我们演示的物理现象，一般都以复合刺激物的形式呈现出来，客体的不同成分对学生的刺激作用也不尽相同。值得注意的是，一些表现本质特征的现象往往不一定以强刺激的形式出现，而表现非本质特征的现象倒有可能给学生以较强的刺激，从而直接影响了演示实验的教学效果。要解决这个问题，一个有效的方法就是运用实验变式，根据不同的教学要求，适当调控多种成分的刺激量，合理分配学生的注意力，从而帮助他们准确地把握事物的本质特征。
可供采用的实验变式很多，下面举例择要说明。
①互补性实验。
在演示电容器的充放电现象时，我们就采用了这种方法：先把日光灯电容器接入直流高压电源充电，取下后短路放电，学生在看到耀眼的闪光时，还同时听到了尖脆的声响，再取一只电解电容器，充电后与音乐片相连，奏出了悠扬悦耳的乐曲声；最后将大型示教电流表接入电容器的充放电回路，观察电流大小和方向的变化。这三次演示的现象各具特色：第一次声光并茂、形象直观；第二次余音缭绕、兴味盎然；第三次则过程精细、便于分析。它们又都紧紧围绕电容器充放电这个中心，不仅丰富了观察内容，而且产生了协同互补的效应，使学生对电容器的本质特性有了深刻的认识。
②对比性实验。
学生尽管已学过用电流表改装安培计和伏特计的原理，但对于前者要并联分流电阻，后者却要串联分压电阻，多半是知其然而不知其所以然。如果在进行电表改装的教学时，能辅以对比性实验，就可以解决此类问题。例如，要测量一只小灯泡在正常发光时的电流多大，我们先将电流表直接串入电路，随着电键短促闭合，电表指针就迅猛地撞击过去，这说明电流表不能测量较大电流。怎么办？不少学生出于保护电流表的考虑，往往首先会提出串接一个大电阻的方案。教师照此演示，结果电流表真是保护住了，但小灯泡却不发光了，学生从而懂得了这种“因噎废食”的做法并不可取。在此基础上，启发学生提出修正方案，给电流表并联一个小电阻，经演示，结果既保护了电表，又不影响用电器正常工作，这才是“两全其美”的正确方法。伏特计的改装也可采用类似的对比实验。
又如学习光的全反射，我们先让学生观察浸放在水中的一个“银色灯泡”，只见它银光闪闪，通体铮亮，显得与众不同，引起了学生很大的兴趣。然后将灯泡从水中取出，再让学生观察，他们才大呼上当，原来那不过是一只其貌不扬、普普通通的白炽灯泡，在引导学生运用全反射知识分析了银色灯泡的原理之后，我们又取来一只做过银镜反应的玻璃试管，它也同样银光四射，可与水中的银色灯泡相媲美，再要求学生分析比较两者的光学原理是否相同。通过前一次对比，可使学生对全反射的现象有个鲜明、强烈的感知，而后一次对比，则使他们对全反射的本质有了更为深刻的理解。
③矛盾性实验这类实验的特点，是通过变式手段，使实验中出现的现象与学生已有的知识相悖，或与预期的结果不符。实践表明，这样做有助于活跃气氛，加深印象，能取得很好的教学效果。例如演示声波干涉，从音频讯号源输出的同一讯号，通入两只分置于讲台两侧的扬声器中，让学生在座位上缓缓地摇晃身体，用单只耳朵仔细辨听，就可明显地感受到声波的干涉现象。这时，如果撤去其中一只扬声器，先问学生：还会发生干涉现象吗？他们几乎异口同声地表示了否定的意见。接着开启讯号发生器，叫学生重新辨听，结果居然也能清晰地听到强弱相同、分布有致的干涉现象。面对这意外情况，学生都投入于积极思考和热烈争辩之中。最终，大家透过“单只喇叭”这一非本质因素的干扰，认识到它发出的声波与经墙壁反射的声波同样满足频率相同、相差恒定的条件，从而突出了“相干波源”这个本质问题。
又如，用示教可拆变压器演示电流与匝数的关系。所用原副线圈的匝数之比是2∶1，但实际测得原线圈的电流反而要比副线圈的大得多，这时学生哄堂大笑，教师满脸尴尬。出现这种场面，学生倒是特别来劲，都七嘴八舌地议论开了，想要找出症结，为老师“排忧解难”。很快，有一位坐在前排的同学给我指出：变压器上方那段铁心还没有搁放上去呢！我赶紧弥补了这个疏忽，使铁心严密闭合，再重做实验，结果当然完全符合交流比关系。这时，索性“反守为攻”，要学生分析两次实验结果为何大不相同，从而突出了“理想变压器”这个关键条件。如果说这一次还属于无意的偶然失误，那么在下一堂课我就是有意的将错就错了。我觉得在实验教学中，我们不仅要求“一矢中的”，演示成功的实验，有时也不妨“歪打正着”，演示不成功的实验，让学生从反面去认识事物的本质面貌。
物理实验教学的改进与改革(二)
物理学是自然科学中以实验为基础的基础学科之一，因为物理学中任何规律的发现、理论的掌握、假设的验证都要靠实验来判断它的正确与否，可见实验在物理学中的地位。中学物理实验着重以培养学生的实验技能为主，实验技能不仅仅是使用各种仪器的能力，而且包括培养实验的一般修养。首先做实验要弄懂实验原理，按实验要求选择仪器，在实验中能够进行正确的操作、观察、读数和记录，事后能够正确地处理数据，分析误差产生的原因，并进而减小误差改进实验。
实验技能的主要培养途径是通过课堂上教师规范演示实验与学生独立学习实验有机结合及课外小实验小制作作有益补充。为了更好地发挥三者对学生实验技能的培养作用，华北工学院附中毛怀玉老师总结介绍的做法是：
“演示”与“操作”并行，强化印象
观察和实验是研究物理同时也是学好物理的基本方法。在教学中有些演示实验所需器材简单，故将一些演示实验有意识改为学生实验随堂操作进行是必要的。如八年级在研究平面镜成像规律时，给学生每人准备一块平面玻璃、两枚跳棋子(或两只小蜡烛)、橡皮泥和刻度尺。教师引导示范，学生边观察边实验，很快得出了平面镜成像规律：物与像分别以镜面为对称，所成像是一个“等大的正立的虚像”，同时提示学生物像左右有何关系？学生用橡皮泥在棋子一侧上做标记，得出了“物像左右倒置”的规律。在此全过程中学生思维活跃，精力集中，创造了一种近距离的物理意境。学生学得懂、记得清，印象深刻。有利于形成良好的学习品质，同时增强了学生的学习积极性，观察能力和实验操作能力也得到提高。
“验证”兼顾“探索”，增强兴趣
据美国心理学家布鲁纳发现法的理论，他认为：教学过程应是在教师的启发、引导下，让学生亲自去发现问题，探索问题，培养学生发现的习惯和能力。探索性实验可以极大地提高学生学习兴趣，通过实验也可使学生掌握研究物理规律的方法，从小培养科学的思维习惯、思想方法，对学生今后的成长会大有裨益。如初中讲解欧姆定律这一节时，我们采用了探索法来研究欧姆定律。在该节前学生已经学了电压，知道了电压是形成电流的外因，而且学会了用电压表测电压的方法；同时也学了电流概念以及用电流表测电流的方法。
并在该节前一节学了导体对电流的阻碍作用——电阻，电阻大小不仅跟导体本身内因有关(它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积)，同时也跟外因温度有关。因此引导学生分析，电流大小一定跟电压的大小、电阻的大小、温度高低多种因素有关。为了研究I跟U、R有何关系，必须排除温度的影响。故电阻选择了标准电阻圈(阻值不随温度而变)；要研究I跟U的关系，R必须保持不变；要研究I跟R的关系，必须保证U一定；学生根据此思路用探索法研究了电压、电流和电阻的关系，很快得出了I∝U，I∝1RI=UR。高中可将验证牛顿第二定律实验改为用探索法来定量研究a跟ΣF的关系及a跟m的关系，得出a∝ΣF(m一定)，a∝1M(ΣF一定)。最后导出ΣF=ma。使学生懂得了这种将一个多因素的问题转化为多个单因素问题的研究方法，是我们研究物理问题以及其它问题广泛采用的方法之一。
物理实验教学的改进与改革(三)
物理实验教学的改革，是物理教学改革的重要内容。为了更好地培养学生学习物理的兴趣，加强学生实验能力的训练，大连辽宁师范大学物理系张景泉老师潜心教学改革总结介绍的做法是：
变演示实验为学生实验
变演示实验为学生实验的目的有两条，一是为了提高演示效果，二是为了增加学生做实验的次数，培养学习兴趣，提高实验能力。
演示实验通常是教师做，学生看，但有很多实验学生根本看不清，特别是后边的学生，因此，常出现走过场的现象。变演示实验为学生实验，提高了学生的“参与”意识，做到手脑并用，不仅可以让学生充分地了解实验的内容，还可以多次重复，以增加“刺激量”，从而加深印象，巩固记忆。
变演示实验为学生实验的最大困难是教学仪器不足，如把大部分演示实验改为学生实验，所需的仪器量将是惊人的，各学校采取的方法不同，有的学校是自制一批教具，随堂发给学生，两人一组，有的是发动学生自己准备。例如在学习左手定则时，让学生自己准备两根自行车条，废喇叭上的磁环，再用香烟中的锡箔纸卷成一个圆筒，实验室再准备一些备用的马蹄形磁铁和导线，学生自备电池两节，还要一长条木板或硬纸壳和几个小钉。
上课时，让学生按老师的演示教具组成实验装置(最好在课前组装好)，并在老师指导下进行实验。根据多次实验的结果，总结出左手定则，然后，再用此规律去判断不同情况下电流的受力、磁场的方向或电流的方向等，并用手边的仪器进行验证。这种方法，总结规律时用的是实验探索法，应用规律时，用的是实验验证法。在实验过程中充分调动了学生的学习积极性，发挥了他们的主动钻研精神，对实验过程印象深，对实验结果记得牢，能够灵活运用已学知识解决问题，从而较好地培养了学生研究、分析、解决问题的能力。
扩展学生实验的内容
教学标准上规定的学生实验，都有一定的教学目的。从知识点上看，分布在一些重点知识上，从技能培养上看，是训练仪器的使用和研究问题的方法。为了更好地达到巩固知识和培养能力的目的，一些有经验的老师巧妙地在实验内容上进行了扩展，充分调动了学生的积极性和探索精神。
例如“测量凸透镜的焦距”的实验中，除完成标准规定内容外，又增做了下述实验：
①在实验中得到完整烛焰实像后，用一个不透明的纸壳分别遮住透镜的上半部、下半部、左半部、右半部、中心部分和直径两侧一定宽度，观察各次成像有何变化？
②将物体支架换成一个“T”形支架，并将一个小灯泡置于“T”形支架的一端，然后缓慢地转动支架时，观察当物体偏离透镜的主轴分别向左右运动时，像是如何运动和偏离主轴的？
当“T”形支架在竖直面内做偏离主轴的上下运动时，像又是如何运动？
③保持物和光屏位置不变，使透镜在竖直面内上下、左右振动，像的运动情况如何？保持透镜和屏的位置不动，让物体在竖直面内做上下、左右振动，问它的像如何振动？
④在上题若透镜不动，让一点光源沿主光轴方向做振幅不大的等幅振动，观察像点是否也做等幅振动？
⑤将物放在凸透镜前M点，则成像在N点，若保持透镜位置不动，而互换物和屏的位置，屏上是否还能成清晰的像？两次成像放大率有什么关系？
⑥圆柱体AB长4cm，如图1所示，沿主轴方向放在焦距为10cm的透镜二倍焦距上，问像的长度是否也为4cm？是否仍为圆柱体？
⑦如图2所示，将长为4cm的物体AB置于焦距为1m的凸透镜的二倍焦距处。
若物体以015m/s的速度移近凸透镜，观察像点A′B′的移动方向，并计算在3s内的平均速度。
⑧讨论题如何在一张底片上拍摄同一人的两个像？
通过上面补充的这些实验内容，培养了学生的实验兴趣，获得了很多生动活泼的知识和科学研究方法的锻炼。
增加新的演示实验
为了调动学生的学习积极性，或是为了克服教学中的难点，很多教师设计了各种演示实验。
在讲牛顿第三定律时，用教材中的磁极间相互作用来作实验，这在学生来说，早已司空见惯，引不起学生兴趣。于是，我们有的老师巧妙地设计了这样一个实验。拿一架天平，左盘放盛水的杯子，右盘放砝码，并调平衡。老师首先提出这样一个问题：“我把手指插入装水的杯子，但不接触杯底，天平还会平衡吗？”同学们多数回答：“仍平衡”。老师将手指插入水中后，但并未碰杯，发现天平突然向水杯一侧倾斜，这个出乎同学意外的事件，当即引起学生们的惊讶！这样的独出心裁的实验，一下子点破了本课的主题，生动、直观、耐人寻味，集中了学生的注意力，调动了学习积极性。
分子运动论中的分子受到斥力又受到引力的概念是比较抽象的，为使学生能够生动直观地理解这个知识，我们做了这样一件教具，如图3所示。两乒乓球间压缩了一个弹簧，使之产生斥力，同时用橡皮筋把两球拉紧，使之产生引力，当在平衡位置时，引力与斥力平衡。当两球距离小于r0时，斥力大于引力，则表现为斥力；当两球间距离大于r０时，引力大于斥力，则表现为引力。这样一个模型就把抽象的分子力概念，形象地摆在学生面前，克服了抽象性，增加了直观性，收到较好效果。
小实验和课后实验
为了提高学生的学习兴趣，提高学生的操作能力，有些学校开展了“五分钟小实验”和课后家庭实验，效果很好，值得推广。
“五分钟小实验”是指上课后头五分钟由学生完成的小实验，学生轮流进行表演并解释，实验内容在课前进行准备，可以从参考书上选取，也可由教师提供，要尽量结合本节课内容，也可以与本节课无关。例如，纸覆水杯的实验、打棋子、抽纸条、蜡烛跷跷板，都可由学生做，他们在课堂做完后，还可以回家给父母去表演。
课后小实验通常是结合教材进行的。目的是加深对教材内容的理解和培养学生利用已学知识去解决一些实际问题的能力，器材可由学校借或自己准备。
例如讲光的折射时，观察水杯中的硬币，如图4所示，同时让学生写出观察报告或小论文，以下这些题目是金州海滨中学八年级学生写的小论文的题目：
①水的神奇作用②碗底变浅了③水的奥妙④魔术式的小实验⑤有趣的实验⑥分币为什么又看见了小制作与小发明
