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中学物理教学离不开演示实验和学生实验。加强物理实验教学可以帮助学生形成概念，理解和巩固物理知识，又能提高学生学习物理的积极性，激发学生学习物理的兴趣，获得物理实验技能。物理实验也是验证物理理论的尺度，在培养学生研究科学的方法和形成辩证唯物主义世界观中起重要的作用。因此，在物理教学中，在抓好课本的演示实验的基础上，进一步根据学生的实际问题结合教材的有关知识设计某些物理演示实验和学生实验，是提高物理教学质量的一个课题。现就对有关设计和改进物理实验内容方面谈一点看法。
一、根据疑难设计一些有针对性的实验
学生在学习物理时，往往在某些章节的内容上遇到困难，原因之一就是虽能看到一些表观的物理现象，但是对其潜在的物理过程缺乏具体的感知，这就妨碍了对问题的细致分析和深入认识，在学习中造成心理障碍。例如初中物理光学中“光的直线传播”是基础，其条件“在均匀介质中”则是本节不可回避的重点。由于学生知识所限，教师讲解不宜过深，大多数同学对“均匀”、“不均匀”缺乏理解和比较，对该条件的重要性缺乏认识。针对这种情况，我们在教学中要找出学生在学习上产生困难的症结之处，想办法用物理实验使其显示出来，学生通过物理实验的观察，能顺利地理解和掌握有关的学习内容。我们在教学中做了这样的处理。首先以空气这种物质为例，介绍通常情况下空气是均匀的，但在受热等特殊环境下是不均匀的，然后以图1所示装置进行演示：
1 用铁架台固定一激光电筒，打开开关，让其在屏幕上或教室墙壁醒目处(后墙最佳)投一光斑，观察光斑位置。由于光此时经过的介质——空气是均匀的，所以沿直线传播，光斑静止不动。
2 将点燃的酒精灯放置在激光传播路径的正下方。观察光斑位置有何变化，光在此时经过的介质——空气不再是均匀的，因而不再沿原来的直线传播，发生微小偏折，且随火焰的跳动，空气的不均匀程度不断变化，于是，看到光斑在原来位置跳动不定。
3 移出酒精灯，再观察光斑，光斑又恢复原状。通过对比不难得出“光在均匀介质中是沿直线传播”的结论，而其中“在均匀介质中”的条件是必不可少的。
此实验简单，现象明显，很能吸引学生的思维，加深了对重点的理解，实验也很好地揭示了夜晚星星“眨眼”的奥秘，同时还为学生理解下一章“光的折射”中的“早晨太阳还在地平线以下我们就看到了它”及“海市蜃楼”打下了基础。
二、以认识规律，设计引入性实验
初中学生年龄一般在13—15岁之间，尚处在少年时期。心理学告诉我们，少年期抽象逻辑思维的发展虽然占有主要的地位，但具体形象思维仍起重要的作用。针对这些特点，上新课时，可巧妙地设计和选择一些有趣的小实验，首先“表演”一次，可迅速集中学生注意力，把学生情绪激发到兴奋状态，有利于新课的教学。
1 在讲物体的惯性时，可演示“巧打鸡蛋”实验。
器材：玻璃茶杯(内装三分之二的水)一个，长方形塑料板一块，鸡蛋一个，小木棒一根。
方法：将塑料板放在盛有水的玻璃茶杯上，盛水的目的是不让鸡蛋落下损坏茶杯。小心地把鸡蛋平稳地放在塑料板上，用木棒果断有力地敲击塑料板，此时，塑料板被打飞，鸡蛋却竖直落入杯中。看完这一表演，学生的心情由紧张(怕摔坏鸡蛋)变为激动，注意力被吸引住了，聚精会神地听老师讲解新课。
2 讲平面镜成像时，可演示“魔术蜡烛”实验。
器材：带底座的平板玻璃一块，等高相同的蜡烛两支。
方法：把平板玻璃正对学生放在教师讲桌中央，在玻璃的对称直线上且与玻璃等距处，前后各直立一支蜡烛，用火点燃前边(靠学生的一边)那支蜡烛，学生会看到后边那支蜡烛同时燃了起来。这一奇怪现象，使学生兴奋起来。
新课完毕，学生已有平面镜成像的基本原理，教师再次点燃蜡烛。随后拿走玻璃，学生会恍然大悟。
3 设计和选择引入新课的实验应注意三性：
A 科学性：设计和选择引入新课的实验要围绕培养学生学习的兴趣，开发智力，培养能力，提高教学质量这个中心。因此，引入新课的实验，一要紧扣教材内容，二要原理正确有科学性。反对为实验而实验，做那些哗众取宠而与课文内容毫无关系的实验。
B 趣味性：由于引入新课的实验兼有吸引学生注意力的功能，所以这些实验应具备一定的趣味性。
C 时间性：一堂课的时间短暂，因此，引入新课的实验时间不宜过长，一般以不超过3—5分钟为好，以免影响教学任务的完成。
三、设计探索性实验，培养学生创造性思维
我们在教学实践中，通过积极探索培养学生物理创造性思维能力的“引导——探索——实验一掌握”教学模式，把验证性实验改为探索性实验，充分发挥学生的主体作用，努力做到课本让学生看，实验让学生做，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生析。例如：弹簧伸长与力关系F=kx，可以设计为探索性实验。在过程中，引导学生设计实验、改进方法、分析误差，让学生在动手中掌握知识，以培养学生的动手能力，科学探索能力，和获取信息、传递信息、处理信息的能力。
再如，在测电流计内阻的实验中，我们有意识地把这一实验改为设计探索性实验，通过教师引导，由学生自己设计一些实验电路来完成实验。一些学生从教材中介绍的方法得到启发，发挥自己的创造性思维，设计了多种实验方案，如有的用“替代法”来测，方法如下：先将待测电流计G与另一灵敏电流计G。按图2-(a)所示电路串联起来，调节滑动变阻器的滑片P，使G0满偏，再用一个电阻箱(标准电阻)R0取代待测电流计G，其电路如图2-(6)所示，保持滑动变阻器R的电阻值不变，逐渐调节电阻箱的电阻值，使之由大变小，直到灵敏电流计G0满偏。此时电阻箱的读数值就等于待测电流计G的内阻。有的学生还设计了如图2-(c)的实验电路，实质上就是创造性地把图2-(a)、(6)两个电路合并为一个，先把单刀双掷开头拨到“1”位置，调节R的滑片P，使G0满偏，然后把K拨到“2”位置，保持R不变，调节电阻箱风电阻值，直到G0恢复满偏，此时电阻箱R0的读数值即为待测电流计G的阻值。
在该实验中，学生设计了多种实验方案，其中都闪烁着创造思维的火花。老师再对学生提出的各种方案组织学生通过讨论、辩析，对合适的加以肯定，不恰当的指出问题，对无法完成的方案说明原因。这类实验不但锻炼了学生的实验能力，而且有效地训练了学生思维的灵活性，达到培养学生创造性思维的目的。
总之，对物理实验的设计和改进，调动了学生的主体意识，强化了学生的自我反馈过程，增强了他们从事科学研究和思维发展的自我鉴控，对开发学生的智力是有利的。
一、根据疑难设计一些有针对性的实验
学生在学习物理时，往往在某些章节的内容上遇到困难，原因之一就是虽能看到一些表观的物理现象，但是对其潜在的物理过程缺乏具体的感知，这就妨碍了对问题的细致分析和深入认识，在学习中造成心理障碍。例如初中物理光学中“光的直线传播”是基础，其条件“在均匀介质中”则是本节不可回避的重点。由于学生知识所限，教师讲解不宜过深，大多数同学对“均匀”、“不均匀”缺乏理解和比较，对该条件的重要性缺乏认识。针对这种情况，我们在教学中要找出学生在学习上产生困难的症结之处，想办法用物理实验使其显示出来，学生通过物理实验的观察，能顺利地理解和掌握有关的学习内容。我们在教学中做了这样的处理。首先以空气这种物质为例，介绍通常情况下空气是均匀的，但在受热等特殊环境下是不均匀的，然后以图1所示装置进行演示：
1 用铁架台固定一激光电筒，打开开关，让其在屏幕上或教室墙壁醒目处(后墙最佳)投一光斑，观察光斑位置。由于光此时经过的介质——空气是均匀的，所以沿直线传播，光斑静止不动。
2 将点燃的酒精灯放置在激光传播路径的正下方。观察光斑位置有何变化，光在此时经过的介质——空气不再是均匀的，因而不再沿原来的直线传播，发生微小偏折，且随火焰的跳动，空气的不均匀程度不断变化，于是，看到光斑在原来位置跳动不定。
3 移出酒精灯，再观察光斑，光斑又恢复原状。通过对比不难得出“光在均匀介质中是沿直线传播”的结论，而其中“在均匀介质中”的条件是必不可少的。
此实验简单，现象明显，很能吸引学生的思维，加深了对重点的理解，实验也很好地揭示了夜晚星星“眨眼”的奥秘，同时还为学生理解下一章“光的折射”中的“早晨太阳还在地平线以下我们就看到了它”及“海市蜃楼”打下了基础。
二、以认识规律，设计引入性实验
初中学生年龄一般在13—15岁之间，尚处在少年时期。心理学告诉我们，少年期抽象逻辑思维的发展虽然占有主要的地位，但具体形象思维仍起重要的作用。针对这些特点，上新课时，可巧妙地设计和选择一些有趣的小实验，首先“表演”一次，可迅速集中学生注意力，把学生情绪激发到兴奋状态，有利于新课的教学。
1 在讲物体的惯性时，可演示“巧打鸡蛋”实验。
器材：玻璃茶杯(内装三分之二的水)一个，长方形塑料板一块，鸡蛋一个，小木棒一根。
方法：将塑料板放在盛有水的玻璃茶杯上，盛水的目的是不让鸡蛋落下损坏茶杯。小心地把鸡蛋平稳地放在塑料板上，用木棒果断有力地敲击塑料板，此时，塑料板被打飞，鸡蛋却竖直落入杯中。看完这一表演，学生的心情由紧张(怕摔坏鸡蛋)变为激动，注意力被吸引住了，聚精会神地听老师讲解新课。
2 讲平面镜成像时，可演示“魔术蜡烛”实验。
器材：带底座的平板玻璃一块，等高相同的蜡烛两支。
方法：把平板玻璃正对学生放在教师讲桌中央，在玻璃的对称直线上且与玻璃等距处，前后各直立一支蜡烛，用火点燃前边(靠学生的一边)那支蜡烛，学生会看到后边那支蜡烛同时燃了起来。这一奇怪现象，使学生兴奋起来。
新课完毕，学生已有平面镜成像的基本原理，教师再次点燃蜡烛。随后拿走玻璃，学生会恍然大悟。
3 设计和选择引入新课的实验应注意三性：
A 科学性：设计和选择引入新课的实验要围绕培养学生学习的兴趣，开发智力，培养能力，提高教学质量这个中心。因此，引入新课的实验，一要紧扣教材内容，二要原理正确有科学性。反对为实验而实验，做那些哗众取宠而与课文内容毫无关系的实验。
B 趣味性：由于引入新课的实验兼有吸引学生注意力的功能，所以这些实验应具备一定的趣味性。
C 时间性：一堂课的时间短暂，因此，引入新课的实验时间不宜过长，一般以不超过3—5分钟为好，以免影响教学任务的完成。
三、设计探索性实验，培养学生创造性思维
我们在教学实践中，通过积极探索培养学生物理创造性思维能力的“引导——探索——实验一掌握”教学模式，把验证性实验改为探索性实验，充分发挥学生的主体作用，努力做到课本让学生看，实验让学生做，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生析。例如：弹簧伸长与力关系F=kx，可以设计为探索性实验。在过程中，引导学生设计实验、改进方法、分析误差，让学生在动手中掌握知识，以培养学生的动手能力，科学探索能力，和获取信息、传递信息、处理信息的能力。
再如，在测电流计内阻的实验中，我们有意识地把这一实验改为设计探索性实验，通过教师引导，由学生自己设计一些实验电路来完成实验。一些学生从教材中介绍的方法得到启发，发挥自己的创造性思维，设计了多种实验方案，如有的用“替代法”来测，方法如下：先将待测电流计G与另一灵敏电流计G。按图2-(a)所示电路串联起来，调节滑动变阻器的滑片P，使G0满偏，再用一个电阻箱(标准电阻)R0取代待测电流计G，其电路如图2-(6)所示，保持滑动变阻器R的电阻值不变，逐渐调节电阻箱的电阻值，使之由大变小，直到灵敏电流计G0满偏。此时电阻箱的读数值就等于待测电流计G的内阻。有的学生还设计了如图2-(c)的实验电路，实质上就是创造性地把图2-(a)、(6)两个电路合并为一个，先把单刀双掷开头拨到“1”位置，调节R的滑片P，使G0满偏，然后把K拨到“2”位置，保持R不变，调节电阻箱风电阻值，直到G0恢复满偏，此时电阻箱R0的读数值即为待测电流计G的阻值。
在该实验中，学生设计了多种实验方案，其中都闪烁着创造思维的火花。老师再对学生提出的各种方案组织学生通过讨论、辩析，对合适的加以肯定，不恰当的指出问题，对无法完成的方案说明原因。这类实验不但锻炼了学生的实验能力，而且有效地训练了学生思维的灵活性，达到培养学生创造性思维的目的。
总之，对物理实验的设计和改进，调动了学生的主体意识，强化了学生的自我反馈过程，增强了他们从事科学研究和思维发展的自我鉴控，对开发学生的智力是有利的。