，我们的思维也受到教材编排的影响，直接通过生活中的形象生动的例子引出：质量和速度的乘积越大，作用效果越明显，并由此定义动量。新教材遵循物理科学的发展历程，由探究碰撞中的“不变量”的实验作为基础，师生共同探究出在碰撞前后，质量和速度乘积这一矢量保持不变。从实验中发现质量和速度的乘积是某个特殊量，因此，将其定义为动量，这更加符合人类的认知逻辑，并且能够更加清晰地说明动量的来龙去脉，最大程度地避免学生对物理概念产生的机械认知。教师在教学过程中，在注重知识技能目标的同时，应更加关注“实验事实+逻辑推理”的科学方法，以及科学态度、价值观本身。
“守恒”不但包含了“不变”，而且包含了守恒条件和讨论守恒的必要性。新课程教学用书一再强调“不变量”并不是“守恒量”。不变是指状态值的大小恒定，守恒则对应变化的过程。“不变”只是“守恒”中数量关系的一种表达，并不能作为“守恒”的等效表述，“保持不变”才意味“守恒”。而要在碰撞实验中让学生追寻“始终不变的量”是不现实，也是没有必要的。所以，指导用书意以新的观点追寻“不变量”的过程，而不是追寻“保持不变量”的过程。
学生需要在教师的引导下自己体验，关注碰撞中的规律：在碰撞中，有某个物理量在碰撞前后保持不变。尽管对于高中的学生来讲，要形成“守恒”的思想是困难的，但在碰撞前后“不变”的想法是非常珍贵的，这正体现了我们对学生的科学探究精神的培养。学情分析
通过必修
一、必修二的学习，学生已经知道物体通过相互作用产生的运动类型、物理研究方法和遵循的一般规律；学生也初步具备了探究实验的思维；学生对物体通过碰撞这种相互作用产生的运动类型也有感性认知，并且在必修二的《机械能及其守恒定律》一章中有过类似的探究经历和体验。
学生可能遇到的困难主要表现为以下方面：碰撞情境的一维化实验案例比较简单，使得学生的追寻“不变量”思维的落脚点很抽象。碰撞中的“不变量”的追寻对学生而言是陌生的，并且动量是一个矢量。不像追寻“机械能及其守恒定律”的时候，动能■mv2和势能mgh相互转化的过程中机械能守恒学生有基础，并且动能和势能是标量。
此外，学生对一维碰撞情境的基本认知一般是碰撞前后的速度大小之和不变，或碰撞前后的速度存在某种数学关系。没有这样的逻辑递进过程，提出物体的质量与各自速度的乘积是不是不变量的猜想是比较困难的，而且很唐突，容易进入验证性实验的教学循环。而且，学生设计实验测量碰撞前后物体的速度时会遇到很大困难。
学生需要的学习策略主要有：教师设计由浅入深，符合学生认知水平的逻辑猜想台阶并提供必要的情境数据，创设悖论的实验情景，让学生进行总结反思和实验探索，最后分组在不同实验情境中实验，进行类比和归纳。教学设计思路
本节课本着从特殊到一般的宗旨，从最简单的一维碰撞入手，寻找碰撞中的规律。通过介绍物理科学发展史，指出碰撞中的规律为：在碰撞前后，某一个物理量始终保持不变，并且让学生体会到寻找不变量的重要性和必要性。接着，通过简单的演示实验，引导学生观察并做出猜想。然后，针对猜想中要用到的物理量，学生自主设计实验，通过团队合作，完成实验，并交流展示成果。最后，教师和学生共同总结，找到碰撞中的不变量，并将探究过程升华。
整节课是师生之间思维的碰撞过程，且整个教学设计和课堂教学的过程始终围绕课堂目标的三个维度展开。教学过程
4.1 新课引入
在前面的学习中，我们分别从动力学、能量的角度，研究了物体的运动规律。然而，自然界中，更多的并不是单个物体的运动，而是物体与物体之间的相互作用。因此，本章将逐步探究物体之间的相互作用规律。
首先，请同学们观看几则视频：1）冰壶比赛中，冰壶沿着直线碰撞另一个冰壶；2）两辆汽车在同一条直线上相撞；3）台球桌上，白球击中红球，红球进洞，白球停止运动。提醒学生注意对比和思考，总结视频中物体之间发生了什么样的相互作用。
学生不难答出相互作用为碰撞。通过观察最后一个视频，白色的台球撞击红色的台球，红色台球进洞，而白色的台球却停了下来，以此来说明，碰撞当中肯定存在着某种规律。
接着，通过介绍物理学史正式进入新课：其实，早在1666年，惠更斯在英国的皇家学会上就演示了碰撞球现象。当时很多物理学家都在寻找碰撞中存在的规律，惠更斯就发现，碰撞中有一个量是不变的。究竟是什么量不变呢？这就是我们本节课要研究的问题――探究碰撞中的不变量。
4.2 实景体验
要研究一个物理规律，我们通常从最简单的情形开始研究。
与实际碰撞相比，由两个物体参与，并且碰撞前后瞬间，两个物体在同一条直线上的运动最简单。在同一条直线上时，我们称它为一维碰撞。今天，我们就从这种最简单的碰撞开始研究。
追寻惠更斯的足迹，带领学生看一看碰撞球。三个小球不用，将它们放到上边去，只留两个小球。拉起其中一个小球并放手，提问：两个摆球之间的碰撞是不是一维碰撞？
指出一维碰撞，是指碰撞前后瞬间，两个小球在同一条直线上运动。摆球的碰撞发生在最底端，碰撞前后瞬间，物体的速度都在水平方向上。因此，它是一维碰撞。
当然，对于碰撞，我们还有一些疑问。比如，改变碰撞物体的速度，碰撞效果会不会变化？改变碰撞物体的质量，碰撞效果是否发生变化？
让学生带着这两个问题，观察两个碰撞过程：
①将小球拉到比较低的高度，释放，提醒学生注意观察碰撞效果。
②将小球拉到比较高的高度，释放，提醒学生对比碰撞效果。
两次差别很明显，通过观察两次碰撞，对第一个问题，学生心中已经有了答案：改变碰撞物体的速度，碰撞效果会发生变化。
③用双面胶将两个小球粘在一起，再放下来一个小球，将新放下来的这个小球拉到与刚才基本相同的高度，释放，提醒学生对比碰撞效果。其中，为了对比，在实验③之前，重复实验②。
通过观察这两次碰撞，提问学生：改变碰撞物体的质量，碰撞效果是否发生变化？
根据这两个问题的答案，可以得到：影响碰撞效果的因素应该是速度和质量。
4.3 实验猜想
碰撞中的规律直接体现在碰撞的效果上。既然质量和速度都能影响碰撞的效果，那么，碰撞中的不变量，必然既和质量有关，也和速度有关。
请学生猜一猜，碰撞前后系统的不变量可能是什么？（在此过程中，提示学生：其实就是质量和速度怎么组合的问题。）
学生可能会猜想mv、mv2、v/m等，将这些都列在黑板上。
4.4 方案设计
有了猜想，探究就有了方向。要验证猜想，必须通过实验的方法测量质量和速度。接下来引导学生设计实验方案。
测量质量用天平。速度应该怎样测量呢？提问3～4名学生：你都知道哪些测量速度的方法呢？
结合学生的回答，教师总结：测量速度的方法的确有很多，比如，像刚才同学们说到的用光电门、打点计时器等测量速度。今天，我们利用惠更斯演示过的摆球来测量碰撞前后的速度（PPT展示器材）。请大家用2分钟的时间思考，结合教材和同学讨论设计实验方案。在设计实验方案时主要考虑以下两个方面：
1）如何保证碰撞是一维的？
2）如何测量和计算碰撞前后物体的速度？
根据学生的回答，教师介绍实验仪器：为保证小球在摆动过程中不发生偏转或乱摆，老师将教材上的单线摆改成了双线摆，起到稳定小球摆动的作用。
详细讲解测量速度的方法：以相同质量的两个小球的碰撞过程为例，根据机械能守恒定律测量速度，我们考虑两个过程。
1）小球B静止，将小球A拉到h1高度后放手，从h1高度运动到最低点，和小球B发生碰撞前的速度为v1。
根据mgh1=mv■■/2，得v1=■。
2）发生碰撞后，小球B将弹起，上升的最大高度为h2。碰撞后小球B的速度为v2。
同理可得
v2=■。
对于质量不同的小球间的碰撞过程，也用同样的方法求出速度。
因此，我们要测量速度实际上只需要测量高度。所以，这个方案原理简单，并且测量容易，计算量小。
我们面临的现实问题是：高度应该怎样测量？（前面也许有的学生会考虑到，但怎样测速度应该没有想过，而没有做过的人都会觉得测量高度很简单。）
教师边演示边说：小球在摆动过程中到达最高点的时间极短，不好观察。我们需要使用渐近法。先拉起小球A，放手，让小球A与静止的小球B发生碰撞，小球B将上升到某一最大高度处。我们先观察并标度出一个最大高度，然后重复碰撞，观察实际的最大高度与我们标度的最大高度是否一致；如果不一致，加以修正，重复几次，即可找到最大高度。
4.5 实验探究
提示学生，碰撞前后物体的速度都发生了变化，因此，要找的不变量，实际上是两个物体组成的系统的不变量。接着学生开始实验，完成实验报告。
将操作的一些注意事项打在PPT上，在实验过程中供学生参考：同组同学要分工明确，相互配合；小球释放前，两条细线均需拉直；小球的释放高度不能太高，也不能太低；碰撞过程中，我们通常规定，碰撞前瞬间小球的速度方向为正方向；如果小球反弹，则速度取负值。
给出期望：老师期待你们的完美结论。
4.6 成果展示，得出结论
大多数学生完成实验报告后，请4组做了不同实验的学生代表借助实物展示平台展示成果，并给予鼓励。
根据4组学生的数据，请某位同学归纳本次探究的结论。
最后，老师总结：这些都是同学们的成果，在实验误差允许的范围内，我们的确看到了一些碰撞前后不变的量。但是，v/m、mv2仅仅在某些特定的碰撞中不变，可以说它们不是我们要寻找的不变量。因此，我们要找的不变量是m和v的乘积。
4.7 小结升华
教师带领学生回顾本节课的探究过程。首先，我们通过观看几则碰撞视频，提出问题：碰撞中存在什么样的规律。在建立的一维模型的基础上，同学们通过观察牛顿摆的两种不同碰撞现象提出大胆的猜想。同学们在猜想的基础上设计实验方案，并通过相互配合完成了实验。由于我们全班是一个共同的研究小组，最后，我们又对大家得到的实验结果进行了交流评估，最终得到了我们要寻找的不变量：质量与速度的乘积之和。
最后，教师总结升华：看来碰撞中确实存在一个不变量。我们的科学家正是应用这个规律，才让火箭飞向了天空；正是应用这个规律，我们才探索了微观粒子的散射规律，从此开启了微观世界的大门。这说明，我们人类有这样的潜力，去发现表面现象背后隐藏的规律，并且有能力应用这些规律，从而推动文明的发展，为子孙后代造福。
今天，我们在碰撞中追寻了不变量，寻找不变量是物理世界永恒的主题。碰撞也同样充满意义，正如，我们的思想也需要碰撞，希望同学们能够借着这缕科学的曙光，去寻找新的发现，探索新的世界。
板书设计如图1所示。
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图1 板书设计
参考文献：
中学物理教学一直存在一个怪圈：教师讲地清清楚楚，学生听得明明白白，学生自己做起习题来却糊里糊涂。物理课一直是高中学生认为最难学的课程，为了解决这一难题，大多数教师都把物理教学地突破口放在物理实验上。认为物理实验是有效促进学生认知发展，有利于学生对所学知识意义建构的理想环境和认知工具。物理实验的教育教学功能发挥的程度，决定整个物理教学的质量。于是都开始重视中学物理实验，下力气完善并创造各种实验，应该说较过去已取得长足的进步。从某种程度上说我们的学生实验能力提高了，但随之而来又出现了另一种评论：“高中学生的物理理论水平高，实验心智能力强，但实验操作能力和科学探究能力差！”这个看法不足为怪，近年来高考物理开放型实验试题使我们的学生束手无策，就是明证。那么，中学物理实验的症结和突破口又在那里了？
一、高中物理实验教学的现状
高中物理实验及其教学是物理课程和物理教学的一个重要组成部分，它既是物理教学的重要基础，又是物理教学的重要内容，方法和手段，在培养学生科学素养的教育中具有独特的地位和全方位的功能。高中物理实验教学必须注意以下几个问题，那就是：实验教学的重视与加强，实验设备的添置与更新，学生动手实践能力、创新思维能力的提高。
当前，在物理实验教学的课堂上，经常可以看到一些见怪不怪的现象，试举三例：
现象一：多媒体实验就是学生通过多媒体“看实验”。过去的实验“看黑板”，如今的实验“看录像”、“看投影”，“看Flash课件”。令人难以理解的是，一些原本可以让学生动手做的实验却用多媒体来展示，被称为是“现代教学技术的运用”。
现象二：程式化实验，虽然学生动手，但以单纯的机械操作为主。学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤，像做广播操那样，按照规定的程式进行操作，去获取教师（或书本）所要求得到的实验数据（或实验结果），而不需要去考虑实验为什么要这样做，怎样去做，更不必考虑实验中可能会存在什么问题，以及需要如何去解决。
现象三：试题实验，就是学生用笔“做实验”。由教师编制的大量实验试题不仅增加了学生的学业负担，而且挫伤了学生动手实践的积极性，使实验教学在“应试”的泥潭里越陷越深。
这些现象从一定程度上反映了目前高中物理实验教学存在的问题，那就是“重知识、轻方法；重讲授、轻活动；重结论、轻过程；重机械训练、轻实践体验”。长此以往，学生实验学习的积极性必然会受到压抑，实验教学也将流于形式，事倍功半甚至劳而无功。由此想到，能否通过教师更新教学观念，转变陈旧的教学方式，促进学生物理实验学习方式发生改变，使实验教学走出困境。
在新一轮的教育改革中，教育部于2003年3月颁布的《普通高中物理课程标准（实验）》物理教学观念发生了重大变化，物理教学要求从生活现象中抽象出物理概念，再把物理知识应用到生活、社会、科技活动中去。完成转换作用的就是物理实验，物理实验不仅仅为物理教学提供典型模型及案例，验证了物理规律和定律，更在于探索物理规律的过程中，促使学生自主实践，学会分析问题、提出假设、用实验解决物理问题的思想，完善学生情感，连接生活、社会、科技的最好切入口。很明显，目前只注重实验技能与高考的物理实验是明显的对新课程理念理解不到位。对中学物理实验理解的不到位，正是造成物理实验资源短缺、陈旧缺乏吸引力的根本原因。物理实验教学给学生的感觉是实验室的实验，离自己与生活有相当的距离。
二、学生实验教学思维程序化，实验教学的主体偏移
学生在做物理实验时，总是按既定的：一目的，二原理，三器械，四……的程序去操作，实验已设计好了目的，实验已找好了证明的办法，用什么材料，怎么做，实验都已设计好了，怎么记录，怎么分析处理，实验都一一规定好了。走进实验室，实验已规定老师按程序安排好学生，学生也按程序接待完实验，走出实验室，一切都已结束。实验已把老师和学生按计划完成了。不是学生“做”实验，而是实验“做”学生。
有人可能会说：这是口舌之辩，学生认认真真地做实验就行了。但问题恰好就在认认真真，什么才算认认真真？按顺序完成实验就是认认真真吗？认认真真的好学生，在开放性试题中表现出的束手无策，我们不能只无奈的认为这些学生智商低，而应该认识到：认真听话的好学生反而没有创造性；实验课普遍实而不验，学生作实验仅仅是因为好玩，以及完成任务后吵吵嚷嚷的浮躁气，这些都应让我们明白我们的实验教学出了问题。
问题首先在于我们丢失了做实验的主体――学生。实验，首先是学生的实验，实验的目的由学生提出，而不是教材上规定的实验目的，实验应是学生主动去做，而不是实验目的命令学生去做。失去了学生的实验，当然是无生命力的，没有吸引力的，也使学生失去了创造性。实验没有学生的自我参与性，缺失了学生自我表现欲，实验对学生就只剩下了枯燥的任务，完成任务最主要的途径是灌输，强制是灌输的保证，学生创造力的萌芽就在强制中扼杀了。当然，教师也启发了，结果却是启而不发，此是启发已成安程序对实验的启发，不是对学生的启发，学生早已没了自我的思想，启发也就没有了太多的必要。实验是教学的需要，不是学生的需要：学生不知此为何物，当然也不知此物何用。按照新课程理念物理实验的主体不是教师，不是实验本身，也不是实验规则，而是学生！当我们的实验主体回归到学生身上，物理实验才会焕发出新的活力！
三、实验教学指导思想移位，实验过程中情感因素丢失
由于实验是证明验证规律和定理，实验就是严格按规定操作的过程，实验作为一个操作过程，教师成了监工，学生是完成工序的工人，虽然学生学会了操作技能，但丢失了最为宝贵的东西――情绪、意志力等非智力因素的培养。大家都知道要出成果，就要付出长期艰辛的劳动，没有顽强的个性，就不会成功。每一个发现、发明、创造，都经过无数次失败后柳暗花明的。不会控制自己的情绪，没养成良好的品质，就难以成功。实验的过程，是学生非智力因素培养的最好过程、最佳环境。教师不是监工，是引导者、鼓励者、合作者，实验的过程是学生情感体验、意志力培养的过程。当前的物理实验偏向了技能技巧的培养，而离失了情感体验与意志力的培养。实验一做既成功，甚至未之前就已知道成功，根本没有探索发现的兴趣。虽然也有些实验引起了学生较高的兴趣，例如电磁感应现象，学生似乎做的兴趣很高，实际上，大多数中是觉得新奇好玩，而没有体会到发现的乐趣。但如果是一次学生自我的发现，学生就会充满自豪与成就感，兴趣十足，学生的能动性很自然地被激发出来。在解决问题时遇到了不了解的知识、技能、技巧，他会主动地去查、去问、去学、去请教，遇到困难也就多了一份坚持与希望。所以，实验离失了非智力因素的培养是造成学生缺乏创造性的重要原因之一。
解决以上物理实验教学存在的问题的首要任务是如何转变教师的教育教学理念，更新教师的教学模式。
在新课程条件下，教师在教学过程中应与学生积极互动，共同发展，注重学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习。新课程加强了“科学·技术·社会”的教育，重视学生的创新精神和实践能力的培养。物理实验教学应该是学生在探索物理规律的过程中，促使学生自主实践，学会分析问题、提出假设、用实验解决物理问题的思想，完善学生情感，连接生活、社会、科技的最好切入口。基于上述教育教学理念，参考目前一些学者提出的“探究性”教学模式，本人对高中物理实验教学模式提出以下设想和建议，望广大同人批评指正。
浅谈高中物理“探究性”实验教学模式
变学生被动操作实验为主动的情感体验过程，把单独的实验有机的结合起来，激励学生用新的物理知识、技能改进做过的实验，把实验室里的实验拓宽为生活中的实验，社会中的实验，让学生全方位地体验物理实验的酸甜苦辣。我们在继承传统方式基础上，主要从以下三个方面寻求拓宽实验的视野。
一、从教师指导下地被动观察向教师引导下的主动观察转变，更新实验教学观察思路。观察是实验的第一步，也是创新的前提。我们所需要地不仅仅是学生观察到的结果，更重要的是观察活动转化，这要求在平时的课堂实验中，不仅要求学生观察到与章节内容相关的现象，更鼓励学生为自己希望看到的现象提出自己的设计，让学生从无意观察向有意观察转变。促使学生认识到观察就是激发学生产生差异的过程，有差异才有疑惑，才有思考和争论，才有了创新与活力。在此基础上引导同学讨论在实验观察的过程中，将能看到什么以及实验方法和应注意的问题。可以提示看到的不同的现象是由不同的原因引起的，但是具体到是哪些原因，应该由学生通过多次的实验得出一定的结论，而不是老师在黑板上把各种条件罗列出，再提供给学生实验。那样做实际限制了学生的思维，不利于学生创新思维。
二、改变物理实验的常规程序，以探究小组丰富物理实验的组织形式。由于网络资源以及学校实验资源和社会实践资源的丰富和开放。高中物理实验将向大物理的实验转变。
1.将物理实验与探究性学习相结合，加强探究性实验教学，提高学生的实验思维能力。探究性实验是根据教材的特点和学生实际情况，采取3、4人一组或6人一组，在学生已有知识和初步具有实验技能的条件下，由教师提出课题，在教师指导下，让学生自己动手、动脑，在实验中观察现象，主动探索，然后得出物理规律。
例如：按照“探究性”实验教学模式的要求，学生分组实验教学要打破“给定实验原理，器材，步骤”与“在规定教学时间内完成规定实验内容”的传统做法，实验教学按学期或学年划分为两个阶段：第一阶段为“基本实验器材使用方法训练”；第二阶段为“课题型学生自主实验”。采用探究性实验教学，可以让学生自己探索，成为科学知识的主动探索者。学生在做探究性实验时，在教师的引导下思考实验原理、实验的基本步骤及处理实验结果，促使学生进行思维，比按课本的步骤一步步来进行实验操作的验证性实验，在学生要求和能力的培养方面有了很大的提高。探究性实验教学，提高学生的实验思维能力，使学生具有初步的设计实验能力。
2.将物理实验与研究性学习相结合加强设计实验思想和方法的培养，提高学生的设计实验能力。在探究小组的基础上，由小组提出研究性课题，依靠学校资源平台及社会网络资源共享平台，在教师和社会的帮助下，由实验小组根据资料，探究实验原理，编写实验步骤，设计实验表格，正确选用仪器和器材，并进行实验操作得出准确实验结论的一种实验形式。在研究性学习中，这种实验较常见，它对学生的能力要求也特别高。设计实验能力是一种最高水平的实验能力，是活化知识、进行创造性活动所具备的一种能力。
平时利用课外的时间，专门寻找一些有较大综合性的问题让学生分组进行设计实验，开展研究性学习。所出的问题包括实验的目的、实验器材和实验要求等多方面的内容。并且引导学生从实验的目的出发，结合实验器材的用途，并利用自己掌握的实验方式设计出几种实验方案，然后按照实验设计的三个原则：
1、尽量减小由于实验原理不完善带来的系统误差；
2、尽量减小由于测量仪器不准确带来的误差；
3、尽量减小外界环境对实验的影响，以及从实验的可操作性、科学性和安全性等方面来选取最佳的实验方案。
另外，中学生的实验能力与理论水平相比差距很大。实验能力水平较低，主要体现在学生的动手能力水平较低。所以在开展研究性学习提高学生的实验思维能力和设计实验能力的同时，应加强培养学生的动手能力。开放实验室、精选课外实验，提高学生的动手能力，加强教师的指导功能。通过开放实验室、精选课外实验尽量创造更多的条件，给学生更多的时间和空间来动手做实验，是提高学生物理实验能力的关键。
物理是一门以观察和实验为基础的科学，初中物理在初中教学中处于重要的学科地位，如何全面实施素质教育呢？我认为，应该加大实验探究教学的力度，追求实验探究教学的优化，培养学生的观察实验能力、分析概括能力等多种能力。“实验教学应摆在物理教学中的首要地位”已成为广大物理教师的共识。如何来加大实验教学力度，改进实验探究教学方式，提高实验探究教学效果，以推进物理素质教育，达到教育的不断创新，我认为可以从以下几点入手。
一、直观演示，激趣导学
物理演示实验具有鲜明直观、形象真实、生动有趣的特点，能为学生在形成科学的物理概念、得出正确的物理规律前，营造出活生生的物理情景，演示实验要注意增强演示的`可见度和清晰度，用探究猜想来激发和调动学生学习的积极性和注意力更为有效。因此，物理教师要尽一切可能，在课堂上为学生展现出丰富多采的物理现象和活生生的物理情景。教师不仅要用好课程标准上规定的演示实验，甚至教材上的一段话、一幅插图、一道习题也可以运用现代教育思想、利用现代化教学手段优化整合后搬上“讲台”，进行直观演示，因地制宜地选择演示的形式。例如：利用鸡蛋就可以方便地做很多实验：做压强的实验，做大气压实验，做物体的浮沉实验，做惯性实验，等等。鸡蛋很容易找到，若引导学生利用鸡蛋做实验，既可说明物理道理，又可提高学生学习物理的兴趣。这一做法迎合了新课标，提高了学习兴趣和学习效率，加强了物理实验探究教学内容的人文性和艺术性。
二、科学探究，合作促学
科学探究，合作促学值得关切。要提高学生分组实验的教学效果，培养学生的创造思维和实验操作技能，必须使学生真正进入角色，手、眼、脑并用地进行有目的的探索活动。课堂教学的目的不在于教师完成某种过程，而在于通过某种活动促使学生在行为上发生某些重要的变化，如在学生身上引起的认识上、理解上、技能上、态度上的变化。如果学生主动参与教学，在教师的积极指导下通过小组合作，利用小组间良好的合作氛围来获得物理知识，则会印象更加深刻，并增强他们的学习动机。教师要充分展示知识的发生和发展过程，留出充分的时间和空间，引导学生通过质疑、讨论等小组活动去理解知识，灵活地应用知识，创造性地思考学习过程中遇到的各种问题。凡技能性探究训练可以将思考性问题展开，利用小组协作并通过具体的动手操作才能深刻领会。加强教师与小组间的无限沟通，及时反馈探究信息，发现问题及时补救。通过小组合作并交流探究过程的收获，既可以强化学生对探究过程的体验，同时通过发展式的表扬提高自我认识水平，增强自信心。也可以巩固他们对知识技能的掌握，训练学生的表述能力，同时培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。
三、实验探究开放，自主学习
物理新课标要求尽量放开学生手脚，引导学生动手动脑去学、去做，同时培养学生创造发明的意识。可以大胆地说，不定期地开放实验室，给学生创造更多的动手探究机会，是提高物理学习兴趣和学习质量的重要举措，也应该是教师热衷的培优辅差极为有效的措施之一。有的学生不满足于课堂上所看到的演示实验或书本上所接触到的各种实验探究，表现出较强的求知欲和动手能力，各种奇异想法都想付诸实验探究一番，并通过自己的动手实验探究，得出自己感兴趣的结论；有的学生动手能力不强，在实验中“笨手笨脚”，因怕周围的同学讥笑，往往处于旁观者的地位，想自己试着做实验，又缺少勇气。开放实验室既可以给学生施展身手、创造动手的机会，又可以为动手能力较差的同学提供锻炼自己，提高实验能力的场所。学生在这种环境下，做些自己设计的小实验，将能极大地增进学习物理的兴趣，有益于他们动手能力的增强，有利于他们创造能力的培养。
综上所述，要充分发挥实验探究在物理教学中的作用，使教学更加生动、具体、变化多样，内容丰富充实。就必须在物理教学中加大实验探究教学的力度，体现“以人为本”“注重学生个性发展”等理念，并且让学生多经历猜想、假设、实验验证、搜集证据、分析论证等科学探究的基本过程，达到“学中做和做中学的和谐统一”。
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山东省龙口第一中学A区 刘明海
摘要：新课标下的物理教材，更充分地体现出以学生为主体的原则。本文是从个人多年积累的教学经验和实践角度，分析和研究高中物理实验教学，强化实验创新设计，利用设计性实验等几方面阐述了如何在物理实验教学中培养学生的创新能力，并结合教学实际和普通高中实验教学现状，论述了高中物理实验教学在新课程改革形式下如何进行。
关键词：课程改革 实验教学 创新能力 正文: 物理是一门以实验为基础的学科，实验教学可以激发学生学习物理的兴趣，它不仅能帮助学生形成概念，获得知识和技能，而且能培养学生的观察能力、思维能力和探索精神，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。因此，加强实验教学是提高物理教学质量的重要一环。组织和指导学生开展物理实验探究，对于提高学生学习物理的兴趣、开阔知识视野、培养创新能力及发挥他们的聪明才智等都是很有益的。
随着新课程改革在全国高中铺开，实验教学的改革是否到位。作为高中物理教师面临更大的挑战。结合新课程课程改革和多年教学实际，谈谈我对高中物理实验教学的看法和做法。
一、实验教学难于开展的原因
高考指挥棒的因素。虽然新的教育改革在一定程度上弱了高考的”一考定终身”的作用，但目前来说，高考仍起到主体作用，分析多年各地高考实验题，仍注重数据处理和理论分析，对学生动手能力、操作能
力及创新能力考查较少。结果导致教师忽视操作能力和创新能力的培养。
例如在高一物理教材中，我们可以尝试将“力的合成”改为“探究合力与分力的关系”。在实验中，可以先让学生自己动手，通过观察实验现象、分析及处理实验数据，总结出力的平行四边形定则，这样让学生在实验中先获得感性认识，再上升到理性认识，比起单纯地教师演示、讲解的效果，学生对学习物理的兴趣更强，对物理规律的理解也更加深刻。
二、强化实验创新设计，培养学生创造性思维
作为普通高中物理教师对实验教学知识不够，究其原因有以下几方面；
首先、高考中的实验题比例多年不变，教师认为通过讲实验就可以达到目的。很少有教师在实验教学上花费大量时间和精力。而高考试卷分析中实验题的得分率较低。只有在讲公开课时才用实验教学“作秀”。
其次、面对教师的考核。上级部门组织多种多样的活动，而涉及到与实验教学的比例很小。缺少这些动力就导致教师不愿在花费时间和精力去研究实验教学。
再次、由于考查实验走过程。学生不重视实验教学。师生更加注重的是结果。因为考查时，学生不会操作或达不到合格要求的，仍能通过考查。这就导致实验教学开展的难度加大。学生做分组实验时，动手操作的学生逐渐减少。最终导致教师也无能为力了。
实际上，在高中物理实验教学内容中蕴含着极其丰富的创新教育内容，可以通过各种方式的实验教学培养学生的创新能力。而培养创新能力正是现代所倡导的素质教育的核心。那么在新课程标准下，我们应怎样通过物理实验的改革来培养学生的创新能力呢？
1、开展探究性实验教学，培养学生的创新意识
尽可能的将演示性实验转变为探究性实验，学生可以在自己探索物理规律的实验过程中把动手与动脑结合起来，锻炼并培养自己的创新意识。这就需要教师对实验进行创新设计，包括教具的改进，实验过程的安排，问题的设臵及解决的办法等。这种创新设计对学生将是一种很好的示范，对学生创新能力的培养将起到潜移默化的作用。
2、利用设计性实验，培养学生的创新能力
要真正塑造创造型的人才，教师在教学中必需要鼓励学生勤于观察、敢于质疑、勇于发问，即便对那些已成定论的东西也不妨去重新审视或争论一番，使之不成为僵死的教条。诚如笛卡尔所说：“科学产生于怀疑”。充分利用设计性实验，是培养学生创新能力的有效途径。
hθab例如：试用一根卷尺估测一堆砂粒间的动摩擦因数。
初看本题，可能无从下手，因为卷尺测得的长度与砂粒间的动摩擦因数似乎是风马牛不相及的两码事。但是，我们可以这样来思考，要测定砂粒间的动摩擦因数，必须让砂粒间发生相对运动；再联想到力学中一个常见的斜面模型，如图a，逐渐增大斜面倾角θ使木块在斜面上将要发生相对滑动，受这一模型的启发，我们可将题给的一堆砂从高处慢慢漏下，在地面上形成一个圆锥体，并不断增高以至高得不能再高，即表面砂粒将要开始滑动。如图b，此时的砂堆不就构成一个“蠢蠢欲动”的斜面了吗？隔离出其表面的任一颗砂粒，不就相当于斜面上的一木块了吗？ 这样一来，通过θ这个中间变量即可把动摩擦因数μ的测量转
化为可用卷尺测量的长度（圆锥的高h和周长l）。
3、开放实验室，提高学生的实践创新能力
物理实验室是学生获知、激趣、求真、循理、育德的重要场所，如果实验室只是用来做一些课堂实验，其利用率是不高的。由于人的个性差异，有些学生往往不满足于课堂上所看到的或书本上所接触到的实验，他们往往表现出较强的动手欲望，有些学生则动手能力不强，有时想自己试着做实验，又怕做不成功，在实验中往往处于旁观者的位臵。因此不定期地开放实验室，既可以给动手能力强的学生施展身手机会，又可以为动手能力较差的学生提供锻炼自己，提高实验能力的便利。这样做不仅能进一步激发学生学习的主动性、创造性，而且能有效地拓展学生创造的空间。
具体办法可以采取自愿参加、定时开放的形式，或根据兴趣爱好组织专题研究和探讨，学生也可以根据自己的情况和需要，复习已经学过的实验的操作，自主选择实验方法或自主选择身边的材料去做各种实验，完成自己设计的小实验等。无论采取哪种形式和基于何种目的，这些实验都将极大地激发学生的学习兴趣，增强学生的动手能力。开放实验室是以学生为教学活动的主体，但是不能忽视教师的主导作用。教师仍然是整个活动过程的设计者和组织者，主导着教学活动的全过程。在开放实验室的过程中，教师要检查、修改学生的实验方案，指导参与学生的实验操作，质疑、解决学生实验过程中的问题，提出更高目标和要求。
实践证明：理论教学在学习物理中是很重要的，但实验教学是理论学习的重要支柱，由此可见，实验教学的重要性。实验教学能创建一种适合课堂教学的物理情境，能使学生以最快捷、最有效的方式掌握前
人已经认识到的真理。教学经验丰富的教师，一般都十分重视实验教学。因为他们通过多年教学认识到实验教学的重要性。这些教师经常设计一些实验，使学生形成正确的、完整的物理概念、物理方法，奠定牢固的知识基础和物理思维方法。
总之，物理实验教学在物理教学中，占有重要的地位，它不仅为学生学习物理提供符合认识规律的环境，也培养了学生学习物理的兴趣，激发了学生的求知欲望，还有利于培养学生良好的道德素养和科学作风，更重要的是它培养了学生的创新能力。所以在新课改下，作为物理教师应不断更新观念，创新实践，努力培养出更多的能够适应社会的创新型人才。【参考文献】
方案(1)：学生进行“向盛有紫色石蕊试液的试管中通入CO2”的实验，观察溶液的颜色变化。
方案(2)：学生进行如下实验，观察实验现象：
1、将用紫色石蕊试液浸过的干燥小花，放入盛有CO2的集气瓶中，观察现象。
2、向紫色石蕊试液浸过的干燥小花喷水，观察现象。
3、向紫色石蕊试液浸过的干燥小花喷水，然后放入盛有CO2的集气瓶中，观察现象。
方案(1)和方案(2)都是通过学生亲自“做实验”的方法来认知目标，这两个方案的特点是在教学过程中可以营造一种和谐气氛，留给了学生自己探究思考的时间和空间，拉近了师生之间的关系。虽然通过实验，学生消除了思想障碍并敢于质疑“CO2与水使石蕊变色是否一定是两种物质产生了新物质”等问题，但这两个实验在体现探究性的程度上是不同的。在其他条件不变的情况下，后者改变了石蕊的状态，需要探究此条件的变化对实验结果的影响，从而得出结论。因此方案(2)更有利于使学生大胆质疑，提出问题，产生持续稳定的兴趣和兴奋的情趣，更有利于通过创新思维指向探究的目标和方向。
二、探究实验教学的步骤
1、上课前
教师设疑：在教学中，教师要为实现教学目标，针对教学内容的重点、难点及关键提出问题，引导学生思考。
学生讨论质疑：合作交流，讨论质疑。上课前把问题发给学生，让学生利用课余时间，以小组为单位，讨论、提出假设，设计实验方案，选择需要用到的仪器和药品，画好装置图。
2、课堂上教学分以下几个步骤：
首先是完善和改进实验方案。这一阶段是小组之间质疑、答辩、优化每组设计方案的过程，是动脑的理性思考过程，思维容量很大，思考问题有深度，严密性增强，创新思维、发散思维得到了充分的体现和训练。
其次是分组进行实验，教师解惑答疑。每组采用本组认为最合理的方案进行实验，共同合作实验、观察、记录、分析，教师巡回帮助有困难的组完成实验。这一阶段是动手实践的过程，要手脑并用，学生间相互配合才能顺利地完成实验的全过程。
最后是报告实验结果，讨论分析评价。这一阶段是训练学生表达、分析、评价的过程，要全面细致地考虑，思维容量很大。
三、探究实验教学的启示
通过指导学生进行探究实验的学习实践，我们得到了很多启示：
(1)探究实验的学习给学生提供了学习的时间和空间，最大限度地调动了学生主动参与的积极性。实验参与让学生从知识的“奴隶”中解放出来，成为了学习的主人。能让学生体会到成功的喜悦，哪怕是细微之处的成功，从而使学生的认知、情感、意志、态度和个性都会得到全面发展，使学生的创新思维能力和实践能力逐渐加强。 (2)师生共同讨论应该在开放、民主、和谐、愉悦的气氛中进行，予以充分讨论，各抒己见。讨论的形式要灵活，常见的有“四人”分组讨论、小组讨论、全班讨论。
(3)课题的选择不能好高骛远，要适合学生的年龄特点和初始活动水平。要从学生个体发展的角度来看问题，研究的内容、水平要适合学生身心发展的年龄特征，依据学生身心发展的规律有序展开、分阶段提高。
(4)要重视科学方法的指导和科学精神的培养，引导学生逐步掌握科学实验方法。通过“探究”式的化学实验还要注意培养学生实事求是、严谨求实、认识事物本质的求知精神，以及一丝不苟的科学态度和团结协作的优良作风，这是学生在未来社会发展中所必需的基本素质。如果忽视了科学方法和科学精神的培养，也就失去了开展探究性学习的意义。
(5)实施探究实验的教学，要以新的评价方式来评价，以便更有效地激励学生。实验方案设计的成功与失败、实验完成的优与劣、结论的完整性与科学性不能作为评价学生的唯一标准，应在实施探究过程中对学生思维水平的变化、细节问题的处理、合作能力等进行考察。
(6)充分利用探究实验中的.失败，激发学生探究的欲望。
初中化学课本上册第六单元课题3实验6-4，要求将二氧化碳慢慢倾倒入烧杯中，其目的是证明CO2既不能燃烧也不支持燃烧、密度比空气大等性质。然而，在实际操作中存在很多因素，经常导致实验失败。在这一研讨课中，我让多个学生做了这个实验，结果都失败了。课后我组织学生讨论原因并做了探究。学生经讨论后认为失败的原因可能有以下几点：①将集气瓶上的玻璃片打开过多，使CO2一下子倒了出来，会将上面蜡烛先熄灭，下面的蜡烛后熄灭。②烧杯过大，用一般的集气瓶会因CO2过少而不能达到理想的效果。③若第一次实验失败，因蜡烛燃烧放热，将空气加热了，CO2倾倒后立即上升而不能进入烧杯底部。
于是我们作了如下改进：
①因集气瓶口大，容易一下子倒出来，改用瓶口较小而容量大的矿泉水瓶收集CO2，并用一个小烧杯。②因集气瓶一旦因第一次倾倒失败，将因被蜡烛加热后导致后面多次实验失败，建议重做实验时更换烧杯。
(7)创设实验探究情境。所谓实验探究情境，是指能激发学生的探究兴趣、创设探究氛围的情境。因此只要能够引发学生的实验探究兴趣，调动学生进行实验探究的积极性，就可作为实验探究情境。例如在进行溶解时吸热和放热现象的活动与探究时，我们可以设计这样一个实验探究情境：在一干燥的玻璃片上滴一滴水，在水滴上面放一只盛有适量水的小烧杯，然后向其中加适量的NH4NO3，过一会儿我拿起小烧杯时，发现玻璃片“粘”在了小烧杯底上。学生探究的兴趣和热情顿时高涨。这里运用的实验探究情境，带有一定的启发性和验证性。
【“安培力探究实验”的教学设计】推荐阅读：
高中物理知识点：安培力10-20
