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物理是以实验为基础的科学，物理教学必须以实验为基础，以思维为中心.课标指出：初中物理实验“旨在让学生经历科学工作者进行的相似的探究过程，主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神”.
波利亚（美籍匈牙利数学家）说过，“在教一个科学的分支（或一个理论.一个概念）时，我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性步子.” 有效的物理实验是形成概念、规律的基础，是培养学生实验能力的保证.
课堂教学中，以有效的物理实验为载体，以师生、生生互动为主线，以全体学生思维有效参与为目的，是构建高效课堂，减轻课业负担的关键.
1 新课导入用有效实验“激趣”
新课导入设置出奇制胜，出人意料有效的实验导入新课，学生有迫切想知道后续的教学内容的欲望.在“升华和凝华”（该课获得第九届全国中学物理青年教师教学大赛一等奖）新课导入时，教师用干净的毛笔沾淀粉液体，在白纸板上画一笑脸，学生看到的就是一张白纸，然后将白纸放在装有温水的烧杯里（烧杯里有碘锤），并罩上钟罩，一会儿，白纸上出现可爱的笑脸.巧用碘先升华后凝华遇到淀粉变色，设计变脸，出奇制胜.实验直观奇妙，起到欲知后事，且听下回分解的作用.
2 课中用有效实验“建模”
新课导入演示实验的热热闹闹给学生留下不少疑问，为展开后续教学埋下伏笔，但是如果学生思维停留在简单的直觉兴趣上，课堂看起来热闹，实质上学生没有思维活动参与，实验等于白做.
初中物理中“光线”、“直线运动”、“理想化实验”、“液片”、“磁感线”和“等效电路”都是在一定实验和物理事实基础上简化抽象提炼出来的物理模型.这些是物理学科的基础.思维能力是智力的核心，也是决定学生今后发展的核心因数之一.在实验过程中，要引导学生在观察的基础上，通过分析、综合、判断、推理等思维活动，建构物理模型. 将实验、思维和建模有效的融合在一起向前推进.
2.1 有效实验在物理概念教学中的作用
有效的实验为建立物理概念提供丰富的感性材料，要让学生通过实验，体验物理概念的形成过程，将概念建立按图1所示的“三个环节六个过程”模式，一气呵成处理好.
例如，在进行“弹性弹力”概念教学时，首先，通过演示实验和全体学生分组实验活动，让学生感知弹簧、钢尺、橡皮擦等具有弹性物体的特征，这些多样化的直观图景在学生大脑中形成丰富的物理表象；其次，教师引导学生将上述现象进行思维加工，抽象概括建模得出——“受力时发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫弹性”； 最后，又在原有知识经验的支持下，向学生提供变式迁移的实验——用弹簧细线拉紧平板上的小车，烧断细线，小车突然运动，进行情景分析判断，完善得出弹力概念.在这一概念教学过程中，学生在实验（表象）和所想事物基础上，进行了思维加工和抽象建模，得出来的概念终生难忘.概念的构建经历了“实验——建模——应用”的过程 .在指导学生实验过程中，明确三个“什么”：观察什么——明确实验目的；观察到什么——记录实验现象（或数据）；说明什么——归纳实验结论.
2.2 有效实验在物理规律教学中的作用
物理规律的得出，也是在公共信息资源基础上，经过猜想和实验，通过演绎推理或数据分析归纳得出的.这里的实验，要让学生参与实验的设计、选材、操作及数据处理全过程.其基本思路是：目的明确——研究什么；原理清楚——依据什么；方案合理——要做什么（控制什么、改变什么、显示什么）.在此基础上得出物理规律.其流程设计如图2所示.
在“阿基米德原理”教学过程中，要还原科学家当年有效的探究过程，并引领学生参与探寻物理规律的过程. 实验设计时可在测力计和圆柱体之间加一小桶，如图3所示. 实验过程中可设计如下问题： （1）圆柱体在浸入水的过程中，测力计示数怎样变化？排出的水量怎样变化？ （2）测力计示数为什么减小？减小的示数实质是什么？ （3）要使测力计示数逐渐增大有哪些办法？ （4）全部浸入后，排开水的体积和物体体积有何关系？ （5）如果把排出来小桶里的水倒入测力计下的小桶里，你的发现是什么？ （6）根据上述分析，物体受到的浮力等于什么？ 排出的水倒入小桶后，测力计恢复到原来的位置，在观察分析得出“排开的水”和“物体等体积的水”相等，渗透“等效思维”的思想，思维进一步迁移得出“物体受到的浮 力等于它排开的水受到的重力”.
在这里，重要的不是原理本身，而是在实验中的思维和过程的体验.总结规律的过程，就是思维整合的过程.学生觉得规律是自己发现的，自己就是当年的阿基米德、牛顿或焦耳，学生有了收获成功的喜悦，对物理的学习研究更感兴趣.
从上述物理概念和规律建立过程可以看出，实验是载体，它为学生提供了直观现象和原始数据，思维在具体实验现象和数据基础上通过大脑内化加工得出规律.观察分析思考问题达到一定的深度，这时思维向纵深延伸跨越的时空幅度变大，达到了建模的效果.规律的得出过程是实验、思维（建模）及数学有效的作用过程，课标的目的：“会记录实验数据，知道简单的数据处理方法，会写简单的实验报告，会用科学术语、简单图表等描述实验结果”就落到了实处.
3 课尾用有效实验“升华”
当物理课进行到30分钟左右，概念规律及本课时教学任务基本完成，学生思维也处在一个短暂的“空白”时段.这时，聪明的老师会演示一个和本节主题相关的有一定思维量的实验现象，并提出一些和实验及主题相关的问题，让学生用刚刚学完的知识去解释，既能提高应用所学知识解决实际问题的能力，又可以呼应升华课题，一石二鸟.
在“升华和凝华”教学结尾时，教师将干冰放在一个玻璃盘里面，干冰升华“烟雾弥漫”，适当加点温水，一瞬间电视里看见的云雾缭绕情景出现在讲台上，课堂达到高潮.
综上所述，有效的物理实验，是提高课堂教学效率的基础，是发展学生思维能力的载体和关键.可以这样说，课堂教学中如果能将教学目标、有效的物理实验及学生思维有机统一，这样的课堂，一定是高效课堂.
【注：本文系作者在 “国培计划（2014）”一湖北省中小学紧缺学科集中培训上的报告.】
波利亚（美籍匈牙利数学家）说过，“在教一个科学的分支（或一个理论.一个概念）时，我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性步子.” 有效的物理实验是形成概念、规律的基础，是培养学生实验能力的保证.
课堂教学中，以有效的物理实验为载体，以师生、生生互动为主线，以全体学生思维有效参与为目的，是构建高效课堂，减轻课业负担的关键.
1 新课导入用有效实验“激趣”
新课导入设置出奇制胜，出人意料有效的实验导入新课，学生有迫切想知道后续的教学内容的欲望.在“升华和凝华”（该课获得第九届全国中学物理青年教师教学大赛一等奖）新课导入时，教师用干净的毛笔沾淀粉液体，在白纸板上画一笑脸，学生看到的就是一张白纸，然后将白纸放在装有温水的烧杯里（烧杯里有碘锤），并罩上钟罩，一会儿，白纸上出现可爱的笑脸.巧用碘先升华后凝华遇到淀粉变色，设计变脸，出奇制胜.实验直观奇妙，起到欲知后事，且听下回分解的作用.
2 课中用有效实验“建模”
新课导入演示实验的热热闹闹给学生留下不少疑问，为展开后续教学埋下伏笔，但是如果学生思维停留在简单的直觉兴趣上，课堂看起来热闹，实质上学生没有思维活动参与，实验等于白做.
初中物理中“光线”、“直线运动”、“理想化实验”、“液片”、“磁感线”和“等效电路”都是在一定实验和物理事实基础上简化抽象提炼出来的物理模型.这些是物理学科的基础.思维能力是智力的核心，也是决定学生今后发展的核心因数之一.在实验过程中，要引导学生在观察的基础上，通过分析、综合、判断、推理等思维活动，建构物理模型. 将实验、思维和建模有效的融合在一起向前推进.
2.1 有效实验在物理概念教学中的作用
有效的实验为建立物理概念提供丰富的感性材料，要让学生通过实验，体验物理概念的形成过程，将概念建立按图1所示的“三个环节六个过程”模式，一气呵成处理好.
例如，在进行“弹性弹力”概念教学时，首先，通过演示实验和全体学生分组实验活动，让学生感知弹簧、钢尺、橡皮擦等具有弹性物体的特征，这些多样化的直观图景在学生大脑中形成丰富的物理表象；其次，教师引导学生将上述现象进行思维加工，抽象概括建模得出——“受力时发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫弹性”； 最后，又在原有知识经验的支持下，向学生提供变式迁移的实验——用弹簧细线拉紧平板上的小车，烧断细线，小车突然运动，进行情景分析判断，完善得出弹力概念.在这一概念教学过程中，学生在实验（表象）和所想事物基础上，进行了思维加工和抽象建模，得出来的概念终生难忘.概念的构建经历了“实验——建模——应用”的过程 .在指导学生实验过程中，明确三个“什么”：观察什么——明确实验目的；观察到什么——记录实验现象（或数据）；说明什么——归纳实验结论.
2.2 有效实验在物理规律教学中的作用
物理规律的得出，也是在公共信息资源基础上，经过猜想和实验，通过演绎推理或数据分析归纳得出的.这里的实验，要让学生参与实验的设计、选材、操作及数据处理全过程.其基本思路是：目的明确——研究什么；原理清楚——依据什么；方案合理——要做什么（控制什么、改变什么、显示什么）.在此基础上得出物理规律.其流程设计如图2所示.
在“阿基米德原理”教学过程中，要还原科学家当年有效的探究过程，并引领学生参与探寻物理规律的过程. 实验设计时可在测力计和圆柱体之间加一小桶，如图3所示. 实验过程中可设计如下问题： （1）圆柱体在浸入水的过程中，测力计示数怎样变化？排出的水量怎样变化？ （2）测力计示数为什么减小？减小的示数实质是什么？ （3）要使测力计示数逐渐增大有哪些办法？ （4）全部浸入后，排开水的体积和物体体积有何关系？ （5）如果把排出来小桶里的水倒入测力计下的小桶里，你的发现是什么？ （6）根据上述分析，物体受到的浮力等于什么？ 排出的水倒入小桶后，测力计恢复到原来的位置，在观察分析得出“排开的水”和“物体等体积的水”相等，渗透“等效思维”的思想，思维进一步迁移得出“物体受到的浮 力等于它排开的水受到的重力”.
在这里，重要的不是原理本身，而是在实验中的思维和过程的体验.总结规律的过程，就是思维整合的过程.学生觉得规律是自己发现的，自己就是当年的阿基米德、牛顿或焦耳，学生有了收获成功的喜悦，对物理的学习研究更感兴趣.
从上述物理概念和规律建立过程可以看出，实验是载体，它为学生提供了直观现象和原始数据，思维在具体实验现象和数据基础上通过大脑内化加工得出规律.观察分析思考问题达到一定的深度，这时思维向纵深延伸跨越的时空幅度变大，达到了建模的效果.规律的得出过程是实验、思维（建模）及数学有效的作用过程，课标的目的：“会记录实验数据，知道简单的数据处理方法，会写简单的实验报告，会用科学术语、简单图表等描述实验结果”就落到了实处.
3 课尾用有效实验“升华”
当物理课进行到30分钟左右，概念规律及本课时教学任务基本完成，学生思维也处在一个短暂的“空白”时段.这时，聪明的老师会演示一个和本节主题相关的有一定思维量的实验现象，并提出一些和实验及主题相关的问题，让学生用刚刚学完的知识去解释，既能提高应用所学知识解决实际问题的能力，又可以呼应升华课题，一石二鸟.
在“升华和凝华”教学结尾时，教师将干冰放在一个玻璃盘里面，干冰升华“烟雾弥漫”，适当加点温水，一瞬间电视里看见的云雾缭绕情景出现在讲台上，课堂达到高潮.
综上所述，有效的物理实验，是提高课堂教学效率的基础，是发展学生思维能力的载体和关键.可以这样说，课堂教学中如果能将教学目标、有效的物理实验及学生思维有机统一，这样的课堂，一定是高效课堂.
【注：本文系作者在 “国培计划（2014）”一湖北省中小学紧缺学科集中培训上的报告.】