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物理，是一门以观察和实验为基础的自然科学。新课程标准在物理实验教学中尤其要重视科学探究，借助这些方法帮助学生对物理知识透彻理解、牢固掌握和灵活运用。通过创新性的实验设计和对教材已有实验的改进，可以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。以“感应电流的方向”的教学为例，师生共同努力，改革了原有的实验设计，取得了很好的学习成效。
一、楞次定律原有的实验方案
“感应电流的方向”这节课重点就是让学生对楞次定律进行探究、理解和应用。一般情况下，对“楞次定律探究”的教学是这样设计的：
1.创设情境，复习引入
问题一：电流计指针偏转方向与通入电流的关系？
【实验一】探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系。
师：如何才能知道指针偏转方向与电流进入方向之间的关系？是否可以通过实验来确定呢？
【学生实验1】学生按图接好电路，探究指针偏转方向与电流进入方向之间的关系，并完成下表。
[电流进入方向＼&电流从“+”（右）接线柱进入＼&电流从“-”（左）接线柱进入＼&指针偏转方向＼&向右＼&向左＼&]
结论：电流从何方流入指针就向何方偏转。
问题二：感应电流产生的条件？
【实验二】感应电流产生的条件：
师：在上述实验中，我们已经得出感应电流产生的条件是什么？
生：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。
师：磁铁插入与抽出时，指针偏转的方向相同吗？指针左偏与右偏意味着什么呢？
生：不同。指针偏转不同，表明电路中的电流方向不同。
问题三：怎样判断通电螺线管中的电流方向？
师：怎样判断通电螺线管中的电流方向呢？
生：根据电流计指针的偏转方向和螺线管上的导线绕向来判断。
问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？
师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？
生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。
师：那么感应电流的方向是否遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。
2.确定课题，分组探究
【学生实验2】学生按图接好电路，做实验并填附表。
3.分组总结，难点依旧
描述实验现象，填表。讨论回答：
师：穿过闭合回路的磁通量的增减会导致什么结果？
生：有感应电流产生。
师：感应电流又会产生什么？
生：会产生感应磁场。
师：那么这两个磁场的方向之间有什么关系呢？请大家分成两组来回答。
【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程。
（1）N级向下插入→原磁场方向 向下→磁通量 增加→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相反 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
（2）S级向下插入→原磁场方向 向上→磁通量 增加→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相反 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。
（1）N级向下拔出→原磁场方向 向下→磁通量 减小→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相同 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
（2）S级向下拔出→原磁场方向 向上→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相同 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
结论：“增反减同”，即：
师：俄国物理学家楞次通过研究，早在1833年就总结出判定感应电流方向的方法，其内容为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，由此得出了楞次定律。
在这个教学过程中，学生的学习效果如何呢？实际教学中，学生共分成八个小组，其中有三个小组的实验表格不清楚怎么填而求助于教师，三个小组的表格填了一部分，而只有两个小组在参照课本的情况下填得比较好。这说明，虽然在教学中运用了各种物理学方法，但并没有有效地帮助学生理解物理学知识。可想而知，之后楞次定律的得出也就比较困难，对定律理解也就不够透彻。如何“有效”运用这些物理学的方法呢？关键还是要结合学生学习的实际情况，合理地运用物理学方法。于是，教师带领学生对这一实验设计进行了如下的改革，取得了很好的学习成效。
二、改革后的实验设计方案
1.实验法
所谓实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验法是学生做好实验的前提和基础，教师耐心细致地做好这一步，才能帮助学生顺利进行后面的分组实验。于是，教师带领学生对实验教学过程做了如下改进：
（1）创设情境，复习引入
【实验一】产生感应电流的演示实验。
教师演示分步连好电路，由学生上讲台操作，全体学生观察。
问题一：怎样做能够产生感应电流？
生：将条形磁铁不断插入或拔出螺线管。
问题二：为什么产生了感应电流？（感应电流产生的条件）
生：闭合回路中磁通量发生了变化。
问题三：灵敏电流计的指针偏转与螺线管中的电流方向有什么关系？
生：电流从哪边流入灵敏电流计，指针就向哪边偏。根据指针的偏转情况就能判断出螺线管中的电流方向。
问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？
师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？ 生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。
师：那么感应电流的方向是遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。
（2）确定课题，互动探究
【实验二】探究感应电流的方向。
教师实验：N极向下插入螺线管中，请学生记录实验现象，把电流方向标在下图中。
学生分组：N极向下从螺线管中拔出，S极向下插入螺线管中，S极向下从螺线管中拔出，分别记录实验现象，并把电流方向标在下图中：
由于有教师在【实验一】中的电路连接演示及在【实验二】中的实验操作演示，学生的实验做得很顺利，实验现象的记录也很准确，可以说又快又好，有效地完成了这一教学环节。那么接下来，如何由实验现象整理和归纳出所要得出的结论，这就要看归纳法运用得是否有效了。
2.归纳法
所谓归纳法是指从个别元素中概括出一般结论的思维方法，也可以指学科学习中具体的一种科学方法。由实验现象归纳得出物理规律，在学生的学习过程中具有重要作用。于是，教师进一步对教学中的归纳过程做了如下改进：
首先，降低填表难度。整个表中对每一个实验现象分析所需要填写的空格被缩减为两个，如下所示：
其次，设置问题，引发学生的思考。
师：通过实验，我们知道了在不同情况下感应电流的方向（已画在图上），那么请大家分析一下，感应电流的方向与什么因素有关呢？
生甲：可能与磁感应强度B的方向有关。
生乙：可能与条形磁铁的运动方向有关。
生丙：可能与磁通量的变化有关。
分析：由过程一、二判断感应电流的方向与磁感应强度B的方向无关。由过程一、三判断感应电流的方向与与条形磁铁的运动方向无关。同样，由过程一、三判断感应电流的方向与磁通量的变化无关。那么，到底与什么因素有关呢？最后，难点由教师引导学生突破。
师：感应电流会产生磁场吗？
生：会。
师：请大家画出感应电流的磁场方向，并分析原磁场方向与感应电流的磁场方向有什么关系？分成两组来回答。
【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程
（1）N级向下插入→原磁场方向 向下→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相反→感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
（2）S级向下插入→原磁场方向 向上→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相反→感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。
（1）N级向下拔出→原磁场方向 向下→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相同→感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
（2）S级向下拔出→原磁场方向 向上→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相同→感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
得出结论：“增反减同”即
这样设计的实验和学习课程，实际的实验过程顺畅了，学生几乎都能认真完成实验，记录下观察到的现象，并经过分析讨论得出了自己的结论，为楞次定律的进一步理解和应用打好了基础。
由此可见，在教学过程中，关键是要保证让学生理解相应的知识。所以，任何教学过程都应当按理解的要求进行整体设计；任何教学方法的应用，都是为实现这一目的而服务的。因此，教学实验设计必须考虑让学生透彻理解的有哪些内容，怎样才能有效地帮助或引导学生理解这些内容，这些内容的理解过程应当运用哪些物理学方法最适合，在理解这些内容的各个阶段应分别达到什么要求，等等。假如我们对这些问题搞得比较清楚，在教学过程中恰当而有效地运用好物理学的方法，教学质量就会有大幅度提高，学生的学习也会有较大突破。
三、结论
本次实验设计改革，在高中物理实验演示实验改进上作了一定的改进与创新，包括演示仪器的改进、实验方式的改进创新、实验改进规律的总结等，使教师可以更好地说明一些抽象的物理规律和较难的知识点，有效地创设问题情境，使物理实验与教学实际更紧密地结合，同时又增强了实验的趣味性、直观性、形象性和科学性，使学生学得更有劲。
一、楞次定律原有的实验方案
“感应电流的方向”这节课重点就是让学生对楞次定律进行探究、理解和应用。一般情况下，对“楞次定律探究”的教学是这样设计的：
1.创设情境，复习引入
问题一：电流计指针偏转方向与通入电流的关系？
【实验一】探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系。
师：如何才能知道指针偏转方向与电流进入方向之间的关系？是否可以通过实验来确定呢？
【学生实验1】学生按图接好电路，探究指针偏转方向与电流进入方向之间的关系，并完成下表。
[电流进入方向＼&电流从“+”（右）接线柱进入＼&电流从“-”（左）接线柱进入＼&指针偏转方向＼&向右＼&向左＼&]
结论：电流从何方流入指针就向何方偏转。
问题二：感应电流产生的条件？
【实验二】感应电流产生的条件：
师：在上述实验中，我们已经得出感应电流产生的条件是什么？
生：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。
师：磁铁插入与抽出时，指针偏转的方向相同吗？指针左偏与右偏意味着什么呢？
生：不同。指针偏转不同，表明电路中的电流方向不同。
问题三：怎样判断通电螺线管中的电流方向？
师：怎样判断通电螺线管中的电流方向呢？
生：根据电流计指针的偏转方向和螺线管上的导线绕向来判断。
问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？
师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？
生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。
师：那么感应电流的方向是否遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。
2.确定课题，分组探究
【学生实验2】学生按图接好电路，做实验并填附表。
3.分组总结，难点依旧
描述实验现象，填表。讨论回答：
师：穿过闭合回路的磁通量的增减会导致什么结果？
生：有感应电流产生。
师：感应电流又会产生什么？
生：会产生感应磁场。
师：那么这两个磁场的方向之间有什么关系呢？请大家分成两组来回答。
【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程。
（1）N级向下插入→原磁场方向 向下→磁通量 增加→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相反 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
（2）S级向下插入→原磁场方向 向上→磁通量 增加→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相反 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。
（1）N级向下拔出→原磁场方向 向下→磁通量 减小→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相同 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
（2）S级向下拔出→原磁场方向 向上→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相同 →感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
结论：“增反减同”，即：
师：俄国物理学家楞次通过研究，早在1833年就总结出判定感应电流方向的方法，其内容为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，由此得出了楞次定律。
在这个教学过程中，学生的学习效果如何呢？实际教学中，学生共分成八个小组，其中有三个小组的实验表格不清楚怎么填而求助于教师，三个小组的表格填了一部分，而只有两个小组在参照课本的情况下填得比较好。这说明，虽然在教学中运用了各种物理学方法，但并没有有效地帮助学生理解物理学知识。可想而知，之后楞次定律的得出也就比较困难，对定律理解也就不够透彻。如何“有效”运用这些物理学的方法呢？关键还是要结合学生学习的实际情况，合理地运用物理学方法。于是，教师带领学生对这一实验设计进行了如下的改革，取得了很好的学习成效。
二、改革后的实验设计方案
1.实验法
所谓实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验法是学生做好实验的前提和基础，教师耐心细致地做好这一步，才能帮助学生顺利进行后面的分组实验。于是，教师带领学生对实验教学过程做了如下改进：
（1）创设情境，复习引入
【实验一】产生感应电流的演示实验。
教师演示分步连好电路，由学生上讲台操作，全体学生观察。
问题一：怎样做能够产生感应电流？
生：将条形磁铁不断插入或拔出螺线管。
问题二：为什么产生了感应电流？（感应电流产生的条件）
生：闭合回路中磁通量发生了变化。
问题三：灵敏电流计的指针偏转与螺线管中的电流方向有什么关系？
生：电流从哪边流入灵敏电流计，指针就向哪边偏。根据指针的偏转情况就能判断出螺线管中的电流方向。
问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？
师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？ 生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。
师：那么感应电流的方向是遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。
（2）确定课题，互动探究
【实验二】探究感应电流的方向。
教师实验：N极向下插入螺线管中，请学生记录实验现象，把电流方向标在下图中。
学生分组：N极向下从螺线管中拔出，S极向下插入螺线管中，S极向下从螺线管中拔出，分别记录实验现象，并把电流方向标在下图中：
由于有教师在【实验一】中的电路连接演示及在【实验二】中的实验操作演示，学生的实验做得很顺利，实验现象的记录也很准确，可以说又快又好，有效地完成了这一教学环节。那么接下来，如何由实验现象整理和归纳出所要得出的结论，这就要看归纳法运用得是否有效了。
2.归纳法
所谓归纳法是指从个别元素中概括出一般结论的思维方法，也可以指学科学习中具体的一种科学方法。由实验现象归纳得出物理规律，在学生的学习过程中具有重要作用。于是，教师进一步对教学中的归纳过程做了如下改进：
首先，降低填表难度。整个表中对每一个实验现象分析所需要填写的空格被缩减为两个，如下所示：
其次，设置问题，引发学生的思考。
师：通过实验，我们知道了在不同情况下感应电流的方向（已画在图上），那么请大家分析一下，感应电流的方向与什么因素有关呢？
生甲：可能与磁感应强度B的方向有关。
生乙：可能与条形磁铁的运动方向有关。
生丙：可能与磁通量的变化有关。
分析：由过程一、二判断感应电流的方向与磁感应强度B的方向无关。由过程一、三判断感应电流的方向与与条形磁铁的运动方向无关。同样，由过程一、三判断感应电流的方向与磁通量的变化无关。那么，到底与什么因素有关呢？最后，难点由教师引导学生突破。
师：感应电流会产生磁场吗？
生：会。
师：请大家画出感应电流的磁场方向，并分析原磁场方向与感应电流的磁场方向有什么关系？分成两组来回答。
【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程
（1）N级向下插入→原磁场方向 向下→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相反→感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
（2）S级向下插入→原磁场方向 向上→磁通量增加→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相反→感应磁场的作用：阻碍原磁场 增加。
【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。
（1）N级向下拔出→原磁场方向 向下→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向 向下→二者方向 相同→感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
（2）S级向下拔出→原磁场方向 向上→磁通量减小→产生的感应电流的磁场方向 向上→二者方向 相同→感应磁场的作用：阻碍原磁场 减小。
得出结论：“增反减同”即
这样设计的实验和学习课程，实际的实验过程顺畅了，学生几乎都能认真完成实验，记录下观察到的现象，并经过分析讨论得出了自己的结论，为楞次定律的进一步理解和应用打好了基础。
由此可见，在教学过程中，关键是要保证让学生理解相应的知识。所以，任何教学过程都应当按理解的要求进行整体设计；任何教学方法的应用，都是为实现这一目的而服务的。因此，教学实验设计必须考虑让学生透彻理解的有哪些内容，怎样才能有效地帮助或引导学生理解这些内容，这些内容的理解过程应当运用哪些物理学方法最适合，在理解这些内容的各个阶段应分别达到什么要求，等等。假如我们对这些问题搞得比较清楚，在教学过程中恰当而有效地运用好物理学的方法，教学质量就会有大幅度提高，学生的学习也会有较大突破。
三、结论
本次实验设计改革，在高中物理实验演示实验改进上作了一定的改进与创新，包括演示仪器的改进、实验方式的改进创新、实验改进规律的总结等，使教师可以更好地说明一些抽象的物理规律和较难的知识点，有效地创设问题情境，使物理实验与教学实际更紧密地结合，同时又增强了实验的趣味性、直观性、形象性和科学性，使学生学得更有劲。