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新课程理念强调知识的构建过程，注重在物理实验中培养学生科学探究的能力.根据中学生的年龄特征，对物理实验教学进行优化，尽量做到生动直观，这不仅能让学生掌握了知识、激发学生学习物理的兴趣与求知欲望，更重要的是可以培养学生的探索精神、创新能力和科学素养，使实验教学在课堂教学中发挥独特的魅力.
1 选择贴近学生生活的实验，深化学生原有的认识
在“变阻器”这节课引入时，利用学生生活中常见的调光台灯、收音机来引入课题，将这一节要学的内容与学生原有的经验认识联系起来.
师：调节台灯上的旋钮，同学们看到台灯亮度在改变；调节收音机上的旋钮，听到收音机音量在改变.同学们想知道这是怎么回事吗？
生：（思考、困惑）
师：刚刚调节的这两个旋钮，就是我们今天要一起学习的内容：变阻器.
如果实验所用的材料是学生所熟悉的，就会使学生感觉到亲切，较容易克服思维障碍，能较好地达到实验的目的；调节台灯亮度、调节收音机音量这是来源于学生原有的生活经验，平时自己理所当然的操作却不知为什么，这又让他们形成思维冲突，引发学生思考，学生自然就对本节课接下来的内容产生很大的兴趣.利用学生的生活经验和原有认识创设情境，能激发学生学习的兴趣和热情，启发学生思维.
2 利用层层推进的设计，引导学生参与科学思维过程
先让学生动手实验，在他们获得相关感性材料后，教师进行层层推进的设问，一步步引导学生参与科学思维过程.例如针对滑动变阻器的原理，笔者对这一环节作了如下设计.
师：请同学们利用所给器材来改变小灯泡的亮度，提供的器材有：干电池、小灯泡、开关、铅笔芯等等，大家动手试试看.
生：（动手实验）
师：我先来问问这个小组看看，请问你们小组改变了小灯泡的亮度了吗？
生：改变了.
师：能告诉大家，你们小组所用的方法吗？
生：将铅笔芯串联接入电路，用导线夹在铅笔芯上滑动，就可以改变灯泡的亮度.
师：能给大家演示一下，让这个灯泡逐渐变亮吗？
生：（演示）
师：你知道刚才灯泡为什么会变亮呢？
生：导线夹在铅笔芯上滑动时，导体接入电路的长度在变短，接入电路的电阻在变小，电路中电流在变大，所以灯泡变亮.
师：像这样通过改变电阻来控制电流的装置叫变阻器.
师：刚才实验中铅笔芯、导线夹就可以看成是一个简易的变阻器，在实际电路中，就用这样一个简易变阻器来改变电路中的电流，有哪些缺陷或需要改进的地方？
生1：铅笔芯容易断.
生2：铅笔芯易磨损.
师：请大家开动脑筋，想象一下，现在你就是设计师，针对同学们对这个简易变阻器提出的问题如何进行改进，来制作一个既实用又耐用的仪器.
首先针对铅笔芯易断这个问题，我们如何改进？
生：可以换用电阻丝.
师：改用相同长度的电阻丝接入电路，我们发现，在解决刚才的问题的同时，又有了新问题，灯泡的亮度变化不明显，要想灯泡亮度变化明显，应该怎么办？
生：可以选用更长的电阻丝.
师：更长的电阻丝可以让灯泡亮度变化明显，但携带、滑动都不方便，怎么办？
生：绕起来，绕成线圈.
师：大家的想法很好，实验室中的滑动变阻器就是在这些想法的基础上设计制作出来的.
在这个环节，学生完成“改变小灯泡的亮度”的实验并不困难，可让他们回答亮度改变的原因却有些困难，有的教师急于求成，省去中间层层推进的引导，学生无法回答最终问题，形成结论的过程只能由教师自己包办，甚至还简单“搬出”结论，让学生“记住”.这样做的结果是学生的认识往往还停留在感性阶段，或者感性的材料和理性的结论在他们的头脑中，还处于“分离”状态.所以，在学生实验操作的基础上，教师应以启发性的提问，引导学生对观察到的现象展开分析、讨论、交流，让他们试着归纳，并由他们自己得出结论.
3 根据学生特点，合理安排教学内容
对于所教课程，教师必须首先明确“为什么教”、“教什么”、“怎么教”，让学生知道“学什么”、“为什么学”、“怎么学”，不能照搬教材，教师应该根据学科内容和学生的学习特点，精选教学内容，精心设计教学目标.
本节在介绍滑动变阻器结构时，教材是直接列出五个主要部件：支架、滑片、金属杆、瓷管、电阻丝，这样简单的认识，不足以让学生了解滑动变阻器的结构，所以，笔者将这部分的内容作了如下调整.
师：先请同学们观察手中的滑动变阻器，再来观看一段微视频，是滑动变阻器的组装过程，来帮助大家更好地了解滑动变阻器的结构.
（播放视频）
视频内容：先介绍已经拆卸下来并分开放置的几个主要部件，然后展示组装过程：第一步：先将电阻丝的一端固定在瓷管的一端接线柱上，再将电阻丝紧密的绕在瓷管上，最后将电阻丝的末端固定在瓷管的另一端接线柱上；第二步：先将滑片套在金属杆上，再将金属杆和瓷管安装在支架上；第三步：将电阻丝与滑片接触部位的绝缘漆刮去.
师：你们知道，在刚才的视频中，所用的电阻丝外部为什么要涂有绝缘漆？用小刀将与滑片接触处的电阻丝表面的绝缘漆刮去的目的是什么？
做这样调整的主要目的是让学生熟悉滑动变阻器的构造，因为学生动手组装的难度太大，教师当堂组装时间又不允许，所以就产生了将这一段的内容通过微视频的形式呈现这一想法.课堂时间是有限的，若实验设计时间过长，会影响教学任务的完成，学生注意力也容易分散；时间过短，学生看不清楚实验现象.因此，需要对费时的实验进行改进.微视频的好处是，组装过程中长时间的重复绕线可以通过剪辑来缩短时间，这样在短短2分钟的视频里可以完整地展现滑动变阻器组装的全过程，而且拍摄的特写镜头也让学生观看起来更清楚明了.学生只有真正地了解滑动变阻器的构造，才会使用滑动变阻器.
4 倡导探究性教学，培养学生的创新意识
探究性学习的最终目的是要学生掌握科学研究的方法，问题探究的方法和途径应设计得较为模糊，并适当发散，让学生需要通过自行努力或同学间的合作，一步一步得到结论.学生在探究学习的过程中，能够大胆地怀疑，提出问题，探讨解决问题的方案，对不同的结果进行分析，培养学生创新意识和创造能力.
在学习“使用滑动变阻器”这一环节时，滑动变阻器的接法要靠学生去探究，在实验中，学生尝试各种接法后小结滑动变阻器使用时正确的接法是怎样的.在这一环节，教师只是简单地询问，将探究的空间留给学生.
师：利用滑动变阻器来改变电流，滑动变阻器有四个接线柱，如果只选其中两个接入电路，可能有哪几种接法？请同学试试看.
生：（进行实验）
师：从刚才的实验，你对使用滑动变阻器有什么发现？
在这个实验中，教师不需要将实验步骤细化到：四个接线柱中先接哪两个，只需要发挥学生的主动性和积极性，放手让学生尝试，学生经过尝试后，自然而然就能发现规律，总结出要想改变电路中的电流，滑动变阻器接入电路的方法.在这样一个过程中，学生通过实验、观察、归纳总结物理规律，训练实验技能，学生的科学素养才能得到提高.
总之，对实验教学设计的优化，是教改的需要，也是提高教师教育教学水平、培养学生创新能力和科学素养的需要.
1 选择贴近学生生活的实验，深化学生原有的认识
在“变阻器”这节课引入时，利用学生生活中常见的调光台灯、收音机来引入课题，将这一节要学的内容与学生原有的经验认识联系起来.
师：调节台灯上的旋钮，同学们看到台灯亮度在改变；调节收音机上的旋钮，听到收音机音量在改变.同学们想知道这是怎么回事吗？
生：（思考、困惑）
师：刚刚调节的这两个旋钮，就是我们今天要一起学习的内容：变阻器.
如果实验所用的材料是学生所熟悉的，就会使学生感觉到亲切，较容易克服思维障碍，能较好地达到实验的目的；调节台灯亮度、调节收音机音量这是来源于学生原有的生活经验，平时自己理所当然的操作却不知为什么，这又让他们形成思维冲突，引发学生思考，学生自然就对本节课接下来的内容产生很大的兴趣.利用学生的生活经验和原有认识创设情境，能激发学生学习的兴趣和热情，启发学生思维.
2 利用层层推进的设计，引导学生参与科学思维过程
先让学生动手实验，在他们获得相关感性材料后，教师进行层层推进的设问，一步步引导学生参与科学思维过程.例如针对滑动变阻器的原理，笔者对这一环节作了如下设计.
师：请同学们利用所给器材来改变小灯泡的亮度，提供的器材有：干电池、小灯泡、开关、铅笔芯等等，大家动手试试看.
生：（动手实验）
师：我先来问问这个小组看看，请问你们小组改变了小灯泡的亮度了吗？
生：改变了.
师：能告诉大家，你们小组所用的方法吗？
生：将铅笔芯串联接入电路，用导线夹在铅笔芯上滑动，就可以改变灯泡的亮度.
师：能给大家演示一下，让这个灯泡逐渐变亮吗？
生：（演示）
师：你知道刚才灯泡为什么会变亮呢？
生：导线夹在铅笔芯上滑动时，导体接入电路的长度在变短，接入电路的电阻在变小，电路中电流在变大，所以灯泡变亮.
师：像这样通过改变电阻来控制电流的装置叫变阻器.
师：刚才实验中铅笔芯、导线夹就可以看成是一个简易的变阻器，在实际电路中，就用这样一个简易变阻器来改变电路中的电流，有哪些缺陷或需要改进的地方？
生1：铅笔芯容易断.
生2：铅笔芯易磨损.
师：请大家开动脑筋，想象一下，现在你就是设计师，针对同学们对这个简易变阻器提出的问题如何进行改进，来制作一个既实用又耐用的仪器.
首先针对铅笔芯易断这个问题，我们如何改进？
生：可以换用电阻丝.
师：改用相同长度的电阻丝接入电路，我们发现，在解决刚才的问题的同时，又有了新问题，灯泡的亮度变化不明显，要想灯泡亮度变化明显，应该怎么办？
生：可以选用更长的电阻丝.
师：更长的电阻丝可以让灯泡亮度变化明显，但携带、滑动都不方便，怎么办？
生：绕起来，绕成线圈.
师：大家的想法很好，实验室中的滑动变阻器就是在这些想法的基础上设计制作出来的.
在这个环节，学生完成“改变小灯泡的亮度”的实验并不困难，可让他们回答亮度改变的原因却有些困难，有的教师急于求成，省去中间层层推进的引导，学生无法回答最终问题，形成结论的过程只能由教师自己包办，甚至还简单“搬出”结论，让学生“记住”.这样做的结果是学生的认识往往还停留在感性阶段，或者感性的材料和理性的结论在他们的头脑中，还处于“分离”状态.所以，在学生实验操作的基础上，教师应以启发性的提问，引导学生对观察到的现象展开分析、讨论、交流，让他们试着归纳，并由他们自己得出结论.
3 根据学生特点，合理安排教学内容
对于所教课程，教师必须首先明确“为什么教”、“教什么”、“怎么教”，让学生知道“学什么”、“为什么学”、“怎么学”，不能照搬教材，教师应该根据学科内容和学生的学习特点，精选教学内容，精心设计教学目标.
本节在介绍滑动变阻器结构时，教材是直接列出五个主要部件：支架、滑片、金属杆、瓷管、电阻丝，这样简单的认识，不足以让学生了解滑动变阻器的结构，所以，笔者将这部分的内容作了如下调整.
师：先请同学们观察手中的滑动变阻器，再来观看一段微视频，是滑动变阻器的组装过程，来帮助大家更好地了解滑动变阻器的结构.
（播放视频）
视频内容：先介绍已经拆卸下来并分开放置的几个主要部件，然后展示组装过程：第一步：先将电阻丝的一端固定在瓷管的一端接线柱上，再将电阻丝紧密的绕在瓷管上，最后将电阻丝的末端固定在瓷管的另一端接线柱上；第二步：先将滑片套在金属杆上，再将金属杆和瓷管安装在支架上；第三步：将电阻丝与滑片接触部位的绝缘漆刮去.
师：你们知道，在刚才的视频中，所用的电阻丝外部为什么要涂有绝缘漆？用小刀将与滑片接触处的电阻丝表面的绝缘漆刮去的目的是什么？
做这样调整的主要目的是让学生熟悉滑动变阻器的构造，因为学生动手组装的难度太大，教师当堂组装时间又不允许，所以就产生了将这一段的内容通过微视频的形式呈现这一想法.课堂时间是有限的，若实验设计时间过长，会影响教学任务的完成，学生注意力也容易分散；时间过短，学生看不清楚实验现象.因此，需要对费时的实验进行改进.微视频的好处是，组装过程中长时间的重复绕线可以通过剪辑来缩短时间，这样在短短2分钟的视频里可以完整地展现滑动变阻器组装的全过程，而且拍摄的特写镜头也让学生观看起来更清楚明了.学生只有真正地了解滑动变阻器的构造，才会使用滑动变阻器.
4 倡导探究性教学，培养学生的创新意识
探究性学习的最终目的是要学生掌握科学研究的方法，问题探究的方法和途径应设计得较为模糊，并适当发散，让学生需要通过自行努力或同学间的合作，一步一步得到结论.学生在探究学习的过程中，能够大胆地怀疑，提出问题，探讨解决问题的方案，对不同的结果进行分析，培养学生创新意识和创造能力.
在学习“使用滑动变阻器”这一环节时，滑动变阻器的接法要靠学生去探究，在实验中，学生尝试各种接法后小结滑动变阻器使用时正确的接法是怎样的.在这一环节，教师只是简单地询问，将探究的空间留给学生.
师：利用滑动变阻器来改变电流，滑动变阻器有四个接线柱，如果只选其中两个接入电路，可能有哪几种接法？请同学试试看.
生：（进行实验）
师：从刚才的实验，你对使用滑动变阻器有什么发现？
在这个实验中，教师不需要将实验步骤细化到：四个接线柱中先接哪两个，只需要发挥学生的主动性和积极性，放手让学生尝试，学生经过尝试后，自然而然就能发现规律，总结出要想改变电路中的电流，滑动变阻器接入电路的方法.在这样一个过程中，学生通过实验、观察、归纳总结物理规律，训练实验技能，学生的科学素养才能得到提高.
总之，对实验教学设计的优化，是教改的需要，也是提高教师教育教学水平、培养学生创新能力和科学素养的需要.