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【摘 要】物理学是一门以观察、实验为基础的科学，人们的许多物理知识是通过实验，经过认真的思索而总结出来的，高中学生对实验有着天然的兴趣，因此物理实验教学在素质教育中发挥着重要的作用，使学生更好地获得实验技能，培养学生的实验能力。
【关键词】物理实验 设计 原则
物理学是一门以实验为基础的自然科学。在自然界中存在有各种各样的物理现象，人们把在生产实践中所观测到的物理现象，在实验室中利用各种实验工具反复研究，这就是物理实验。在中学物理中，大量的物理概念、规律、原理都是通过物理实验发现、总结归纳得出的。爱因斯坦说：“一个美妙的实验，通常要比我们头脑中提取二十个公式更有价值。”物理实验教学作为物理教学的一种重要的方法和手段，它要把研究的物理现象清楚地展示在学生面前，能引导学生观察思考，使学生认识物理概念和规律“事半功倍”，还能激发学生学习的兴趣，更能启迪思维，培养科学精神和探究能力。
在实验教学中培养学生实验设计的能力，正是我们实施素质教育，培养学生良好探究思维的习惯和能力的目的所在，使之可持续发展以适应时代进步的需要。要从注重知识学习与技能训练转向注重学生的发展，就应该要最大程度的发挥出实验的教学作用，下面谈谈物理实验设计中的一些原则。
一、目的性原则
每个实验应符合教学大纲的要求，这里包括智力、能力、素质等各方面训练、培养的要求，并能发挥实验在教学的某一方面或某几方面的作用。例如验证或探索某一物理概念或规律，学会应用某些知识来解决某个物理问题，学会使用某些仪器、工具，培养学生科学态度和严谨的工作作风等。对此，应注意下面几个问题：
第一，要明确设计的实验的目的和要求，了解它在教学过程中的地位和作用。
第二，要了解所要设计实验与相似实验、相关实验的联系与区别，以及该实验在整个物理实验中的地位。
第三，要选择确定设计的重点和突破口。
二、科学性原则
设计的实验必须确保其科学性，科学性是最根本的设计要求。每个实验所依据的物理原理正确，采用的方法科学，实验的安排符合人的认识规律。物理实验设计过程中必须保证实验的设计不出现科学性错误，实验方案应该有科学依据和正确的方式。如果实验设计中没有科学的态度和方法，或者没有认真处理实验数据，就会出现科学性错误。对此，在设计中，必须考虑下面几个问题：
第一，物理原理是否正确、确切。
第二，设计的实验是否符合中学生的知识基础和心理特点、能否用于教学过程、是否达到教学目的。
第三，从仪器选择、实验条件和操作等方面看实验能否成功。
第四，实验方法的应用、设计中问题的处理是否科学、合理。
三、安全性原则
安全性是任何工作的前提。在物理实验设计中，教师及学生规范性操作是实验安全性的重要保障。尤其在学生实验中，学生是独立操作，而且技术上又不熟练。所以，在设计过程中，首先要注意的是人的生命安全，避免和防止学生在操作中发生烫伤、割伤、触电、中毒、爆炸等事故，特别是电学实验，我们更加要注意安全性原则，一定要规范地操作，否则发生事故后悔莫及。二是保证实验仪器的安全，不受损。
四、简便性原则
在探索某个现象或某个规律时，所用的物理实验，目的应尽可能明确，器材、方法应尽可能简单。所以，设计实验时要做到：（1）仪器结构简明、装置结构要简便、安装方便；（2）操作简便，节省时间；（3）说理简便。
五、直观性原则
直观性不仅指仪器装置的可见度、观察对象的清晰度、实验结果的明显度，更重要的是指整个实验过程中是否清楚地显露出来，容易让人看出或感觉到。物理实验的一个重要特点就是让全体学生对具体的物理现象与实验过程用感官直接观察和感受，尽可能地增大实验的可见度和可信度，以便提高物理实验的直观性。要使实验直观、明显，在设计实验时，应注意以下几点：
第一，实验仪器的尺寸要足够大，观察对象要大。有些仪器尺寸不宜做得太大，有些物理现象的变化微小，要使现象清楚，就要对现象放大。如：在演示玻璃管受力发生微小形变的实验中，要想实验现象明显，应该用毛细玻璃管代替吸管，且最好用蜡油纸密封好瓶口，这样现象直观明显，就能达到增强可见度的效果。
第二，布局要合理。在物理实验中，要想方设法增大物理实验的可见度。有些物理实验容易在水平面上完成，但不利于学生的观察，如果对实验进行“化水平为竖直面”的处理，就可以增大实验的可见度。
第三，高度要合适，方位要恰当。要使观察重点高度的位置合适，能看清仪器装置。运动器件的方向位置要恰当，运动方向相对学生而言，应该是上、下、左、右运动。
六、趣味性原则
爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”只有对知识有了兴趣才会发现问题，提出问题，知难而进。也只有让学生有了兴趣，有了对问题解决的追求，有了对获取知识的渴望，教师培养学生创新思维的能力才能落到实处。实验的趣味性可以强化注意、加深印象、提高感知效果，还可以促使人们去发现问题、提出问题、解决问题，激发学习积极性。设计趣味性强的物理实验，可以极大地调动学生学习兴趣，从而激发他们的学习动力。实验的趣味性并非仅仅表现在“新、奇、异、险、趣”这些能激发人们直接的兴趣的特点上，还表现在“设疑、激疑、解疑、答疑”这些能更多地激发人们间接兴趣的特点上。
在物理教学过程中的实验多为课堂演示实验、边讲边实验、学生分组实验。无论是哪一种实验，都要讲究其基本原则，这样更有利于学生注意力的集中，调动学生学习的主观能动性，使其通过各种感觉获得更多的直接经验和感性材料，以便学生很好的认识物理现象，掌握物理规律和理论，进而促进良好教学效果的产生。因此，在物理实验教学过程中我们应注意物理实验设计的基本原则的运用。
【关键词】物理实验 设计 原则
物理学是一门以实验为基础的自然科学。在自然界中存在有各种各样的物理现象，人们把在生产实践中所观测到的物理现象，在实验室中利用各种实验工具反复研究，这就是物理实验。在中学物理中，大量的物理概念、规律、原理都是通过物理实验发现、总结归纳得出的。爱因斯坦说：“一个美妙的实验，通常要比我们头脑中提取二十个公式更有价值。”物理实验教学作为物理教学的一种重要的方法和手段，它要把研究的物理现象清楚地展示在学生面前，能引导学生观察思考，使学生认识物理概念和规律“事半功倍”，还能激发学生学习的兴趣，更能启迪思维，培养科学精神和探究能力。
在实验教学中培养学生实验设计的能力，正是我们实施素质教育，培养学生良好探究思维的习惯和能力的目的所在，使之可持续发展以适应时代进步的需要。要从注重知识学习与技能训练转向注重学生的发展，就应该要最大程度的发挥出实验的教学作用，下面谈谈物理实验设计中的一些原则。
一、目的性原则
每个实验应符合教学大纲的要求，这里包括智力、能力、素质等各方面训练、培养的要求，并能发挥实验在教学的某一方面或某几方面的作用。例如验证或探索某一物理概念或规律，学会应用某些知识来解决某个物理问题，学会使用某些仪器、工具，培养学生科学态度和严谨的工作作风等。对此，应注意下面几个问题：
第一，要明确设计的实验的目的和要求，了解它在教学过程中的地位和作用。
第二，要了解所要设计实验与相似实验、相关实验的联系与区别，以及该实验在整个物理实验中的地位。
第三，要选择确定设计的重点和突破口。
二、科学性原则
设计的实验必须确保其科学性，科学性是最根本的设计要求。每个实验所依据的物理原理正确，采用的方法科学，实验的安排符合人的认识规律。物理实验设计过程中必须保证实验的设计不出现科学性错误，实验方案应该有科学依据和正确的方式。如果实验设计中没有科学的态度和方法，或者没有认真处理实验数据，就会出现科学性错误。对此，在设计中，必须考虑下面几个问题：
第一，物理原理是否正确、确切。
第二，设计的实验是否符合中学生的知识基础和心理特点、能否用于教学过程、是否达到教学目的。
第三，从仪器选择、实验条件和操作等方面看实验能否成功。
第四，实验方法的应用、设计中问题的处理是否科学、合理。
三、安全性原则
安全性是任何工作的前提。在物理实验设计中，教师及学生规范性操作是实验安全性的重要保障。尤其在学生实验中，学生是独立操作，而且技术上又不熟练。所以，在设计过程中，首先要注意的是人的生命安全，避免和防止学生在操作中发生烫伤、割伤、触电、中毒、爆炸等事故，特别是电学实验，我们更加要注意安全性原则，一定要规范地操作，否则发生事故后悔莫及。二是保证实验仪器的安全，不受损。
四、简便性原则
在探索某个现象或某个规律时，所用的物理实验，目的应尽可能明确，器材、方法应尽可能简单。所以，设计实验时要做到：（1）仪器结构简明、装置结构要简便、安装方便；（2）操作简便，节省时间；（3）说理简便。
五、直观性原则
直观性不仅指仪器装置的可见度、观察对象的清晰度、实验结果的明显度，更重要的是指整个实验过程中是否清楚地显露出来，容易让人看出或感觉到。物理实验的一个重要特点就是让全体学生对具体的物理现象与实验过程用感官直接观察和感受，尽可能地增大实验的可见度和可信度，以便提高物理实验的直观性。要使实验直观、明显，在设计实验时，应注意以下几点：
第一，实验仪器的尺寸要足够大，观察对象要大。有些仪器尺寸不宜做得太大，有些物理现象的变化微小，要使现象清楚，就要对现象放大。如：在演示玻璃管受力发生微小形变的实验中，要想实验现象明显，应该用毛细玻璃管代替吸管，且最好用蜡油纸密封好瓶口，这样现象直观明显，就能达到增强可见度的效果。
第二，布局要合理。在物理实验中，要想方设法增大物理实验的可见度。有些物理实验容易在水平面上完成，但不利于学生的观察，如果对实验进行“化水平为竖直面”的处理，就可以增大实验的可见度。
第三，高度要合适，方位要恰当。要使观察重点高度的位置合适，能看清仪器装置。运动器件的方向位置要恰当，运动方向相对学生而言，应该是上、下、左、右运动。
六、趣味性原则
爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”只有对知识有了兴趣才会发现问题，提出问题，知难而进。也只有让学生有了兴趣，有了对问题解决的追求，有了对获取知识的渴望，教师培养学生创新思维的能力才能落到实处。实验的趣味性可以强化注意、加深印象、提高感知效果，还可以促使人们去发现问题、提出问题、解决问题，激发学习积极性。设计趣味性强的物理实验，可以极大地调动学生学习兴趣，从而激发他们的学习动力。实验的趣味性并非仅仅表现在“新、奇、异、险、趣”这些能激发人们直接的兴趣的特点上，还表现在“设疑、激疑、解疑、答疑”这些能更多地激发人们间接兴趣的特点上。
在物理教学过程中的实验多为课堂演示实验、边讲边实验、学生分组实验。无论是哪一种实验，都要讲究其基本原则，这样更有利于学生注意力的集中，调动学生学习的主观能动性，使其通过各种感觉获得更多的直接经验和感性材料，以便学生很好的认识物理现象，掌握物理规律和理论，进而促进良好教学效果的产生。因此，在物理实验教学过程中我们应注意物理实验设计的基本原则的运用。