时间：2023-01-05 17:01:45
导语：在物理实验设计论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
论文关键词：一台设计有缺陷的演示器
德州市实验技能考试期间，我跟随考核小组来到了德城区的第七个考点德州十中。考试之前，我和十中的实验室管理员赵红梅老师转了一下他们的物理仪器室，众多的器材中有一件引起了我的注意，这是一台崭新的浮力原理演示器。赵老师说：“这个仪器自从买来以后就没用过，不知道该怎么用，毕老师你给看看吧”。赵老师的一句话引起了我的兴趣，我摩拳擦掌，决定一探究竟。
我召集了三名监考的物理老师和我一起做这个实验。我们的操作步骤如下（见图1）：将浮体放在小水箱上端，并对齐位置，使浮体恰好堵住小水箱顶端的开口。先用手压住浮体，向大水箱中慢慢注水，水的深度约12cm，将手放开，继续向大水箱内加水，直到水位高出浮体上端10 cm以上。因为小水箱上口与浮体配合良好，漏水很少，小水箱的进水孔很小，水渗漏缓慢，浮体还没有受到向上压力，只受到水向下的压力，浮体还不能浮起。水继续向小水箱流入，小水箱中的空气由排气管不断地排出。根据我们的设想：当小水箱充满水时，浮体就会受到水向上的压力，向上压力大于向下压力，即产生了浮力，浮力大于浮体的重力，浮体就上浮了。小水箱中的水位越来越高，我们认为实验很快就能成功了。正当我们要庆祝胜利的时候，浮体突然向上浮起，可这时小水箱中的水位距离顶端开口还有将近2 cm，实验失败了。这时我想起赵老师的话，看来问题并没有那么简单论文提纲格式。
问题出在什么地方呢？我们又接连进行了三次实验，期间我们注意到了所能想到的全部细节：如为了保证浮体和小水箱接触更加严密物理论文，我在浮体的下端涂抹了凡士林；我们通过增减浮体中沙子的多少来调整浮体的重力等等。按理说，实验操作真的没有问题了，但每一次都与成功失之交臂，这令在场的几个人都很失望，大家不禁陷入了沉思。我静静地站在实验桌旁，回想刚才的四次实验，突然惊奇的发现：四次实验的失败是那么的雷同，每次都是小水箱中的水位距离顶端开口还有将近2 cm的时候，浮体就开始上浮了，虽然我们中间改进了一些操作细节，但对相似的失败结果毫无影响。我仔细端详着这个距离小水箱顶端开口只有2 cm的地方，恍然大悟：是演示器的设计有问题，不是我们操作的问题，是它的排气孔位置设计的太低了。当小水箱中的水位即将超过排气孔时，小水箱上端的密闭空气就排不出去了，而且由于水的压强还会被压缩。当压缩气体对浮体向上的压力大于水对浮体向下的压力和浮体重力之和时，压缩气体就会把浮体推开，这时水流入浮体下方，浮体受到水的浮力，就会浮起来了。虽然最终浮体也是因为受到液体向上和向下的压力差即浮力而浮起来的，但这与演示器的设计初衷肯定是不相吻合的，这并不是我们想要见到的现象。“我认为排气孔应该设计在小水箱的顶端” 其中的一位物理老师说，“只有设计在顶端，才能保证排尽小水箱里所有的空气，小水箱内才会充满水，浮力原理才能演示出来。”对于这个结果，大家都很满意。
[论文摘 要] 在物理实验教学中强化素质教育，突出科学实验思想、科学实验方法、科学实验精神、独立实验能力、科学探究能力、实验设计能力与创新能力的培养，以提高实验教学的整体品质和素质教育价值。
物理实验中蕴含着大量素质教育的内容。我们在物理实验教学改革中，以“突出素质教育，强化能力培养”为指导思想，充分发挥实验课程的素质教育功能，将素质教育与实验教学融为一体，围绕素质教育目标，重新审视每个实验，确立每个实验素质能力培养的具体要求，将素质教育落实到每个实验教学中，从以下几方面强化学生素质与能力的培养。
一、科学实验思想、科学实验方法、科学实验精神的培养
在实验教学中，培养学生掌握科学的实验思想、实验方法，倡导科学的实验精神和实事求是的科学态度，重点突出以下几个方面的教学。
（1）每个实验的基本设计思想。
（2）实验中用到的科学实验方法。常用的科学实验方法有控制变量法、对照实验法和等效替代法等。这些名词对于学生可能比较陌生，我们会结合具体实验内容进行讲解，变抽象为具体。
（3）基本的实验测量手段和实验技能。物理实验的基本训练目标就是让学生掌握基本的实验测量手段和实验技能。
（4）物理理论与物理实验的联系，物理实验之间的相互联系。每次实验前我们都会介绍本次实验的物理原理。例如“磁感应强度的测定”，可以结合电磁感应展开教学，并且引入通电螺线管内部磁场的计算公式，学生通过实验操作进一步深刻理解并验证该公式。理论与实验的结合能起到事半功倍的效果，有利于提高学生的学习能力。
（5）与实验相关的物理实验史料、物理学家和发明过程介绍，在潜移默化中将素质教育落到实处。
（6）严谨的实验态度、规范的实验操作、正确的实验数据处理能力。这些科学工作者的基本素质，都应该从中学物理实验开始培养，为他们今后开展科学工作打下基础。
二、独立实验能力和科学探究能力的培养
充分发挥学生的学习主动性，培养其独立实验能力和科学探究能力，做到在教师引导下资料由学生查，仪器由学生看，实验由学生做，问题由学生提，思路由学生想，疑难由学生议，错误由学生析。
（1）创设问题情境。要求每位学生实验前认真阅读实验教材，了解实验目的，理解实验原理，能够解决两个重要问题：做什么？怎么做？针对不同实验，我们还会创设一些有特色的问题情境，增加学生的学习热情，并通过互动了解学生预习情况，以便上课时做到有的放矢。
（2）每个实验设有探究性思考题，从理论性探究、实验性探究、改进性探究、拓展性探究、应用性探究等方面引导学生开展实验探究。
（3）每个实验配套必要的仪器设备说明书，倡导学生自主学习，鼓励学生对实验故障进行自我诊断与排除，培养动手与动脑相结合的能力。
（4）将内部封闭的实验仪器拆解展示，便于学生观察内部构造，了解工作原理，避免“暗箱操作”。
（5）尊重学生兴趣和个体差异，设必做与选做实验，部分实验设必做与选做内容。学生可自主选择，量力而行，以提高素质和培养能力为目的，因材施教。
三、实验设计能力与创新能力的培养
培养学生科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
（1）介绍物理实验在现代科学技术中的应用，拓展学生知识面和创新思路。
（2）针对每个实验，提出实验中存在的问题并分析原因。
（3）针对每个实验，提出改进和优化设想，或考虑有无其他测量方法或手段。这个要求相对比较高，我们往往先让学生寻找一些难度适中的问题进行研究。此时多采用研究小组形式，每个小组解决一个问题，锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养团队合作精神。
（4）提出实验所用原理、方法、设备的应用设想。我们最提倡的一句话就是：学以致用。不同的学生，个好不同，往往对同一个实验所用的原理、方法、设备有着不同的认识。正因为如此，他们会从不同角度提出不同的应用设想。而这些天马行空的设想，往往就是创新的开始。
（5）理论联系实际，提出解决实际问题的实验设想和设计。学生在这个过程中学会实验设计，更学会交流和分享。
（6）指导学生改进实验设计，提供实验器材，助优秀学生实现创新设计。
（7）改革实验评价手段，将实验论文、课程作业、提问数量与质量、动手能力、实验设计等作为评定实验成绩的重要依据，使整个评价体系更科学、更合理，而且能促进学生实验设计能力和创新能力的提高。
（8）选拔优秀学生参与开放实验教学与管理，担任实验科普教育志愿者。
以上是我们在中学物理实验教学中的一些改革尝试。实践表明，物理实验教学中强化素质与能力的培养，有利于突出实践性环节中的素质教育，提高物理实验教学的整体品质和素质教育价值。
[参考文献]
传感器与中学物理实验的整合能否取得成效，很大程度上取决于研究者和物理教师在此过程中所采取的策略是否有效，取决于是否体现了两者整合的发展特点和趋势。开展策略研究的目的不仅仅在于开展有效教学，同时还要起到引领该研究领域不断发展的作用，即两者整合的策略研究必然要超越教学实施的层面，要在制度和理论层面起到积极的引领作用。
传感器教学是新课程改革的重要内容，结合新课程改革开展有效的策略研究符合新课程改革的理念。我们认为，在传感器教学过程中的策略主要包括利用传感器开展实验探究，针对中学物理实验内容开展全面系统的研究，开展中学物理实验设计以及结合传感器和中学物理实验开展教研活动等几个方面。有效的策略将会对传感器与中学物理实验整合的研究起到积极的促进作用。
一、开展探究教学——改变传统实验教学方式
开展探究教学策略是指在传感器与中学物理实验整合过程中，以传感器为操作平台，以探究为教学方式的研究策略。实验探究教学是指在教师引导下，学生运用已有的物理知识和技能，通过自己设计实验方案、进行实验操作、处理和分析数据、解决物理问题和探索结论的一种教学模式。实验探究模式一般包括“提出问题——实验设计——实验探究——获得结论”等环节和过程[1]。开展物理实验探究教学可以改变传统教学过程中过于强调物理知识和技能的倾向，有利于提高学生实验的兴趣，有利于提高学生的实验技能，促进学生积极主动地参与到学习过程中来，使之在经历科学探究的过程中学会学习和思考，逐步培养学生的科学探究精神、参与意识、合作能力、实践能力和创新能力等。这就要求教师在开展实验探究教学的过程中，着力激发学生的学习兴趣，创造学生主动参与的氛围，充分调动学生参与实验探究教学的积极性和主动性[2]。
新课程改革之后，实验探究已经成为实现新课程目标的重要手段和内容。物理实验探究教学不仅要求教师具有探究的意识，还要求为教师配备基本的实验器材和实验平台。由于我国缺乏实验探究的传统，很多中学一线教师在开展实验探究的过程中往往会遇到实验器材或技术上的困难，因此，将传感器应用于物理实验探究教学是一个行之有效的策略。传感器能够精密准确地探测、感受外界信号，并将之转变成电信号，教学使用的传感器具有操作简便、数据图像准确清晰的特点，而且品种齐全。我国目前中学和高校使用的传感器主要包括美国PASCO公司生产的PASCO传感器系统和上海朗威DISLab传感器系统，这两套系统基本都涵盖了中学物理所涉及到的实验种类和实验内容。将传感器技术应用于物理实验探究教学中，实验操作简单方便，可以为学生和教师开展探究节省大量时间，学生不必从实验器材上考虑实验的可行性与可操作性，而且实验数据的采集和分析非常精确，图像清晰，学生可以集中精力思考实验探究的方法和思路，为实验探究设计方案，完成实验探究的过程。这也符合实验探究的真正目的，可以更加有效地培养学生的创新思维能力。
以传感器为平台开展实验探究的策略，可以有效地促进传感器与中学物理实验整合的有效性，可以有效地改变传统实验教学的方式，学生不再是一味听教师讲、看教师做，而是要积极主动地猜想、假设并实验证明，对实验的事实加以分析并获得结论。这必将有利于学生物理实验能力的提高，促进传感器与中学物理实验整合的研究。
二、开展系统研究——使中学物理教师得以借鉴
传感器与中学物理实验的整合研究已经成为物理新课程改革的重要内容和理念，是科学技术、信息技术与物理实验课程整合的重要突破口，对于提高学生的动手实践能力、提高学生的综合素质以及创新思维能力有着重要的作用。国外在这方面的研究经验和我国的现实状况都显示出我国传感器与中学物理实验整合的做法缺乏系统性，没能从整体的视角加以研究。
开展系统研究策略是指在将传感器与中学物理实验整合过程中，要有整体的研究思路，结合义务教育阶段和高中阶段的物理实验要求和设置，从力学、热学、电学、光学等专题角度开展全面而系统的研究，为中学物理教师开展传感器的教学提供理论指导和借鉴。从已有的研究中发现，我国现有的整合研究以案例为多，而且实验的类型多以验证性实验或测量性实验为主，缺乏系统地将传感器应用于中学物理实验的做法。由于中学阶段经费有限，很多中学没有能力购置传感器设备，所以我国的传感器与实验整合的研究主要集中在高校，相对系统的研究主要以硕士毕业论文的形式呈现，中学一线教师的系统研究相对较少。这在很大程度上限制了中学物理教师参与传感器研究的工作，也无法为广大中学物理教师提供系统而足够的示范，无法达到传感器应用于中学物理实验的理想价值。
因此，我们应该系统地对传感器与中学物理实验整合加以研究，既结合案例研究，又要涵盖中学物理实验的整体，将义务教育和高中教育阶段的物理实验内容通过传感器开展全面的研究，并将研究内容和研究成果以适当的形式展示出来，为中学一线物理教师和高校实验研究人员提供必要的借鉴和指导。同时，在研究过程中要具有更为广泛的研究视角，从理论探讨到策略分析，从模式建构到资源开发，从实验设计到实验探究等方面进行系统的研究。系统研究的策略要求我们要紧密结合义务教育阶段和高中阶段的物理课程标准和实验内容要求，利用传感器有针对性地开展全面的实验设计与研究，以便为中学物理教师开展传感器教学提供案例观摩和参考，促进传感器与中学物理实验的整合。唯有此才能实现传感技术与物理实验整合的系统化和全面化，才能为中学物理教师提供更直接、全面的指导。通过系统研究，可以促进传感器技术在中学物理教学中的有效应用，使传感器成为中学物理实验教学中重要而常见的操作平台。
三、开展实验设计——提高实验设计与开发能力
中学物理实验的设计和研究能力是物理实验教学的重要目标和内容，也是传感器与中学物理实验整合的重要策略之一。中学物理实验设计是一种介于基础教学实验和实际科学实验之间的、具有对科学实验全过程进行初步训练的实验教学方式，学生根据物理实验原理和要求，运用已学过的实验方法，结合实验器材，设计出合理的实验方案并加以实施的过程[3] 。中学物理实验设计涉及到对物理实验原理的深刻理解，实验器材的合理选取，实验步骤的设计和安排，实验操作的合理进行，以及实验数据的分析处理、实验结论的得出等一系列过程，这些对于学生创新思维能力、动手操作能力、小组合作和交流能力的培养都有十分重要的作用。
将传感器系统作为开展实验设计的操作和研究平台，可以有效提高学生的实验设计与研究能力，促进学生创造性思维能力的发展。一般的数字传感器由计算机接口、传感器和软件三部分组成。其中传感器用来采集数据，将各种外界信号转换成电脑可以识别的电信号，通过数据转换接口在电脑软件中显示即时的实验数据。运用传感器开展的实验设计，学生通过自己查阅和搜集资料自行推证有关理论，自行设计实验方案，自行选择实验器材，独立地进行操作和测量，对学生实验设计和研究能力、创新能力的培养具有不可估量的作用。
在传感器与中学物理实验整合过程中，教师要尽可能多地为学生创造开展物理实验设计的机会，使学生在完成中学物理实验的过程中感受传感器的优点和科学技术的魅力，体会实验设计的重要价值。教师要有步骤地引导学生由易到难地开展实验设计，初级阶段的实验设计题目和内容可以完全由教师决定和完成，之后可以是教师跟学生合作完成，高级阶段的实验设计则主要由学生自行完成。教师要鼓励学生积极参与实验方案设计的过程中来，大胆地提出自己的设计思想，针对同一物理实验设计多种解决方案，鼓励学生运用多种证据对自己的实验方案进行论证，提出完善和改进的建议等。
例如，在牛顿第二定律的实验过程中，我们利用PASCO传感器对之进行了重新设计和改进。传统的牛顿第二定律实验是用沙桶带动小车运动，通过打点计时器在纸带上打点来分析和研究。但此方法要求沙桶质量远小于小车质量，而且打点计时器打点过程对实验亦有影响。为此，我们在研究过程中利用运动传感器来分析加速过程的实验数据，并且将沙桶（我们用砝码代替）自身的加速度问题也考虑进去，不再忽略沙桶自身的影响，实验效果非常准确[4]，参与的学生和教师的实验设计能力也得到了提升。
四、开展教研活动——促进教研意识与能力发展
在新课程改革背景下，教师的教学活动与研究活动是密切相关的，教师已经不是传统的教书匠，一个教师不仅要把书教好，即把知识和技能传授给学生，还要教会学生学会学习，学会思考和研究。这就需要教师具备基本的教学研究意识，在完成知识教学的同时，要开展一定的教学研究工作，掌握教学研究的基本方法，将教学经验层次的问题升华为更高层次的理论问题，从而提升研究的能力和水平。
在传感器与中学物理实验整合过程中开展教研活动是提高整合层次和水平的重要策略，这不仅有利于教师提升自己的研究能力，还可以更加有效地带动学生参与科研过程，提高研究能力。教师要紧密围绕传感器与中学物理实验教学有意识地发掘一些问题，紧密围绕传感器与中学物理实验的整合研究，保证教研活动的完整性和目标的指向性，使这种教研活动成为物理教师改进中学物理实验手段、提高实验效率、体会科技发展、开展实验探究、培养创新能力的重要手段和方式。结合传感器与中学物理实验开展教学研究的内容比较广泛，可以从理论上进行一些探讨。例如，国内外传感器教学的进展和现状、传感器的重要性、将传感器与物理实验整合的方式方法等。也可以结合具体的实验案例开展一定的实验研究与分析，例如实验验证动能定理的研究[5]、单摆的实验设计[6]、动量定理的实验设计与研究[7]等。在动量定理的实验研究过程中，我们将不易测量的合外力冲量通过力传感器测出，将动量的变化用运动传感器测出，两者进行比较即可分析出冲量和动量变化的关系。在研究过程中，教师不仅提高了教研的意识和能力，还积极引导学生参与科学研究的意识，教给他们基本的研究方法，这对参与研究的学生起到了积极的引导作用，提高了学生的科学素养和科学研究能力。通过教研活动的开展，可以促进教师专业能力和学生科研能力的发展，为创新型人才的培养奠定基础。
传感器与中学物理实验的整合是物理新课程提倡的重要内容和理念，体现了物理课程与科学技术的结合，也体现了物理课程内容的选择性和前沿性，其整合研究已经成为我国中学物理实验改革和研究的重要课题。策略更具普遍意义和方法论意义，开展有效的策略研究将会非常有效地促进传感器与中学物理实验整合的研究。
参考文献
[1] 刘茂军.用数据采集器实施“实验探究”教学的理论与实践.教学研究，2011（2）.
[2] 姚文俊，武丰旭.发展学生主体性的教学策略研究.中国教育学刊，1998（2）.
[3] 刘茂军.中学物理实验设计思想方法拾萃.物理教师，2012（1）.
[4] 刘茂军，刘惠莲，肖利.基于传感器的牛顿第二定律实验设计与研究.中学物理教学参考，2012（11）.
[5] 刘茂军，赵志刚，肖利.实验验证动能定理的研究.中小学实验与装备，2007（4）.
（一）课题来源
物理学是一门以实验为基础的课程，物理实验教学是物理教学的重要环节。作为一名物理师范生掌握好中学物理实验是最基本的要求，在中国《普通高中物理课程标准》中对通过物理实验培养学生的能力也有明确要求。然而，当我们走进实验进行中学物理实验探究时才发现，在实验探究方面我们仍然存在着很多问题。比如：在我们高中的学习中有一部分实验没有开设；有些实验仪器不会操作；探究实验不能按照步骤进行；缺少严谨的科学探究精神；数据记录也有不规范之处等。我们在高中物理的学习中物理实验并没有像《课标》所要求走进我们的课堂教学之中。但是，实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源，做好物理实验教学是物理教学的重中之重。我国物理教材实验部分的编写是否与我国《课标》要求相契合？通过现有物理实验教学是否能达到对学生科学素养的培养？这些问题急需我们来思考。
物理教材是物理教学的主要依据，做好教材中物理实验的编写是必然要求。面对我国现存的物理实验教学现状，我们不妨尝试对比国外优秀教材中的实验编写，借鉴国外优秀经验，为我国物理教材实验部分的编写提供一些支持。因此，我将选择我国普通高中物理教科书（人教版）与美国高中物理教材《物理：原理与问题》中光学部分实验进行对比研究。
（二）研究目的
通过此次对比研究发现中美两国在《课标》要求方面存在的异同点，发现我国物理实验中存在的问题，以便引起人们对我国物理实验的思考和重视。对比美国教材光学部分实验的开设形式、数量、实验仪器及插图等与我国教材之间的差异，找出美国教材中的存在的优点，从而参考和借鉴国外优秀教材中的优秀实验，为从事物理教学工作的广大教师提供更加丰富、有趣的教学资源，为我国现有的物理实验教学提供一些改进建议，也为我国的物理教材中实验部分的编写提供参考和建议。
（三）研究意义
通过对比中美两国在《课标》要求方面存在的异同点，有助于发现我国在制定物理实验《课标》时存在的问题。通过对光学实验部分实验的开设形式、数量、实验仪器及插图等多个方面进行对比，有利于为我国从事物理教学工作的广大教师提供丰富的教学资源，有助于他们改进传统的教学方式，使学生增加对物理的学习兴趣。通过对比两本教材中“光的偏振”这一具体实验，有利于帮助我们全面了解美国探究实验的具体过程，有助于为我国的物理教材中实验部分的编写提供参考和建议，有利于学生更好的掌握有关科学知识，形成科学的思维方式，更好的培养符合时展的新型人才。
二、国内外在该方向的研究现状及分析
在新课改的大背景下，通过物理实验培养学生科学素养的重要性已经被人们所重视。我国各位专家学者对中美教材中的实验部分进行了多层次的比较研究，探索更适合我国学生情况的物理实验教学方式。现已有大量的关于中美高中物理实验比较研究的文献问世。
2006年11月祁映宏在《中美2套高中物理教材学生实验的比较与研究》中，统计了中美高中物理教材中的学生实验，对两国教材学生实验编写的特点做了比较研究，提出学生实验设计的认识观和学习观，最后特别强调了美国教材中的一些可借鉴之处，并对我国物理教材中学生实验做出了反思与期待。
苏州大学的沈国强在2010年比较研究了中美两套物理教材的科学探究内容异同。比较分析了两国教材中的科学探究的数量、内容、方式等，对“科学探究”活动的实施从教师和学生两个角度进行调查，了解教师和学生对“科学探究”活动观念的理解、具体实施情况，以及制约“科学探究”教学开展的主要因素。
延边大学的陈雪对高中物理实验教科书实验部分分为表层结构包括实验数量分布、实验体系结构、实验器材选择、实验插图语言四个部分，和深层结构科学知识、科学方法和科学情感三部分进行了比较分析，并用定性和定量研究的方法，分别进行数量和文本分析比较。并根据结论对我国物理教科书实验部分编写提出建议。
刘建智和李兰对一套美国高中物理教材（栏目名称为《Physics Lab》）与我国人教版新课标高中物理教材中的实验部分从实验数目、实验器材、实验的编排与实施、语言分格及其他进行了比较，通过比较对我国在今后编写或修改高中物理教材时应适当增加实验数目、实验内容与时俱进、适当增加光学与原子物理部分的模拟实验、增加探究性实验的数目，并增加实验的开放性、体现“以人为本”的教育理念。
李兰在研究了前人已有的结论与成果之上，以中美两国高中物理教材历次改革与发展为背景，对两国物理课程标准进行了比较分析，并对中美两国高中物理教材实验部分的设置在实验数目、实验编排、实验器材、实验插图、实验语言，以及基本科学概念、科学实验过程、科学情感态度等方面进行了比较分析。
华中师范大学教育硕士戚静芳在对中美两国高中物理主流教材比较的文献进行分析的基础上，比较研究了两国教材中物理实验的总论、实验形式、试验数量和具体实验内容等，用文字、图表等形式列举其异同点，并归纳出各自特色。通过比较发现了两套教材实验总数多、实验形式多样化、对科学过程和方法的关注、培养学生创新意识等方面的相似性。同时看出两国教材在实验与学习内容的融合度、不同形式实验数量、对探究过程的设计、对实验材料的使用、与生活实际的联系以及对研究能力的培养等方面的区别。
郭丽丽构建了教材中物理实验的比较模型。从实验内容、实验设计和实验呈现方式三个方面对人教版物理教材和《物理：原理与问题》中的物理实验进行了静态比较研究，并根据比较研究得到的结论，对我国物理教材中实验部分的编写从实验内容的选取、实验的设计和实验的呈现方式三方面提出建议。
西南大学课程与教学论硕士研究生苏蕴娜在《中美澳高中物理教科书实验设置比较研究》中，从实验的选择、实验的编写体例和实验的呈现方式三个维度对中美澳三套高中物理教科书中的实验进行了定量统计以及定性分析，强调物理实验对学生科学素养的培养起到关键的作用。
印晓明和陈坤从培养学生“核心素养”的角度，对中美高中主流物理教材在“光学”部分编排进行对比，提出从“知识”走向“智慧”、从重视物理“实验”到进行科学“实践”、以学科“融合”提升“综合”思维的理念，提高学生理科学习的“自我生长能力”，将培养学生在科学领域内“核心素养”的目标落到实处，为学生的终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定良好的基础。
南京师范大学教师教育学院的陆雪娇以“抛体运动”为例，对中美两国常用的两种高中物理教材的实验呈现方式和实验内容进行比较分析，发现实验呈现形式的总体差异，以及中国教材中还存在缺少探究性实验，实验器材、实验内容的选择不够贴近生活，实验缺乏创意等问题。
高赫男和石红选取了中国人教版物理教材和美国《物理：原理与问题》为研究对象，对中美两国高中物理教材实验的数量、器材、栏目、插图及语言等方面进行比较研究，利用文字、图形或表格等形式描述其异同点。
三、相关概念界定
（一）物理实验
物理实验是学习物理的重要方法和手段，是物理学习的基础。物理实验是高中物理教学的重点。在人教版普通高中物理教材（2010年版）中，对教材中的物理实验根据它们在物理学和物理教学中的地位、难易程度、用时长短、学校的器材条件，分为了：学生实验、实验、演示、做一做以及问题与练习。
《课标》要求学生通过实验，学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题；认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验。
物理实验已经渗透到物理教材中的各个部分，包括了课后习题部分。本文中所选的物理实验是光学部分实验，有中国教材中的学生实验、实验、演示、做一做，以及美国教材中光学实验部分的起步实验、迷你实验、物理实验。
（二）物理教材
教材是教学过程中的四个基本要素之一，其含义随着科学技术的进步和发展，也不断发展和壮大。目前，从广义来讲，教材是教师和学生据以进行教学活动的一切材料，包括工具书、挂图、图表和其他教学辅助用具，也包括教学程序软件包；幻灯片、电影片、音像磁盘等。从狭义来讲，教材是指教科书，也称课本，它是依据课程标准编制的、系统反映学科内容的教学用书。
本文中的物理教材是指按照物理课程标准等纲领性文件的规定，根据教学目标和学生的认知规律组织编写的出版社正式出版发行的高中物理教学用书。
（三）科学探究
在物理学史中，运用科学方法的第一人当属伽利略。他提出的科学方法为我们的科学探究提供了依据。所谓“科学方法”就是经验（以实验和观察的形式）与思维（以创造性构筑的理论和假说的形式）之间的动态的相互作用。伽利略所用的科学方法包括：设计实验（以检验特定的假设）、对现实世界条件进行理想化（以消除任何可能掩盖主要效应的次要效应）、限制探究范围（每次只考虑一个问题）、定量方法。
科学探究指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。探究是一种有多侧面的活动，需要做观察；需要提出问题；需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西；需要设计调研方案；需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释。学生们在学习探知自然界的科学方法时将会参与科学探究活动中的某些方面的工作，但是学生们也应该培养自己从事完整的探究活动的能力。
在我国现在的高中物理课标中规定的科学探究需满足七个要素，分别是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。
（四）科学素养
所谓有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。即对日常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题；对已有能力描述、解释甚至预言一些自然现象；能读懂通俗报刊刊载的科学文章，能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话；能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题，并且能提出有科学技术根据的见解来；能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度；有能力提出和评价有论据的论点，并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。
四、学位论文的主要研究内容及可行性论证
（一）主要研究内容
本论文的主要研究内容有以下几点：
1．通过查阅文献研究明确中美两国《课标》对物理实验的要求，并对相关概念进行界定，了解我国各位专家学者对中外物理教材及实验编写的对比分析。并通过问卷及访谈等方法，了解本地区高中学校光学实验课程的开设情况。联系我国《课标》对此部分的要求，对比本地区的高中学校在光学实验课程开设是否与《课标》要求相契合。
2．归纳、整理出中美两国《课标》对物理实验的要求，对比两国《课标》要求的异同点。
3．对中美两国物理教材中的实验总论部分详细阅读，并总结归纳，对比两国实验总论，发现其优缺点。
4．整理中美两国教材中光学部分实验，从实验形式、内容及数量分布、插图等方面进行对比，发现各自特点，得出结论。
5．并对两国教材中“光的偏振”这一具体实验案例，按照教材编排要求进行完整的实验探究。根据自己在实验中的观察、体会以及通过本实验对该知识的理解和掌握情况等方面，进行对比分析，发现美国教材在实验编排中的优点。
6．根据对中美两国《课标》对物理实验的要求，以及两国教材中光学部分的实验对比，得出相应结论，并根据结论为我国物理实验的编写及实验教学方面提出一些建议。
（二）可行性论证
1．现已经有很多位专家学者就“中外高中物理实验对比”这一课题进行了研究，以有大量的期刊文献和学位论文存在，能够为本人提供参考，为本研究奠定了坚实的理论基础。
2．通过大学的学习以及教学实践，本人熟读了我国物理《课标》的内容，理解了《课标》对物理实验的要求以及通过物理实验培养学生怎样的能力。
3．在实习期间能与学生面对面交流，通过与学生的交流能有效避免学生的排斥心理，进而来了解所在学校有关物理实验的开设情况以及学生对物理实验的期望，能保证得到较为准确的信息。
4．本人对该课题存在浓厚的兴趣，能够对我以后从事物理教学工作提供支持与帮助，能丰富课堂内容，形式多样，让我有信心完成此次研究，为我提供了动力。
五、论文进度安排及预期达到的目标
（一）准备阶段（2018年10月—2018年11月）
1．确定选题。
2．查阅大量有关该课题研究的文献资料，了解我国专家学者对于该课题的研究进展情况，为自己的研究提供一些思路，避免重复劳动、偏离主题。
3．分析资料设计初步撰写方案，提交老师指导，根据老师指导意见进行方案的调整，按照方案执行。
（二）实施阶段（2018年12月—2019年2月）
1．选取人教版普通高中物理教科书，梳理出高中教材中的光学部分的实验。
2．选取翻译版美国物理教材《物理：原理与问题》，梳理出光学部分的实验。
3．设计调查表，选择宁夏本地部分高中学校，调查对光学部分实验的开设个数和开设形式。
4．撰写开题报告，并提交指导老师批阅，根据老师修改意见，再次进行修改，完成开题报告。
5．找到美国《国家科学教育标准》和中国《普通物理课程标准（2003）》，归纳总结出有关物理实验的要求。
6．回收调查表，对得到的数据进行数据处理，利用准确数据分析宁夏本地部分高中学校对物理光学部分实验的开设情况，了解本地物理实验教学现状。
（三）总结与论文形成阶段（2019年3月—2019年5月）
1．将相关资料进行汇总，书写论文提纲，完成大体框架。
2．根据两国教材要求进行“光的偏振”实验探究，并回答相关问题。
3．根据论文提纲，完成论文初稿，请老师进行指导和修改。
4．根据老师的修改意见，重新整理有关资料，对论文初稿进行反复修改，完成修改版。
5．再次请老师指导修改，完成论文撰写。进行，请老师审阅。
6．论文定稿。
六、研究过程中可能遇到的困难及解决的途径
（一）本课题研究过程中可能遇到的困难
1．我国高中物理教材光学部分实验形式多、个数也多、设置在不同的模块，在整理的过程中很容易漏掉一些实验。
2．在调查本地高中学校光学部分实验开设情况中，个别老师存在不重视、不认真回答的情况，学生也会有抵触心理，会使得到的数据不准确。
3．由于美国没有专门的物理课程标准，所以在进行对美国《课标》物理实验要求归纳时，可能存在不准确，概括不全面的情况。
4．在对比结论与建议时，认识不到位，会过分将自己的感情带入，使得得到的结论过于简单，语言过分学生化，不能联系学生的实际情况得到普遍的结论。
（二）解决的途径
1．在归纳总结教材中的实验时，要细心，力求全部都被归纳。将自己的总结反复进行核对，做到归纳全面。
2．在进行调查时，对同一所学校要选择不同的老师和学生进行调查。老师可以选择物理实验室管理老师和物理学科任课教师，从不同的方面进行调查。深入学生，与学生聊天，增加学生的信任，避免学生产生抵触心理，尽可能使调查数据真实可靠。
3．美国的《国家科学教育标准》中，涉及从幼儿园到高中的整个阶段所有学科的标准内容，并没有提到过多的物理实验内容标准，其将物理实验归纳与科学探究之中，所以要找到有关科学探究的要求进行总结归纳。
4．进行学习，从教学实践中了解学生的实际需求，从有利于学生发展的角度出发，提出建议。
七、参考文献
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[5] 刘健智,李兰.中美两国高中物理教材实验部分的比较[J].湖南中学物理,2013,28(01):1-5.
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[7] 戚静芳. 中美高中物理教材中物理实验的比较研究[D].华中师范大学,2013.
[8] 郭丽丽. 中美高中物理教材中物理实验的比较研究[D].陕西师范大学,2014.
[9] 苏蕴娜. 中美澳高中物理教科书实验设置比较研究[D].西南大学,2016.
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[14] 物理课程教材研究中心.人教版高中物理必修1[M].北京:人民教育出版社, 2010.
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[18] [美]保罗·齐策维茨著,钱振华译. 物理：原理与问题(上册)[M]. 杭州:浙江教育出版社,2005.
关键词:物理实验素质体现
实施素质教育的高中物理实验教学是面向全体高中学生,以物理知识教学为骨干,以科学素质教育为核心的全方位的教学。物理实验在培养学生素质方面有着不可替代的作用：
首先，实验教学能培养学生识别和应用实验仪器的能力
学生识别和应用实验仪器的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证，也是以后在工作和学习中必需的最基本的能力，如生活中各种测量工具的使用无不需要这方面的知识。
开始几次学生分组实验，实验仪器都是学生首次接触，如刻度尺、天平、电压表等，教师要着重指导学生识别仪器的规格和性能，察看铭牌或说明书。弄清：（1）测量范围；（2）最小刻度；（3）零点及其调节方法；（4）使用方法。只有掌握以上四点，才能保证实验精确的完成和仪器、人身的安全。
其次、实验教学能培养学生的实验操作能力
学生的实验操作能力的高低对他们今后的工作和学习有着重要的影响。生活中小到照明电路的安装，各种物体质量的测量，大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。所以教学大纲把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。
物理实验本身就是一个操作过程。学生分组实验，每个人都有操作机会；在演示实验中，可让部分学生配合教师一起完成实验，条件许可时，将演示实验改为学生实验；课外小实验更是学生操作的天地，如在学习量筒、弹簧秤、天平等知识后，可布置小实验自制天平、量筒、橡皮测力计等，学生的积极性一定会很高，效果一定会更好。总之，应尽量多给学生亲自动手动脑的机会，因此边实验边教学对提高学生的操作能力是很有帮助的。
高中物理实验教学如何渗透素质教育呢？
一、发挥学生的主体作用
在知识经济条件下,国民素质是综合国力的重要内容,特别是国民的科学素质和创新能力,将是一个国家和民族发展和进步的灵魂。这种人才培养模式,要求我们在教学实践中要重视学生的思维能力、科学创新能力、独立工作能力、自我学习能力等综合能力的培养。
1.让学生主动地参与到知识获取的过程中
素质教育的显著特点就是使受教育者能主动地学习、主动地发展,这就要求高中物理教师在实验教学过程当中要充分体现学生的主体作用,要使学生积极地参与到知识的获取过程当中,从物理现象的展示、实验现象的发生开始,就要让学生注意观察、掌握现象的特征,开始认真地思考、猜想、判断等一系列的思维活动,随即引导学生动手进行实验,让他们亲身去体会,试着透过现象抓住事物的本质。这样就能够使学生自觉、主动地进入到知识获取的过程之中。
2.课堂的时间和空间尽量多让给学生
在空间上,教师要主动让出自己长期以来一直牢牢控制的主导位置,给学生空间,让他们去思考、讨论问题、探索规律,从而获取知识。在时间上,一节课仅有短暂的40分钟,时间稍纵即逝,教师若放手让学生动手实验、去讨论,就不能在规定的时间内完成教学任务,这显然是一个矛盾,要解决这个问题,教师就务必要控制好时间和课堂节奏,在环节安排上一定要科学合理。
二、发挥教师的主导作用
要想在物理实验课程当中更好的将素质教育渗透进来,教师应做到以下几点:
合理处理好试验教材,做到详略得当,主次分明,本质问题要突出强化,主要问题要单刀直入,防止拖泥带水,在展示学习内容时要充分、要展示出实用意义;教学思路要清晰,层次要清楚,过程要流畅,过渡衔接要自然、要精心设计;学生的认知水平要掌握清楚,实验设计要实事求是、切合学生实际,提问要有技巧;课堂教学结构要严谨,前面的教学内容应是后面的“铺垫”,后面的知识应是前面的延伸,做到一环扣一环,环环紧扣。
要不断变换教学手段和教学方法,充分发挥教师的情感作用,以情感调动学生的积极性,以情感强化学生对物理知识的认识。对实验教学过程当中的突发事件要有所估计,有所准备,实验的准备要十分充分,实验环节必须交待清楚,实验中必须力求做到成功,实验现象要让每位学生都能观察到,观察现象前必须告知观察方向,下达好思考任务。
三、开展课外小实验活动,培养学生的动手操作能力
高中物理试验课本上除演示实验和学生实验外,还根据不同章节的知识特点确定了近20个课外小实验,将其分布在三年内完成仍显不足。为此,可以联系有关章节知识,另外增补一部分。
如在《动量》一章里可增设“用自来水观察反冲运动”;在《电场》一章里可增设“静电屏蔽现象的观察”;在《光的色散》一节里可增设“室内彩虹形成”等小实验,平均每月至少有一个可做。还可将这30多个课外小实验编成序列,按教材的特点分阶段以课外实验兴趣小组为中心组织实施,每个小实验尽量要求学生独立设计,独立操作,并独立完成实验报告。对于难一些的小实验,教师可给予一定的提示与指导,包括实验原理、所需器材、操作与观察要领等。
四、开展科技小制作和撰写科技小论文活动,培养学生的创新思维和创造能力
将教材上与我们日常生活和社会生活联系较紧的知识做恰当地扩展,引导学生在课外独立完成科技小制作。如在学完电路知识后,学生可去完成“简易热得快自控电路设计与安装”“节日闪烁彩灯电路的设计与安装”和“多用电表组装”等;学完“磁场”后,学生可去进行“指南针制作”等。
生动有趣的科技小制作和小论文撰写活动,能够极大地陶冶学生们的科学情趣,培养他们独立思考、独立创造、独立幻想的能力,对他们养成良好的科学态度和良好的科学习惯打下了坚实的基础,对他们未来献身科学的人生道路也有很大的启迪。
参考文献:
[摘 要]文章对如何发挥大学物理实验课程来提高学生创新能力进行了探索和实践，相关改革思路清晰，措施得力，对学生创新能力的培养具有促进作用。相关工作将对大学物理实验课程在教学改革、科学研究、教学水平等方面的发展起到积极的推动作用。
[
关键词 ]创新能力；大学物理实验；自主设计性实验
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568(2014)35-0054-02
基金项目：本文系西北农林科技大学2013年教改课题“《大学物理实验）教学中引入自主设计性实验内容、促进学生创新能力的培养” (编号：JY1302097)、2014年高等学校教学研究项目“农林院校大学物理课程教学现状分析及对策研究” (编号：JZW201415xb)的科研成果。
大学物理实验是大学生学习和巩固物理知识，强化科学态度，培养综合创新能力的基础性、实践性教学课程，其教学理念、教学方法和教学效果不仅直接影响学生对物理学基础知识的理解和掌握，而且关系到学生今后学习其他学科的治学态度、科学精神和创新能力的塑造和培养，它在培养学生科学思维方式、科学实验能力、创新意识和创新能力等方面都具有不可替代的作用。
传统的物理实验教学模式下，物理实验仅是理论教学的辅助手段，强调的是物理理论的再现，只能起到巩固理论知识的作用，在注重创新的时代已经显示出它的弱势。在这种模式的影响下，高校实验室的作用受到严重制约，实验室设备陈旧，实验师资队伍不整齐，教学质量谈不上创新能力的培养。学生只是被动地按照教师和讲义给定的方法和步骤按部就班地操作，学生没有探索的空间和时间，学生独立解决问题的能力得不到很好的锻炼。教学内容的安排方式过细，属于验证性实验、简单知识应用和技能训练的经典物理实验内容偏多，而综合性、设计性、研究性实验内容不足，物理学的新发展和新应用更是极少反映，很难激发学生的学习兴趣。另外，由于师资及经费方面的不足，实验课开发程度不够，影响学生自主学习的积极性。
大学物理实验课程对国内大多高校来讲是一门重要的基础课程，本课程为学生进行创新活动提供指导和平台，对于提高学生的综合创新能力，应该能够发挥更积极的作用。教学活动应该以学生为中心，实行以学生自主创新为基础的实验教学模式，应该具有更广泛的自主性、探索性和综合性。
一、大学物理实验与创新教育的联系
大学物理实验和创新教育的联系可以体现在以下方面：①物理实验为开拓创新打下坚实基础。物理实验与物理理论之间互相依赖。物理学的原理、定理是在总结大量的物理实验事实基础上概括出来的，而物理实验总是在一定的理论指导下进行，对实验现象的观察和描述也离不开一定的理论知识背景。 阔物理实验涉及的知识面广、内容丰富，其他学科知识在物理实验中的渗透日趋广泛。实验过程中从设备安装、调试到实验现象的观察，实验数据的测定及实验结果的分析需要学生灵活运用自己所掌握的相关理论知识独立完成，使学生独立性和自主性得到加强。通过完成物理实验，可以促进对多学科知识的理解和掌握，为开拓创新打下坚实的基础。 ②物理实验为创新教育提供素材。基础物理实验过程中学生去发现实验中的问题，提出改进意见，重新设计实验方案等使实验充满发现创新的机遇。综合设计性物理实验，是在继承基础知识和基础物理实验基础上的创新，更加丰富了创新机遇，是创新教育的活教材。 ③物理实验为创新教育提供环境。物理实验为学生的设想和实验方案提供了实践环境，实施过程中实现了个人的创新愿望。可以激励创新的良好实验环境帮助学生解放思想，大胆创新，努力创新。④创新教育为物理实验注入活力。
创新教育注重学生对未来社会的应变能力，具有明确的创新教育目标意识，逐步形成某一方面的专业知识和专业技能，为今后成为这方面的专门人才奠定基础，这些创新个性的自由全面发展无疑给实验教学注入了活力，使他们有能力设计新的实验方案，维修和改进实验仪器，使实验教学真正发挥以学生为主体，教师为主导的作用。
二、大学物理实验教学改革相关思路
大学物理实验教学应以培养和开发学生的创新思维、创新精神和创新能力为目的，为学生提供一个展现和发挥自身才能的空间和环境，从而最大限度地调动学生学习的积极性、主动性，在学生自我获取知识的过程中尽可能多渗透科学研究的各个元素，使学生从被动接受的客体型学习向主动参与的主体型学习过渡。
1.教学内容的创新。随着经济和社会的发展，学生的就业压力日益增大，学生希望获取实用的知识和技能的需求是正常的，教学内容与生产和生活的紧密相关会激发学生的积极主动性和主观能动性。传统的验证性实验主要是对理论的验证，并围绕验证的实现进行实验设计，与现实生产生活联系较少，这是许多学生感觉到实验课程枯燥无味的原因之一。大学物理实验教学内容体系大多包括基础性实验、提高综合性实验和综合设计性实验三个层次，实验内容的设置能够符合学生的认知规律，但是更应该符合学生的实际水平和学生专业的学科背景，应该侧重于培养学生用物理学思想分析、解决实际问题的能力，培养学生的实际操作技能。因此，研究内容应密切联系学生的实际，涉及面宽、针对性强，题目背景清除，时间目的明确。研究结果以创造性解决实际问题为度，力争做到方法科学合理、构思巧妙新颖、装置简洁实用。
2．教学方式的创新。创新性的实验教学方法是实施物理实验创新教育的重要环节。 田传统的教学方法强调学生实际操作动手能力和实验技巧，忽视了学生对实验原理理解、实验技术问题的分析处理、实验数据处理及误差来源分析、实验结果的正确描述等科研素质的培养。创新性实验教学方法重视教学过程中师生共同进行的不断探索创新，教师不仅仅是“教”，更重要的是“导”，与学生一起分析实验原创思想和实验设计精妙之处，引导学生正确掌握实验观测技术和实验数据处理分析方法，探索实验结果的物理规律等。实验过程中单人单组、团队协作和分组讨论等方式可以结合起来，使得学生的自主性和积极性能够充分发挥。
3．教学和科研同行。大学生要创新需要在实践中成长。科研过程不同于实验课，教师总能解决学生遇到的各种问题，这容易使学生产生依赖性进而懒于思考和探索，科学研究的是未有定论的问题，结果难以预料，过程更可能出现始料不及的问题和困难，一个小小的疏忽大意将可能使结果缪之千里。所以，在科研中更能培养学生的责任心和严谨的工作态度，这要求指导教师勤于监督，帮助他们养成实事求是、尊重实验结果和事实的好习惯，这是实验工作者的根本，也是一个人做人的根本。任课教师负责或参与的课题及各种创新性实践活动都可以鼓励学有余力的学生加入进去，通过解决一个个实际问题，学生在课堂上学到的知识和技能得到巩固和提高，为他们解决各种问题提供了思路，积累了经验。
4．实验考核方式的创新。创新型的大学物理实验教学考核方式提倡摒弃过去惯用的实验报告，采用论文的形式报告或科研汇报整个实验过程和结果。我们不能过分注重学生实验结果的正确与否，实验过程检验了学生对所学各学科知识的掌握程度，反映了学生的创新性思维意愿及能力，实验过程中学生所提出的合理的、有创新的设计方案可以在论文形式的报告或科研汇报中能够得到充分体现。
三、大学物理实验教学改革相关举措
针对大学物理实验教学改革的相关思路，我们采取了如下措施，以期切实提高实验教学质量，提升学生实践能力和创新能力。具体的措施如下：
1．开放的实验室管理系统。实验室的开放不但是时间、空间的开放，更多的是内容和方法上的开放，应充分体现质量工程中以人为本的理念。为了培养学生的自主创新能力，保护学生的原创精神，实行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向，是对传统实验教学观念、内容和管理模式的挑战。 最终目标是形成布局合理、层次分明、教学科研互动的实验室体系，营造一个良好的创新氛围。具体的操作过程中，可以针对学生的需求采用不同的模式，如一、二年级学生实行常规课程教学实验开放，高年级实行综合自主实验开放，毕业生和研究生实行研究式实验开放，开展有计划、分阶段、分层次的开放模式，面向教师及科研人员可建立科学研究课题长期开放，提高教学质量和科研水平。这样不但可以充分、高效地利用实验室现有资源，更主要的是学生始终参与自己感兴趣的实验当中，学生在自觉学习和锻炼过程中，成为主动的求知者、参与者和探索者。此外实验内容、试验方法、实验教学评价等都应向学生开放，这一系列措施的实施可以使实验室成为培养大学生自主创新能力最适合的教学环境。
2．具有创新精神和创新能力的教师队伍。具有创新精神和创新能力的教师队伍是研究性教学的保证。它要求我们不断转变教育观念，树立创新教育观，培训创新型教学的青年教师队伍，使得教学由“经验型”转向“科研型”，由“教书型”转向“学者型”。 教师和学生一道，共同关心实验课教学过程中存在的各方面问题，有针对性地提出研究课题题目：共同关注小课题研究的进展；共同面对研究中遇到的困难和问题：共同探询分析问题的可行性思路；共同探索解决实际问题的最佳办法。在思想方法上能够给予学生有意义的启发，在研究的各个环节中能够给予学生实质性的指导。同时在指导学生进行小课题研究与探索过程中不断加强自身建设，积累经验教训，逐步拓展知识面，扩充知识量，更新知识结构，学习新技术、新方法、新理论，从这一方面看，达到了提高实验课教员科学研究能力和业务、知识水平的目的。
四、大学物理教学相关改革初步的成效
面向学生创新能力培养的大学物理实验课程教学相关改革，为大学生创新意愿的建立、创新意识的培养、创新能力的提高提供了一个开放而先进的实践平台。目前各项工作仍在进行，从目前来看效果良好，学生主动参与课程的积极性比以前明显提高，达到预期效果，主要表现在：①学生参与创新的能动性和能力得到提高。大学物理实验课程为学生提供了开放的创新实践机会，学生在本课程结束后，其他课程学习过程中碰到的问题仍愿意利用物理实验室进行实践，在这个过程中学生不断发现问题、解决问题，自身的综合能力明显提高。近几年来，本课程教师帮助学生申请和指导完成国家级和校级大学生创新型实验计划项目共计20余项，指导学生发表sci收录论文5篇；②教师水平提高。指导学生参与科学创新的过程也是教师难得的学习机会，使自己的教学、科研水平得到提高；③实验室仪器设备的高效利用。创新实践平台的构建有利于实验仪器设备的维护、管理和充分利用，不但提高了实验设备的利用率，更重要的是提高了实验设备的使用价值。
论文关键词：初中物理，小实验，教学设计
初中物理实验分为“演示实验”、“学生实验”和“小实验”三种类型。每种类型都有其自己的特点和作用。其中“小实验”指的是那些穿插在物理课文中或课后习题中的一些内容简单、材料易得、操作容易的物理小实验。新课标中的初中物理课本中增加了许多有趣的物理小实验。以人教版教材课本为例课文中就出现了30多个物理小实验；加上课后习题中的就更多。这些物理小实验是初中物理课程教学中的一个重要组成部分。在教学中应当给予足够的重视和安排。我国著名物理教育家朱正云教授在20世纪70年代就提出了“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验 ”的教育思想，想方设法的让学生自己参与动手做实验和体验学习；新课标中的这些物理小实验充分体现了这一思想，是非常好的教学资源。但有些老师却忽略这些物理小实验在教学中的地位和作用，使教材中精心安排和设计的丰富多彩的教学资源没有发挥应有的作用。
一、初中物理小实验的特点
初中物理课程中的小实验都有着共同的特点。下面就对这些小实验的特点进行归纳：
1、内容紧密配合教材，贴近学生生活
初中物理的小实验都是伴随着物理课程的教学过程在进行，穿插在物理课文中或课后习题中。其内容都紧密配合了新课标中每节课的教学内容，而且题材大都取自于日常生活。例如：九年级课本中流体压强与流速关系一节中的硬币“跳高”比赛实验等。
2、实验材料取自日常生活，容易实现
这些物理小实验所需要的器材，大都是日常生活中常见的东西，非常容易得到。例如：硬币、筷子、尺子、鸡蛋、玻璃球、易拉罐和包装盒等。这就保证了学生在课后或回家也有条件制作、设计和研究这些物理小实验。
3、实验形式灵活多样，便于操作
初中教材中的物理小实验主要有3种类型：制作型（如：制作针孔照相机、潜望镜等）、研究测量型（如：测量自己的步行速度、探讨真空不能传声等）、应用思考型（如：找重心、纸锅烧水、筷子提米等）。这些都是很容易操作、设计和完成的小实验内容。
二、课程设计中安排好初中物理小实验的意义
1、有助于提高学生的学习兴趣
小实验大都是内容贴近生活的，用的材料都是学生生活中能见到的东西教学设计，操作起来又简单，具有很强的趣味性论文范文。所以学生做起来会具有亲切感。小实验的效果也都是比较所以容易吸引学生的注意力，提高学生对物理学习的兴趣。
2、有助于加深学生对所学知识的理解和巩固
初中生心理发展正处于过渡阶段，相对于抽象思维形象思维还比较占优势。学习的内容要通过形象的实验才能更好的理解。小实验都是紧密联系课程内容的，所谓“所闻不如所见”学生通过小实验能形象生动的将教材内容展现出来，亲自操作小实验能够更生动的理解所学的内容。另外通过亲自动手操作能够有更深刻的印象，有利于物理知识的巩固。
3、有助于培养学生的创造性思维和动手能力
实验课本来就是培养学生动手能力的良好途径。初中课本中的物理小实验都是比较适合学生自己动手去操作的，这对调动学生的双手，提高学生的动手能力有很大的帮助。另外，鼓励学生多课本上给出的小实验进行改进，在自己生活中发现替代物品或自己设计实验，这正是培养学生创造性的好机会。
4、有助于养成学生留心生活善于思考的好习惯
小实验的内容和所需要的器材都来源于生活。让学生认识到生活中到处都充满学问。在进行小实验的教学时，鼓励学生从自己身边发现题材，寻找替代材料进行实验，这使学生养成留心生活，善于思考的好习惯。这一习惯一旦养成，对于学生的物理学习是很有帮助的。
三、怎样在课程教学中设计好初中物理小实验
由于小实验的数量很多，可能老师们没有那么多时间带领学生在课堂上进行。再者，小实验的内容也比较简单，所以用以课下学生自己练习比较合适。所以教师可以建议学生开展家庭小实验，就是在家里利用日常生活用品自己操作这些小实验。
1、为学生创造良好的条件
课程中的物理小实验课堂上没有足够的时间进行，可以留给学生回家进行实验。（1）教师可以鼓励学生在家里找一个小角落作为一个自己的小实验室，专门进行这些小实验。教师也可以利用家长会或家访的机会，说服家长为学生提供良好的实验条件。（2）在学校每个班级可在教室的一个角落设置实验角，用来展示同学们在家进行的小实验的成果。可以利用课间，课外活动时间由作者向同学们解释实验步骤。物理课上大家也可以一起来讨论这些小实验。（3）有条件的学校可以考虑运用Moodle、Claroline等教学平台进行教学。使用这样的教学平台教学设计，无论学生在不在学校都可以随时进行师生或生生之间的交流，可以使学生的学习在空间上和时间上都得到拓展。
2、组织多彩的实验作品展览活动
学校可以定期组织学生小实验作品展览和评选活动。从学生作品中评选出优秀的作品进行奖励，以此来鼓励学生积极开展小实验。学校的评选可以分为三个水平等级。能够按照课本上的例子进行小实验并能解释实验现象，说说心得体会的算作初级水平；能够对课本上的实验进行改进（包括对仪器结构或者使用替代材料等）效果良好的算作中级水平；可以运用所学的物理知识自己实际小实验并展示给同学的算作高级水平。
3、对学生进行正确的方法指导
多数初中生虽然有对物理实验很有兴趣，但物理理论知识还不够，实验操作能力也不强，目的性也不强；所以要开展家庭小实验，教师的辅导是很关键的。如果没有教师的精心辅导,学生做实验会仅是停留在表面现象，不能深入地从表面现象分析科学原理，也就不能从家庭小实验中获取知识；开展家庭小实验也就失去了意义。因此，首先要求教师在布置家庭小实验之前，最好对下列问题做出指导：①实验目的；②实验的原理；③实验材料的选择；④实验操作中的要点；⑤安全注意事项；⑥观察的重点；⑦实验现象的记录与实验总结等。教师可以先给出一两个家庭小实验设计的例子，让学生参考教师的例子去做；学生可以根据自己的水平选择按照老师的例子去做、对老师的例子进行改进和自己设计实验。这样才能有效地开展家庭小实验，学生才能真正的从家庭小实验中获取知识，家庭小实验也才能真正发挥应有的功效。
四、初中物理小实验教学设计案例
人教版初中物理，八年级上册，光的传播一课中有观察小孔成像这一实验。在一个空罐底部打一个小孔，再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐口上， 做成一个针孔照相机。对这个小实验的教学，教师可以作如下的实验设计：
1、对学生进行方法指导
（1）实验目的：自制教具，观察小孔成像现象，探究小孔成像规律。
（2）实验原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播。
（3）实验器材的选择：选择生活中的常见的、容易加工的材料论文范文。因为课本例子中的铁罐或铝罐打孔比较困难，所以教师可以鼓励学生寻找其他替代材料。
（4）实验操作中的要点：小孔与屏之间的封闭性，不要有其他光干扰成像。小孔不要扎的过大。
（5）安全注意事项：注意不要被使用的尖锐、锋利的工具伤到。
（6）观察的重点：观察像的方向、物距的大小对像的影响、孔的大小对像的影响。
（7）实验现象的记录与实验总结：记录所观察到的现象，并总结小孔成像的规律。
2、布置作业教学设计，让学生回家进行实验
（1）利用家中现有的器具自制一个能观察到小孔成像的针孔照相机。鼓励学生对实验进行改装和重新设计。
（2）利用自己制作的针孔照相机观察小孔成像现象。
（3）探究小孔成像的规律，①观察所成的像是正立的还是倒立的。②观察物体到小孔的距离与所成像的大小的关系。③观察小孔的大小对所成的像的影响。记录自己所观察到的现象，并自己总结小孔成像的规律。
3、对学生作品进行评选
让学生各自展示家庭实验的作品，并组织对学生的实验设计，实验效果进行评选，选出最佳实验作品奖，给予学生鼓励。
4、给出教师作品示范并组织讨论该实验。
教师提供一两个设计案例，并组织学生进行讨论，讨论一下每个实验作品的优缺点，并进一步讨论像是怎样形成的，最后一起总结一下小孔成像的规律。
安排好物理小实验的教学可以有效的辅助物理课程教学的进行。物理小实验的进行即能提高学生的学习兴趣，又能够培养学生关注生活善于思考的好习惯，还能够充分调动学生的学习主动性，使学习的效率大大提高。所以初中物理小实验在教学中的地位和作用是不可忽视的。
参考文献:
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[4].义务教育课程标准实验教科书,物理.人民教育出版社,2006年3月第3版.
【关键词】实验教学 可操作性 实验考核
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）7-0140-02
近几年来，各级政府和教育行政部门花大力气进行中、小学实验仪器、电教设备的配套建设。重点中学的仪器设备已经相当完善，一些普通中学的仪器设备也得到了较大的充实，这为我们的实验教学提供了物质基础。“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。不少中学物理教师正在自觉地朝着大力加强实验教学的方向努力，纷纷开展着各种“以实验为基础”的跟踪对比教改试验。
然而，由于长期受应试教育思想的影响，在很大范围内物理实验教学在某种程度上仍然处于“讲起来重要，教起来次要，考起来不要”的状态。实验教学因长期未受到应有的重视而成为物理教学中的薄弱环节。为解决理想和现实的矛盾，就需要我们找到问题的“瓶颈”。
一、问题的提出
以上现状归结起来，主要有教师、学生和评价体系三个方面的问题。
（一）来自教师的主要问题
（1）学校和教师受传统教育的影响，普遍存在着重理论轻实验的思想。
（2）实验教学模式僵化，物理实验教学的基本原则没有得到充分体现，教学方式呆板。
（二）学生的主要问题
（1）对基本测量仪器的使用不规范。
（2）动手操作能力差。
（3）以“背”实验结论“代替”实验操作。
（三）评价体系不完备
学校的教育评价很多时候只是简单的文化课的考试，缺乏到位的可操作性评价体系。
二、问题的思考与实践
（一） 对问题的思考
中学物理实验教学的弊端存在是现实，高考、会考、中考及其存在的价值是现实，中学现有的实验条件和实验员的配备是现实……；物理教学需要改革，物理实验教学需要改革，实验教学目标需要贯彻，相应评价体系也需要建立并付诸实施……从新的课程改革提出到现在，还是没有多大改观，仍存在一系列的问题，这问题出现的根源不在于实验重不重要，不在于客观环境条件允不允许，不在于教学改革是否合理，不在于评价体系是否完备，不在于有多少人做多少实验教学模式的探索，笔者认为只在于“考”。这也正是为什么有很多人做各种有益的教学模式的尝试与研究，而在实践中却只表现出做做样子，研究过后还得回到起点，使研究的意义变得索然的原因。
针对以上分析，笔者认为，为避免教学改革的形式化，使改革具有现实价值，实验教学改革应以实验考核做为切入点，加强实验考核。
（二）强化实验考核――实践
在实验教学总目标的指导下，我们没有将每个实验目标具体细化，这种分解细化后再进行考核的方式由于涉及到教师素质、参加实际监考的教职人员、仪器以及测量时间等的分配问题，实行起来非常困难，就我们的现实条件还不允许。从可操作性角度出发，我们做了一系列的尝试。
（1）阶段性考核时间为各学期期末由所教学科教师和实验教师进行，考试成绩计入学科期末成绩。
（2）学生毕业实验考核成绩直接计入中考成绩，参加监考评价的人员组成：当地教育局人员、各校专职实验教师或在校师范生等。
（3）从考核形式上，我们采用的是实验操作与书面相结合的方式。教师根据实验教学目标进行命题，由学生在实验操作的基础上完成试卷。
（4）实验操作考核测量过程。
测量前，根据操作领域的实验教学目标，编好若干实验操作题，并提供一定量的仪器设备。试题突出典型实验，题目形式多样，包括排除故障式，读取数据式，设计实验方案式等，题目按名称，仪器要求等栏目写成卡片编号。由学生抽签决定考核哪些内容。在操作过程中，教师进行适当观察记录，然后综合评定成绩。评分原则看学生的操作规范性，科学性和准确性。
（5）操作考核成绩共20分，按实际得分结合书面考试成绩计入期末和中考考试成绩。
三、总结与展望
这种方式包含动手动脑的操作内容，以操作考试为主，笔试测量为辅，两者有机结合，在实验教学领域当属有益的尝试。在引起师生对物理实验重视的同时，学生在实验方面的精力投入也相应增加，对实验的理解、操作和设计等方面都有较大程度提高。更为重要的是，在准备考核的过程中，学生由不会、不懂、不能完成实验到能较好地完成实验，并能进行实验设计，收获了自信，体验了成功，为完成物理学习打下坚实的心理基础。
当然，我们的实践还很不完善，距离我们的目标也还有很大差距。但我们坚信，以实验考核作为实验教学改革的切入点，以“考”带“改”的策略在实践当中是有其实际价值的。以此为出发点，结合具体教学模式的探索与实践以及实验教学目标制定和评价体系的逐步完善，必将会使物理实验教学有所提高。
参考文献：
【论文摘 要】本文首先分析了初中物理实验习题类型特点以及解题的技巧，然后结合初中物理教育和教学的特点分析了物理模型在初中物理教育教学中的重要意义。
【论文关键词】物理模型初中物理教育初中物理教学简单性原理
一、新课标对初中物理实验的要求全日制义务教育物理课程标准总目标提出：使学生保持对自然界的好奇，发展对科学的探索兴趣，在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感；学习一定的物理基础知识，养成良好的思维习惯，在解决问题或做决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法，经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参与和科学技术有关的社会活动，在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识；具有创新意识，能独立思考，勇于有根据地怀疑，养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神；关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立正确的科学观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。新教材中把科学探究作为一个重要的内容，贯穿于整个教材之中，近几年初中物理实验习题从类型和形式上都有所突破，特别在各地的中考中对实验的考查每年都在加强。大体上的出发点主要有：一是注重对操作过程和实验设计考查；二是对教材中常见的实验题的器材和实验环境进行变化；三是注重对实验失败原因的剖析；四是注重对实验过程的考查。二、初中物理实验习题三大类型的特点及解题技巧㈠测量型实验的特点及解题技巧初中物理测量型实验主要有直接测量型和间接测量型两种，共15个实验，这些是中考物理实验测试必不可少的组成部分。1、直接测量型实验共10个实验：⑴用刻度尺测长度，⑵用秒表测时间，⑶用量筒测固、液体的体积，⑷用水表测家庭自来水使用量，⑸用天平测物体的质量，⑹用温度计测水的温度，⑺用弹簧测力计测力的大小，⑻用电流表测电流，⑼用电压表测电压，⑽用电能表测电功的大小。直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、读数方法等，而这些知识和能力在课堂教学中已逐步渗入，常用物理测量工具的共性都需要看量程、分清分度值。所以只要掌握好其一，便可基本无碍。2、间接测量型实验共5个实验：⑴用刻度尺、秒表测平均速度，⑵用天平、量筒测物质密度，⑶用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率，⑷用电流表、电压表测电阻，⑸用电流表、电压表测小灯泡的电功率。这五种实验都涉及到诸多的物理测量工具的使用，也同时具有相应的实验原理：⑴物体通过的某段路程或某段时间的平均速度测量实验原理是v＝s/t， ⑵测物质密度的实验原理是ρ=m/v和排水法，⑶测滑轮组的机械效率实验原理主要是η＝W有/W总、W＝F・S及二力平衡，⑷测电阻的实验原理是欧姆定律I=U/R的推导式R=U/I，⑸测小灯泡的电功率实验的原理有两种，①伏安法的实验原理即为P=U・I，②电能表、秒表测电功率实验的原理即为P＝W/t。解决此类题时，一定要细心，确保基本的物理测量工具的使用、读数不出错。同时还应注意题意的局部拓展性变化。近年来各地的中考物理测量型实验在这类题中变化较多，要格外注意。㈡探究型实验的特点及解题技巧1、不同版本的教材内物理探究型实验共计有14个实验：⑴探究物质的一种属性――密度，⑵探究平面镜成像特点，⑶探究凸透镜成像规律，⑷探究摩擦力的大小与什么有关，⑸探究运动和力的关系，⑹探究液体压强的特点，⑺探究杠杆平衡条件，⑻探究动能（重力势能）大小与什么因素有关，⑼探究物质比热容，⑽探究影响电阻大小的因素，⑾探究不同物质的导电性能，⑿探究电流与电压、电阻的关系，⒀探究电流热效应，⒁探究电磁铁磁性强弱的因素。2、不同版本的教材外物理探究型实验包括新课改以来物理课外读物上设计的探究活动和各地中考试题中出现的，其中最常见的有：⑴探究水果电池电压与哪些因素有关，⑵探究篮球反弹的高度与哪些因素有关，⑶车辆滑行的距离与哪些因素有关，⑷探究物体承受的压力与哪些因素有关，等等。物理科学探究活动一般有7个主要环节，依次是⑴提出问题，⑵猜想与假设，⑶制定计划与设计实验方案，⑷进行实验和收集数据，⑸分析论证，⑹评估，⑺交流与合作。各地的中考命题针对这一知识点在各个试题上有着不同程度的偏重，也不可能面面俱到地进行考查，这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律，但由于考查的环节或是角度不同，考查的方式也就明显不同，因此在平时的教学中，要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来，各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容，大都来源于学生生活实际，并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以在对学生进行应考技巧的教育引导中，提醒学生对此不要产生心理上的障碍，只要抓住应用得当的方法，一般都能轻松解决。探究型实验试题的解题方法强调应用性和开放性，突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，故而在解答时，可附助已有的知识和结论，对试题所考查的内容和能力，做出正确的解答。当然中考命题并不会只局限于已有知识的得出，往往可能会更注重探究过程的考查，因此解答此类试题时千万不要急于求成，而要体会出试题考查的方向，也就会从容应答。三、设计型实验的特点及解题技巧⑴物理开放题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放、或策略开放、或结论开放，可谓千姿百态。通过求解这一类问题，可以激发学生的求知欲，提高学习兴趣，考查学生发散思维能力和创新能力。因此，在一些中考试卷中，出现了一批立意和情景新、耐人寻味的开放型试题，它们成为试卷中的亮点，格外引人注目。⑵设计型实验题是指根据实验目的和要求，设计研究方案，运用不同于教材或试题要求的实验方法解决同一物理问题，此类题综合考查学生观察实验，运用所学的理论知识进行综合分析、归纳等能力，有一定的难度。近年来此方面的试题陆续增加并延伸到我们的生活周围之中，命题也已不局限于对教材已有实验的新设计。解答设计型实验时，首先要明确试题所需要解决的问题，然后结合教材所学相关知识和设计，进行分析和比较，从中发现其异同之处，从而进行创造性的变更和设计，在这种情况下一般问题都会得到解决。总之，普及九年义务教育是提高全民族的素质，物理素养是公民的科学素质的基本组成部分。我们基础教育一线的物理教育同行只有抓住实验探究教学，深化物理实验，让学生的科学素质真正能达到九年义务教育的目标
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