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【摘要】在物理实验教学中创设实验情境，是为了生动有趣地反映教学内容，进而引发学生积极思维和科学探究。物理新课程标准明确要求学生“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。”
【关键词】实验情境设计；实验效果；设计方法；内在联系
物理实验中创设实验情境与实验教学效果具有密切的相关性，其本质在于视觉形象与特定意义的结合；从而有效地引起学生的视觉追求，思维激活，记忆强化。笔者通过多年的教学实践，总结了创设物理实验请境的一些方法，供大家参考。
一、情境设计与实验效果
物理实验的事实表明只有当学生被教师设计的实验情境所感染，思维进入预定情境之中时，实验才能取得预期的效果。例如，当一个“马德堡半球”呈现在没有情境准备的学生面前时，在学生的脑海中只能形成一个冷冰冰的球形铁制品视觉形象。这种孤立的视觉形象脱离了丰富的内涵，它既不能激发观察者的兴趣，更不能激发观察者丰富的联想。观察者在心灵深处的感受是非常微弱的。但是，如果教师先介绍发生在1654年德国马德堡市验证大气压存在的惊人实验后，再呈现“马德堡半球”，它在学生的视觉中就成了一个富有传奇色彩的、生动活泼的历史见证物。
当然，实验情境的设置，不仅在于历史的陈述，更重要、更大量的是知识背景的铺垫。只有当演示实验情境与学生原有认知结构紧密相联，并相互作用时，实验所要观察的现象、探索的规律、验证的结论，才能牢牢拴在原有认知结构的锚链上，才能转化为知识和能力。作为教学、实验本身只是一种手段，教师应通过各种途径有效地创设实验情境，从而使实验成为整个教学过程的有机部分，赋予生硬的器材以勃勃生气，单调的实验才能具有丰富的色彩，实验效果也自在其中了。
二、创设实验情境的几种方法
实验情境的创设实质上是一种背景设置，情景铺垫，是一种思维与情感的激发所作的准备，目的是使学生进入特定的学习状态。有鉴于此，实验教学中情境的设计主要有以下几种方法。
1.应用史实设计实验情境
物理教学中的许多实验在历史上有着特定的地位，在科学发展中起过特定的作用，科学家们为此曾付出大量的、艰辛的劳动。比如上面提到的马德堡半球实验，还有放射线的发现、焦耳热功当量实验等等。这些实验事实与丰富多彩的历史背景相结合，可以使实验教学更具有趣味性。例如在“阿基米德定律实验”展开之前，首先应用历史史料设计实验情境，比如介绍“曹冲称象”这一有趣的史实，并根据“曹冲称象”揭示船的吃水深度→排水量→船与石头的质量关系之间的特定联系，从而为阿基米德定律实验的展开奠定了情境基础。
2.运用“问题”设计实验情境
中学物理实验教学，以验证性实验居多。其教学目的除了验证物理定律以加深理解之外，主要是为了理解、深化及运用物理概念。概念的心理动力是思维，而思维源于矛盾，因而在演示实验前后以及过程中，制造矛盾，提出疑问，主动联想，是设计实验情境的又一种方法。当然，这些问题的设计，应该围绕实验主体教学的实质展开，即为什么要进行这种实验，进行这种实验所要达到的目的，借以激发学生思考，促使学生的思维从疑问开始，在联想和想象中活跃，在获得正确答案中发展，最后在具体实验验证过程中及结果中到得强化，从而完成一个层次的认识。
为了使学生建立正确的概念，实验教学中可设计这样的实验：
(1)用弹簧秤分别挂起同体积的铁块和铝块浸入水中，要求学生观察弹簧秤示数，并提问说明什么？
(2)用弹簧秤挂铁块徐徐浸入水中，让学生注意观察弹簧秤示数变化，待铁块全部浸入再置于不同深度，提问学生观察到什么？
(3)换用煤油或酒精重做上面的实验，让学生观察并回答液体密度不同弹簧秤示数有何不同？在其他有关实验中，也可以提出相应的问题，并通过实验过程加以验证。例如，提出“空气有没有质量？能否称出空气的质量呢？磁铁能够吸引铁块，铁块也能吸引磁铁吗？”这些问题源于生活实际，但又往往被人们熟视无睹或与常规生活经验相悖，这就更使即将展开的实验笼罩上一层趣味的“灵光”。
三、揭示实验知识体系的内在联系，设计实验情境
随着实验教学的深入，学生不仅需要富有趣味的史料与问题启示，借以烘托实验主体，更需要揭示知识体系之间的内在联系。这种联系正是新实验的认知基础，而新实验又为知识体系添新的素材，为学生的认知思维注入新的活力。例如，物理教材“电磁感应”一章中，通过六个电磁感应现象演示实验总结出感应电流产生的条件是“闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动”。在具体教学过程中，有经验的教师在演示“磁铁不动，线圈运动，有感应电流产生”之后，启发学生运用运动学中“相对运动”的知识来思考、推理第二个演示实验。事实证明，大多数学生能从第一演示实验推理出：“线圈不动，磁铁运动，同样有感应电流产生。”有了这个判断，教师再加以演示验证，实验效果就非常明显。接着，教师让学生思考第三个实验，即磁铁和线圈一起运动，有没有感应电流？学生的思维由于受到第二个实验的激励，积极性会进一步提高。用同样的方法来处理后面三个实验，学生的思维逐步激活，进入丰富的联想空间，最终得到结论：“闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，电路中就有感应电流产生。”
关于实验情境设计，还有许多方法需要探讨。本文旨在抛砖引玉，希望更多的同行研究这个问题。
【关键词】实验情境设计；实验效果；设计方法；内在联系
物理实验中创设实验情境与实验教学效果具有密切的相关性，其本质在于视觉形象与特定意义的结合；从而有效地引起学生的视觉追求，思维激活，记忆强化。笔者通过多年的教学实践，总结了创设物理实验请境的一些方法，供大家参考。
一、情境设计与实验效果
物理实验的事实表明只有当学生被教师设计的实验情境所感染，思维进入预定情境之中时，实验才能取得预期的效果。例如，当一个“马德堡半球”呈现在没有情境准备的学生面前时，在学生的脑海中只能形成一个冷冰冰的球形铁制品视觉形象。这种孤立的视觉形象脱离了丰富的内涵，它既不能激发观察者的兴趣，更不能激发观察者丰富的联想。观察者在心灵深处的感受是非常微弱的。但是，如果教师先介绍发生在1654年德国马德堡市验证大气压存在的惊人实验后，再呈现“马德堡半球”，它在学生的视觉中就成了一个富有传奇色彩的、生动活泼的历史见证物。
当然，实验情境的设置，不仅在于历史的陈述，更重要、更大量的是知识背景的铺垫。只有当演示实验情境与学生原有认知结构紧密相联，并相互作用时，实验所要观察的现象、探索的规律、验证的结论，才能牢牢拴在原有认知结构的锚链上，才能转化为知识和能力。作为教学、实验本身只是一种手段，教师应通过各种途径有效地创设实验情境，从而使实验成为整个教学过程的有机部分，赋予生硬的器材以勃勃生气，单调的实验才能具有丰富的色彩，实验效果也自在其中了。
二、创设实验情境的几种方法
实验情境的创设实质上是一种背景设置，情景铺垫，是一种思维与情感的激发所作的准备，目的是使学生进入特定的学习状态。有鉴于此，实验教学中情境的设计主要有以下几种方法。
1.应用史实设计实验情境
物理教学中的许多实验在历史上有着特定的地位，在科学发展中起过特定的作用，科学家们为此曾付出大量的、艰辛的劳动。比如上面提到的马德堡半球实验，还有放射线的发现、焦耳热功当量实验等等。这些实验事实与丰富多彩的历史背景相结合，可以使实验教学更具有趣味性。例如在“阿基米德定律实验”展开之前，首先应用历史史料设计实验情境，比如介绍“曹冲称象”这一有趣的史实，并根据“曹冲称象”揭示船的吃水深度→排水量→船与石头的质量关系之间的特定联系，从而为阿基米德定律实验的展开奠定了情境基础。
2.运用“问题”设计实验情境
中学物理实验教学，以验证性实验居多。其教学目的除了验证物理定律以加深理解之外，主要是为了理解、深化及运用物理概念。概念的心理动力是思维，而思维源于矛盾，因而在演示实验前后以及过程中，制造矛盾，提出疑问，主动联想，是设计实验情境的又一种方法。当然，这些问题的设计，应该围绕实验主体教学的实质展开，即为什么要进行这种实验，进行这种实验所要达到的目的，借以激发学生思考，促使学生的思维从疑问开始，在联想和想象中活跃，在获得正确答案中发展，最后在具体实验验证过程中及结果中到得强化，从而完成一个层次的认识。
为了使学生建立正确的概念，实验教学中可设计这样的实验：
(1)用弹簧秤分别挂起同体积的铁块和铝块浸入水中，要求学生观察弹簧秤示数，并提问说明什么？
(2)用弹簧秤挂铁块徐徐浸入水中，让学生注意观察弹簧秤示数变化，待铁块全部浸入再置于不同深度，提问学生观察到什么？
(3)换用煤油或酒精重做上面的实验，让学生观察并回答液体密度不同弹簧秤示数有何不同？在其他有关实验中，也可以提出相应的问题，并通过实验过程加以验证。例如，提出“空气有没有质量？能否称出空气的质量呢？磁铁能够吸引铁块，铁块也能吸引磁铁吗？”这些问题源于生活实际，但又往往被人们熟视无睹或与常规生活经验相悖，这就更使即将展开的实验笼罩上一层趣味的“灵光”。
三、揭示实验知识体系的内在联系，设计实验情境
随着实验教学的深入，学生不仅需要富有趣味的史料与问题启示，借以烘托实验主体，更需要揭示知识体系之间的内在联系。这种联系正是新实验的认知基础，而新实验又为知识体系添新的素材，为学生的认知思维注入新的活力。例如，物理教材“电磁感应”一章中，通过六个电磁感应现象演示实验总结出感应电流产生的条件是“闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动”。在具体教学过程中，有经验的教师在演示“磁铁不动，线圈运动，有感应电流产生”之后，启发学生运用运动学中“相对运动”的知识来思考、推理第二个演示实验。事实证明，大多数学生能从第一演示实验推理出：“线圈不动，磁铁运动，同样有感应电流产生。”有了这个判断，教师再加以演示验证，实验效果就非常明显。接着，教师让学生思考第三个实验，即磁铁和线圈一起运动，有没有感应电流？学生的思维由于受到第二个实验的激励，积极性会进一步提高。用同样的方法来处理后面三个实验，学生的思维逐步激活，进入丰富的联想空间，最终得到结论：“闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，电路中就有感应电流产生。”
关于实验情境设计，还有许多方法需要探讨。本文旨在抛砖引玉，希望更多的同行研究这个问题。