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《高中物理实验教学实施素质教育的研究》
结 题 研 究 报 告
一、课题研究的背景和目的我国地方大、人口多，经济发展不平衡，各地的师资条件、学生状况及实验仪器设备条件有所不同，开展实验教学要因地、因时、因人而异，应采用多种适宜的实验方法和教学仪器。为此，国家教育委员会教学仪器研究所物理教学仪器研究室在93年就组织编写了《中学物理实验丛书》，这套丛书共10本，可以说，全套《丛书》是一个“实验知识库”，便于教师灵活选择使用，以适应各类、各层次中学的实验需要，为中学物理实验教学改革，实验质量的提高开辟了新途径。由于教育形势迅速发展，教育手段现代化，如电脑、闭路电视、网络技术等多媒体日趋走进课堂，高科技的迅猛发展，许多跟高科技密切联系的科普知识，如黑洞、中子星、核磁共振、磁悬浮、航空航天技术、空间技术、纳米技术等写入教材、开阔了学生的视野。由于以上原因，使得中学物理教材不仅具有系统性、科学性，还应具有先进性，前瞻性、开放性，实验教学也应如此。加之，教育观念转变，创新意识、实践能力提高，中学物理教材中出现许多新材料、新理论、新思想、新方法，这就要求广大教育理论和实践工作者进一步加强新教材中的实验教学研究，拓宽实验思想、方法，挖掘实验仪器设备的潜在功能，培养学生的科学实验态度和实事求是精神。
本课题的研究将结合本地区的实际情况，体现时代发展对中学物理实验教学的要求。我校高中招生是面向全淮阴区，我区是富省欠发达的地区，多数学生来自农村中学，农村中学的物理实验仪器设备还不能全部到位，教师实验观念滞后于时代要求，使得学生的实验技能，实验创新方面存在着先天不足或参差不齐等，这对高中物理实验教学有一定的负面影响。
以中学物理教学大纲为准绳，以现有人教版的高中物理教材中的演示实验、学生实验、小实验为脚本，坚持物理教学的特色教育，坚持理论与实验、应用相结合的原则，灵活贯彻学以致用、实事求是、因材施教、塑造主体、突出个性的教学方法，使学生通过实验获得物理学基础知识，形成基本的物理学观点，初步掌握研究自然科学的方法之一------实验法，为学生的终生性学习和工作奠定良好的基础。
加强中学物理实验，培养学生动手实践能力是各发达国家中学物理教学的共同走向，随着国际竞争的日趋激烈，各国都把注意力放在了21世纪人才的培养上，放在了教育改革上。在这方面，我国还处于劣势，如每年国际物理奥林匹克竞赛，中国选手虽然也能得到金牌等奖牌，而且也不少，但从理论和实验分数分开统计看，中国选手的实验成绩不占领先，从这可窥探出我国中学物理实验教学的薄弱。他山之石可以攻玉，发达国家的先进教育理论、经验，对我们的实验教学研究具有重要的借鉴作用。“创新是一个民族的灵魂”，在知识经济的社会中人的最重要的素质是创新能力，所以在物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。而物理学从本质上说是一门实验科学，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验，因此在物理教学中，尤其在实验教学中，应注意不断激励学生通过运用观察与实验、比较与替换、分析与综合、归纳与演绎、类比与假说、形象和抽象等方法，发展他们的素质。
二、课题简介 1．实验课题的名称
高中物理实验教学实施素质教育的研究 2．课题名称的界定
（1）素质教育：二十世纪八十年代中期产生的，与“应试教育”相对应的概念。其涵义：是以促进学生身心发展为目的，以提高国民的思想道德、科学文化、劳动技术、身体心理素质为宗旨的基础教育。本课题侧重于科学文化素质的研究
（2）物理实验：是以掌握物理要素及其相互间规律为目的，人为复制和调控物质运动的状态与过程的一种科学实践活动。物理实验主要依赖仪器进行。物理实验的基本特征：是通过人工复制和调控。减少次要因素的干扰，突出研究对象和研究的过程，且便于重复操作。本课题研究的物理实验是教学实验，它与物理学家进行科学研究而做的物理实验----科学实验既有联系又有区别。教学实验是有选择地把一部分研究或探索物理现象和规律的实验和事实，在集中的时间内显现给学生、教给学生，若时间、空间或条件许可，可让学生自身或小组探究获得。
（3）物理实验教学是物理课程和物理教学的一个重要的组成部分，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，不能看作是物理教学的辅助手段。
基于以上认识，将本课题研究的内涵定位在：以现有人教版高中物理教材［第一册（试验修订本.必修）是2000年2月第2版；第二册（试验修订本.必修加选修）是2000年12月第2版；第三册（必修加选修）是2003年6月第1版］中的演示实验、学生实验、小实验为依据，运用教学论原理，将系统论、控制论、信息论与教育科研理论有机结合应用到物理实验教学中，启发引导学生掌握实验思想、知识、方法，树立科学的实验态度，培养学生动手实践能力和自主探究能力，增强学生的创新意识、创新精神。3.课题研究的支撑性理论
（1）是辩证唯物主义哲学方法论：
马克思、恩格斯创立的辩证唯物主义哲学，是研究自然、社会和人的思维活动的普遍联系与发展规律的科学。辩证唯物主义哲学作为系统化、理论化的世界观，具有方法论的职能。方法论是世界观的根本观点，转化为人们观察问题和处理问题的根本方法的理论，是世界观转化为一般后的方法原则的理论。
（2）是科学方法论
科学方法论是以科学的研究方法为对象的一门学问。是指科学研究中所采用的方法论原理的总和。是研究科学的一般方法，包括自然科学的方法、社会科学的方法和思维科学的方法，它不是某一学科所独有的，而是许多学科或所有学科都普遍适用的方法。科学方法对教育科研有着比哲学方法更为直接的指导作用。科学方法论对教育科研的最显著的影响，就在于为后者提供了一种“理性程序”或逻辑上的指导。
（3）是教育科学理论
在皮亚杰（）的认知发展理论基础上建立起来的建构主义（），不仅形成了全新的学习理论，而且形成了全新的教学理论。建构主义的教学理念要求教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构的帮助者、促进者，而学生成为信息加工的主体、知识意义的主动建构者。建构主义强调每个学习者应基于自己与外部世界相互作用的独特经验和赋予这些经验的意义，去建构自己的知识，而不是等待知识的传递。在学生合作学习、主动探究的过程中，运用加德纳的多元智力理论，尊重学生的个性差异，发挥学生的特长优势，通过师生沟通、对话、交往，以达到共同探究的目的。
三、课题研究的内涵与理论假设
是依据现有人教版的高中物理教材体系、中学物理教育教学的培养目标和学生年龄特征，通过对高中物理演示实验、学生实验、小实验和小制作的整合、扩展或改进，从实验目的、内容、原理、实验装置、器材、实验设计、实验条件、数据处理及误差分析等方面入手，对实验研究方法、实验设计方法和实验教学方法进行指向性调节和控制操作，以期明显提高学生的物理科学素质。
四、课题研究的目标与内容
1.研究目标：
(1)通过实验教学激发学生学习物理的兴趣，建立学习物理的动力机制，形成良好的学习习惯。
(2)引导学生注重物理实验，充分洞察物理科学的认知过程，掌握自然科学的研究方法。
(3)通过实验教学引导学生初步掌握研究物理实验的科学思想、方法，培养学生实事求是的科学态度。
(4)通过实验教学培养学生的科学思维、特别是创新思维，提高学生的实践能力和自主探究的能力。2.研究内容
总课题：高中物理实验教学实施素质教育的研究 子课题：
（1）高中物理演示实验教学实施素质教育的研究（2）高中物理学生实验教学实施素质教育的研究（3）高中物理课本小实验教学实施素质教育的研究（4）高中物理课外相关小制作教学的研究
五.课题研究的方法
本课题的研究采用以行动研究法为主的方法，结合实验法、文献法和教育经验总结法。
（1）行动研究法的界定、特点和基本步骤
行动研究法是1946年美国社会心理学家库尔特.勒温创立的，由于柯雷等人的倡导，进入教育科研领域。
对于行动研究法，学术界的说法不完全统一。定义不统一，名称也尚未统一，有的叫“行动研究法”，有的叫“合作研究法”，也有称“现场研究法”、“应用研究法”。
行动研究法的特点有五个：（1）研究人员和实际工作者结合，两者都参与研究的全过程，包括计划的制订、实践、检测、反思和修正等。（2）研究环境即实践工作环境，完全是在自然状态下，在实际的教育教学的情境中进行研究。发现研究的问题是在实际工作之中。在研究过程中，对于计划中的研究目标和内容并非确定之后一成不变，允许随时间的推移和研究的深入发展进行充实和调整。（3）在理论探索和解决实际问题两大目的中偏重于实践。一般行动研究的目的不在于发现或验证某种理论，而在于解决实际问题和改进实际工作。教师在以改进教育工作为目的的研究中发挥作用，使自身及学生素质得以提高。（4）强调研究过程和行动过程的结合。即在行动中研究，在研究中行动，研究是为了更好地行动，所获研究成果马上在行动中被采纳和应用，产生实际效益。（5）在行动研究中，阶段性的评价反思和连续性评价反思相结合。在研究过程中有一个集中的评价和反思阶段，这时，研究人员对研究的结果和过程进行分析和考察。但是反思并不仅仅在该阶段才有，而是在研究过程中连续不断地进行的，这样可以及时调整研究进程，所以说行动研究的过程是不间断的反思过程。
有的学者将行动研究法的步骤归纳为8项：（1）发现问题；（2）整理制订问题，有三个重点：①选择问题（选定研究主题），②界定问题（确定问题范围），③分析问题（诊断问题原因）；（3）文献探讨；（4）拟定计划；（5）设立假说（将要采取的行动及对行动结果的预测）；（6）搜集资料，借助于问卷法、调查法、测验、实验等方法来收集资料；（7）试行和修正，在研究进行中不断地检讨工作并加以改进；（8）综合解释。
（2）实验法的定义和特点
实验法是通过主动变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法，具有以下三个主要特点：①主动变革性；②控制性；③因果性。
教育实验是实验性的教育实践活动，又是教育性的实验研究活动，是实验性和教育性的统一。作为一种教育科研活动，它与其它科学实验有着共同的实验性---主动变革性、控制性和因果性，又有着不同于其它科学实验的个性----“教育性”。
（3）文献法和教育经验总结法
文献研究法是利用教育文献信息资料和知识的载体进行查阅、分析、整理从而找出事物本质属性的科学研究方法。它一是帮助研究者选择和确定研究课题；二是为论证与研究课题提供理论和事实根据。具有以下特点：①间接性；②继承性；③客观性；④局限性
教育经验总结法是在不受控制的自然状态下，对教育实践所提供的事实进行描述、分析和概括，揭示其内在联系和规律，使感性认识上升到理性认识的一种教育科研方法。具有以下特点：①实践性；②新颖性；③普遍性；④简便性；⑤适用性；⑥发展性。
六、课题研究的操作范式
在本课题研究中采用循环实验法，即第一学年中高
一、高
二、高三年级同时进行实验，第二、三学年中就进行了循环实验。
在具体的物理实验教学研究中常采用的实验方法有：比较法、等效法、放大法、模拟法、转换法、替代法等。
在探讨高中物理教与学的策略时，应遵循以下原则：①理论联系实际原则；②科学性原性；③实践性原则；④主体性原则；⑤灵活性原则；⑥递进性原则；⑦操作性原则；⑧独创性原则。为强化物理实验教学的功能，提高教学效果，应遵循的基本方法是实验室实验法或自然实验法。在此过程中应加强以下几个方面的工作：
（1）教师多设计演示实验
教师在做好课本演示实验的基础上，多设计一些演示实验。演示实验具有示范性，操作要求规范、速度适中、现象明显、结论正确。例如，讲授电磁感应现象，增加“一节干电池的趣味实验”，通过变压器原理说明器演示一节电池引起的触电、引起稀薄气体发生辉光放电、产生较高的稳定交流电压等，加深对电磁感应现象、变压器原理、闭合电路欧姆定律的定性或定量理解，拓宽知识面，开发创造性思维。（2）变演示实验为学生实验
传统的演示实验只是教师动手，学生看。作为物理老师，各种实验技能水平较高，再加上课前的充分准备，实验较易进行。虽对学生建立物理概念、规律等起重要作用，但缺少培养学生实践中的创造力和发散性思维能力。把演示实验改为学生实验，会进一步激发学生好奇心，可以通过多次重复实验，直到得出满意结论为止。这样做，不仅给学生提供了更多的动手机会；而且学生通过亲手操作，会有所发现、有所创新或突发奇想，突发奇想是思维火花的爆发，会表现内在强大的内驱力，对发展学生的创造性思维有巨大的推动作用，真如大物理学家爱因斯坦所说：“想象力比知识更重要”。
（3）变学生实验为学生动手设计实验
客观地讲，设计型实验对学生综合运用所学知识、对学生创新能力要求是比较高的，但是它所用的器材、原理、方法都渗透在学生实验、演示实验或课本知识之中。在设计、操作实验时，只是要求学生将它们创造性地组合，因此，在实验教学中，应通过演示实验，有目的地培养学生敏锐的观察能力和思维能力；通过实验操作有意识地让学生了解所用仪器、器材的性能和使用方法；通过分析学生实验，让学生熟悉实验方法，弄清实验原理。只有这样，才能使学生在实验思路上触类旁通，学会实验方法的嫁接、迁移和变通，拓宽学生的思维空间，并对实验过程有一个全面、全新的理解，以便获得更多的科学实验（或实践）知识。
（4）动手制作小实验
由于物理知识的实际应用非常普遍，鼓励学生进行课外或家庭小制作，作为课堂实验教学的延伸，起到有益的补充作用。有的学生家庭条件、学生环境（他们父母工作单位有电脑或有与物理有关的实验室）好，加上自身喜欢动手做实验，可激发他们课外多看有关报纸、杂志，购置一些经济实惠的玩具、电子元件等进行小制作或小发明。
（5）物理实验与信息技术的整合。
利用广播、电视、计算机、网络等现代化教育媒体收集与中学物理实验紧密相关的信息，充实中学物理实验教学，使之具有开放性、现实性。
采用电教多媒体，借助幻灯、录像及电脑技术，以生动、形象、鲜明的视听效果，创新物理情景，提高课堂效益。主要有以下几方面运用：
①利用电脑仿真实验
有些物理实验不能做，却可以通过多媒体仿真实验来实现。学生通过观察生动形象、直观逼真的模拟实验，就会有一种亲临其境的感觉。例如：对于 粒子散射实验，普通学校没有条件、设备，也没有时间做这个实验。通过让学生观察 粒子散射的动画模拟实验，呈现实验装置、实验过程、实验现象，从而激起学生探究原子结构奥秘的兴趣，积极分析实验现象，猜想、推理原子的结构情况。
②利用多媒体技术进行缩小或放大，调控实验现象 通常有些物理实验过程大快，实验过程中的一些细节一闪而过，学生对整个实验过程中出现的现象就很难把握。而模拟实验可以通过控制播放速度，让学生看清楚实验的全过程。例如：做平抛运动实验时，由于小球运动太快，学生很难观察中间过程，但利用多媒体技术可以把平抛运动一步一步地呈现出来，并结合自由落体运动和水平匀速运动的情况加以比较。
在学习万有引力定律时，相关天体运动的实验不可能在实验室通过人工方法进行真实再现，仅能通过电脑的动画设计，将其尺度缩小进行模拟。
（6）加强相关物理学史教育，旨在让学生了解更多的相关知识，培养学生实事求是的科学态度，提高学生的科学素质。
如对光的本性认识：
注：①牛顿提出微粒说，发现牛顿环。由于牛顿过分偏爱微粒说，虽已走到波动说的边缘，牛顿也无法正确解释牛顿环，这是伟人的困惑。
②托马斯.杨的双缝干涉实验，是最美丽的十大物理实验之一，是光的波动说判决性实验。成功之处：从普通光源获得相干光，体现了“一分为二”的哲学思想。
③光电效应是赫兹在做火花放电实验时偶然发现的，赫兹的这一发现发表于1887年《紫外线对放电的影响》的论文中并引起广泛关注，随后有许多物理学家做了大量相关实验证明了光电效应的存在，但是1900年勒纳德的新发现使物理学家感到十分困惑，他的实验指出：只有当光的频率大于一定值时，才产生光电效应，从金属中逸出的电子能量与光的频率有关而与光强无关，光强只影响光电子的数目，显然，经典电磁场理论无法解释这一现象。
④爱因斯坦的光子说： 把光的粒子性和波动性统一起来，采用了包容原理，表现在光子的能量和光波的频率不可分割地联系在一起；1916年，爱因斯坦在《关于辐射的量子理论》一文中又给出光子的动量关系（，对于光子，其静质量，有），爱因斯坦成为第一个确定光既有波动性又有粒子性的物理学家。
1905年爱因斯坦发展了普朗克的量子假设，提出了光量子理论，认为：光照射到金属表面时，光子和金属中的电子进行碰撞，电子吸收光子的能量，把其中一部分用来克服金属的束缚而成为光电子，余下部分成为光电子的初动能，导出了著名的光电效应方程。这个方程在1916年被密立根（R.A.Millikan,1868-1953）的精确实验完全证实。光电效应实验及光量子理论的解释在物理学发展中具有重大的意义。首先，它证明了普朗克提出的量子现象并非辐射所特有；其次，它揭示了光的波粒二象性；再次，利用光电效应制成的光电管等光电器材，在科技发展中广泛应用，其发展前景十分广阔。
⑤对光的本性认识，螺旋式上升，不是简单的回归。在认识过程中有两次大统一：
光的电磁说统一了光现象和电磁现象
波粒二象性统一了对微观世界的认识
七、课题研究的实践意义与理论价值
实验研究的实践意义：
（1）实验能充分调动学生的主动参与意识，为他们提供更多的实践、实验机会，唤起他们对实践、实验活动的兴趣，这是提高学生动手能力和解决实际问题能力的关键。
（2）促进教师更新教学观念，改变传统的教学模式，有效地强化对学生的观察、分析方法、思维方法和认知过程的训练，这是提高学生实验综合能力，发展思维品质的有效途径。
（3）实验研究显现对实验原理、实验思想、实验方法的研究。实验原理就是所应遵循或依据的物理规律，它来源于实践或实验，是科学规律或理论，对新的实践中实验有指导作用。实验思想是实验方案有效进行的出发点和立足点，是实验操作的行动指南。实验方法是指实验过程中具体的操作方式，如转换法、放大法、模拟法、替代法。像开放性的设计型实验能考查多种实验方法，不同的实验方法依据于不同的实验思想、原理，体现了问题的开放性、灵活性，对于训练学生的发散性思维、求异性思维是大有裨益的。
（4）加强物理实验教学中的辩证唯物主义教育。辩证唯物主义教育是马克思主义哲学的重要组成部分。高中物理实验教学中包含着丰富的辩证唯物主义思想内容，它也是素质教育中的科学方法关键内容，是培养学生创造思维和能力的基石。例如，音叉的制作，水波干涉，杨氏双缝干涉装置体现了一分为二的哲学思想；对光的本性认识：光既有波动性、又有粒子性，体现了对立统一规律的观点；总之，物理实验教学对学生形成科学的世界观和方法论具有重大的实践意义。
实验研究的理论价值：
物理实验教学是学校实施素质教育的基本教学策略之一。抓住了教学策略进行研究，就是抓住了教学理论与教学方法之间的中间环节。高中物理实验教学对学生素质发展的贡献主要集中在以下三个方面：①发展学生的科学文化素质。②发展学生的思想品德素质。③发展学生的科学思维素质。其中思维素质比文化素质更能动，从而是更重要的一个素质，实验教学不仅能培养学生分析、综合、对比、抽象、概括、判断、推理等基本的能力，而且更能培养他们思维的深刻性、广阔性、灵活性、敏捷性、批判性和创造性等优良的思维品质。加强物理实验教学的研究是以培养学生的创造能力为核心，同时也丰富了素质教育的内涵，反映出素质教育的精髓，因此，通过本课题的研究，为实施素质教育、培养创新人才提供了更为完善的事实依据和理论价值。
八、课题研究的经验总结及理性认识
1.多创设演示实验，优化实验过程
要保持学生持久的学习物理兴趣，光靠课本上的演示实验是不够的，应充分挖掘身边现有器材甚至是很不起眼的器材，结合特定的物理情境（如新课引入、巩固概念规律、评讲习题等），增加实验的趣味性、直观性、新颖性、科学性，激发学生的好奇心和求知欲，引发学生思维，引导学生发现问题，解决问题。
如交变电流第一节新课导入时，先用两个相同的手摇发电机（老师事先调制好，一个作直流发电机用，另一个作交流发电机用，但不作解释，留下悬念，创设情境）分别对两个相同的小灯泡供电，小灯泡均亮，看不出有什么区别；接着用一只发光二极管替代小灯泡，会出现接在一个发电机（供直流的）的两接线柱间，摇发电机时（设置好手摇的转向）二极管不发光，此时学生直观感觉----二极管可能是坏的，也可能接触不良；当问题出现、学生疑惑并讨论时，老师也不及时点破玄机，老师接着把该二极管接到另一发电机的接线柱间，摇发电机时，二极管能正常发光，这表明发光二极管是好的、未坏。刚才问题怎么重新解释呢？有的同学说再接回去试试看，手摇的转向同原先相同，结果二极管还是不亮。此时学生又一筹莫展，老师故作无可奈何且漫不经心倒着摇发电机，奇迹出现了----二极管发光。这时学生异常兴奋，激烈讨论，学生透过现象看本质：这是两台不同的发电机，一是直流发电机，另一是交流发电机。老师引导学生思考这两台发电机的区别在哪里？通过实物展示台、投影仪让学生一起找两发电机的区别。区别找到后，已经水到渠成了，继续引导学生思考两台发电机的路端电压是如何随时间变化的，通过引线接到准备好的示波器上观察波形，增强感性认识。
传统的演示实验教学常只让学生看表演，先是“教师做、学生看”，后是“教师讲，学生听”，而忽视了学生主体的思维动机的激发，这样实验得出的物理规律，教师认为是“显然”，可是对于学生来说，有时候却是“漠然”，因此，有的演示实验之所以未能起到很好的作用，往往不是演示实验本身失败了，而是教师不能为演示过程创设良好的问题情境所造成。
如果在实验前提出问题，以疑激思，效果会大不一样。问题为：“直流电可以通过变压器改变电压吗？如果将图中的电键S闭合，电压表的示数情况怎样？请大家先思考或猜想，然后观察实验”。当出现同样的现象时，就安排同学从容地利用电磁感应知识作解释，得出：变压器不能改变恒定的直流电压，可改变变化的直流电压、交变电压。
为强化印象，可作进一步引导：将电压表取下，换上适当的钨丝灯泡，闭合S瞬间，灯泡会亮一下吗？，以疑诱思，不断为实验创设悬念。有的同学说亮，有的说不亮。实验结果是：灯不亮。请同学说有电流通过灯泡为什么不亮呢？理由是电流不是持续的、而是短暂的，又因为钨丝发红发光要达到一定的温度。
请同学们想一想：将钨丝灯泡换为“220V5W”节能灯，情况如何呢？在同学们迫切知道结果前，分组讨论，达成共识，各小组代表发言，可保持不同观点，此时老师既不作评价，也不参与，这是一种“头脑风暴”学习法，易调动各个同学参与讨论、表达个人观点的积极性和主动性。最后演示实验，结果与钨丝灯泡不同，节能灯闪烁一下。
实验时取=100匝，=1400匝，电压表（V）示数可达21V。
该实验的意义：1.可定性说明法拉第电磁感应定律，必然会在副线圈的感应电动势大小与穿过线圈的磁通量变化快慢有关，从而说明与线圈的电流变化快慢有关，电流变化快，线圈产生的感应电动势大。2.演示时分两步进行：先由电键S控制线圈所在电路的通断，然后换成电铃上的振动片控制线圈所在电路的通断。有两点意义：实现人工控制到自动控制，具有独创性和新颖性，启发学生的创造性思维，培养学生的创造性能力；线圈所在电路的电流是脉动电流，是变化的电流，产生变化的磁场，在线圈中产生的感应电动势是周期性变化的，经测量可知，线圈两端电压关系满足：。
2.变演示实验为学生实验，培养学生创新的能力
把演示实验改为学生实验，让学生去做、去观察、去想、去感悟，真正使学生成为“学习的主人”。拨动学生的思维，提高学生主动积极参与探究的热情，培养学生的学习兴趣和愿望，对物理事实获得具体明确的认识。这样在整个教学过程中，不仅可使学生的观察、实验能力得到培养和提高，而且能充分展现物理课教学的特点和魅力。
如光电效应的演示实验，我校可用两套器材完成。一套器材做演示实验易成功，在学校实验室该套器材少，器材价格偏高，不易改做学生实验。另一套器材易取，价格偏低，但按课本装置演示成功的几率不很高。这就成为摆在老师面前的一个难题，唯一出路----改进实验装置。
课本上的演示实验装置如右图所示。其具体做法为：把一块擦得很亮的锌板连接在图示的验电器上，用弧光灯照射锌板，验电器指针就张开一个角度。但实际上，无论用弧光灯或紫外线灯照射多长时间，也不见验电器指针有要张开的情形。
作为科学实验，如光电效应这样的课题都早已在实验室获得了解决。但作为教学中的物理实验和科研的物理实验有一个重要的区别，那就是教学的物理实验设计不仅要符合科学性原则，而且必须反映教学思想、体现教学原则。正是基于这样的教学理念，现对光电效应实验作以下改进：在原锌板后插入同样的锌板，并与静电计的外壳相连，如图所示。使、紧靠（可在两板间夹一塑料薄膜以防两板短接）构成一个电容器C，验电器可看作是电容很小的电容器。在紫外线照
数据处理能力。
在抓好演示实验和分组实验的同时，努力开拓实验教学的新构想，探索设计性实验教学的新思路，这对培养学生的实验创新能力非常重要。设计物理实验不仅需要学生综合地运用所学的物理以及相关学科的知识和技能，而且需要学生：（1）查阅相关资料，设计该实验的原理和方法；（2）根据实验要求，正确选择实验器材和实验条件；（3）设计独特的实验构思；（4）独立或协同进行实验操作；（5）独立完成实验数据处理和实验报告。因而利用设计性实验能有效地培养学生实验创新能力及正确对待实验的态度和作风。
在实验教与学过程中刻意加入方法、能力的渗透式培养，这样就会通过老师的“变教为导”，来实现学生的“变学为思”、“变学为悟”，从而使实验教学深入到“以诱达思”的境界。例如在学生学习光的干涉、光的衍射之前，笔者从实验室借出各10只单缝、双缝的器具，晚辅导时分给任课班级的学生，让学生隔着单缝或双缝观察教室内明亮的日光灯、远处的路灯（钠光灯）；接着让学生用事先准备的激光笔照射单缝、双缝，观察现象并作比较；引导学生回忆高一学过的用发波水槽观察水的干涉实验，并说出一些定性结论；引导学生解释“闻其声不见其人”这熟语所包含的物理原理并回答衍射现象产生的条件。在学生积累上述直接经验的基础上，老师讲授课本上光的干涉，光的衍射时，已是水到渠成的事，同时也易调动学生学习的积极性，从而主动探究课本上的相关知识（学科中的间接经验）——托马斯·杨双缝干涉的装置、现象、意义及规律△x= Lλ/d，单缝衍射的现象及产生条件等。为了及时巩固所学的知识，下一节课安排学生到实验室做课本上规定的学生实验：用双缝干涉测光的波长（图1）进一步增强感性认识。课外时间在较暗环境下（晚自习在家或教室）利用手
如在学习《电磁波的发射和接收》一节时，除用实验室提供的成品器材外，还鼓励学生课外小制作，如图所示。取四根各长的裸铝质导线作为天线，捆绑在两根硬质木片上，每根木片上的铝导线相近端间隙，其中一根木片上铝导线相近端用导线分别与高压感应圈相连，另一对天线间隙接一个氖泡。演示时，启动感应圈，在天线间隙处会产生火花放电，这时感应圈的线圈与铝导线的电容器组成一个振荡电路，产生高频振荡电流。当两对天线相互平行且相距较近时，氖泡发光，此演示说明电磁波的存在，也表明电磁波是能量的载体。逐渐增加两天线间的距离，氖泡发亮变暗，说明电磁波减弱。转动接收天线直到与发射天线相互垂直，可见氖泡由亮转暗至熄灭，这演示了天线的方向性。若换用长度为或的接收天线，而木片空间放置的位置不变，氖泡发光的强弱也会变化。
小实验帮助学生形成正确的概念和思维结构。如学习机械能守恒定律时，安排如下问题与实验进行探究。
［问题］一根长为的轻质细杆的中点和端点处分别固定一个质量均为的小球、，将细杆拉至水平位置，由静止开始释放，绕通过另一端的固定轴O转动，试问：从开始到杆转至竖直位置的过程中，A、B的机械能是否各自守恒？ 若直接从理论入手分析，颇费口舌，学生也会感到抽象难懂。为此，笔者采用了实验的方法加以说明。
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