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1研究背景
随着《上海市中小学生学业质量绿色指标》的出台，进一步推动了新课程改革的发展，进一步加大了实验在物理课堂教学中的比重.经历物理实验探究活动，学生能够学习科学的探究方法，培养良好的思维习惯，发展自主的学习能力，能够运用物理知识和方法解决一些实际问题.然而现行教材中实验部分情景图片增多、文字表述减少，看似内容少了、要求低了，但实质上是对课堂实验的有效教学及优化提出了更高的要求.由于科学的实验探究活动包括和经历从提出问题直至交流讨论、得出结论等多个环节和要素，因此在实验过程中具有较大的开放性和不确定性.在具体实施实验教学的过程中，往往会遇到和产生如下两个问题：（1）课时数不够；（2）预设的学习内容难以完成，以致于客观上影响到课堂教学的有效性.因此，如何达成物理课堂实验教学的有效性就显得尤为重要和迫切.
2对物理课堂中实验的有效教学及优化的认识
物理作为一门基础的自然科学，决定了物理知识的学习要注重从实验中获得或借助于实验来验证获得的知识，在学习上表现为注重用实验去探索事物间的相互联系和客观规律.
实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能：不仅能为学生提供感性的学习素材，而且能提供科学的思维方法，是学生拓宽视野、激发兴趣、发展个性、学会合作的良好途径和重要手段.
现行教材从教学内容的筛选、组织、呈现到课堂教学活动的实施以“实验”为主要形式.新课程标准强调学生在实验中获得直观、感性认识的基础上，更好地理解和掌握物理概念与规律，同时体验科学的过程与方法，形成正确的情感、态度和价值观.
所谓物理课堂实验的有效教学，是指在提高学生科学素养和达到物理课程目标的前提下，其效率在一定时空内不低于平均水平的教学.
物理课堂实验的有效教学，针对教学价值和课程目标的实现程度来讲，在于提升学生的科学素养，要符合学生终身发展和时代的需求.其实质是相对教学投入，学生的“质”和“量”都能对应预设目标达成，反对低效或无效的教学行为.
3物理课堂中实验的有效教学及优化的尝试
3.1把握“开放”与“收敛”的“度”，设计适切的探究点
课堂实验探究学习是指在有限的课时数和学习活动空间内，以完成预设的学习任务为目标的实验活动.所以在涉及到实验的教学设计中，需要我们精选某一适切部分作为探究点，予以“开放”；其余的部分对比探究点相对淡化，这个淡化是指强化有意义接受学习的成份，采用讲授或问答等方式予以“收敛”.从中学生的学习整体过程来观察，其学习物理的积极情感、科学探究能力以及高层次的思维能力仍然能得到很好的均衡和可持续发展.至于实验设计中某个探究点的设计，我们可通过课程标准、教材、现有经验和网络资讯等寻找和筛选出适合眼前学情、符合目前学校教学资源条件的可供选择的方案.
下面的两个流程框图是结合《流体的压强和流速》前一部分关于气体压强和流速为内容的两个不同实验设计方案的自我前后对比.
方案一
方案二
上述两个实验设计方案在课堂内均能顺利实施，但其中探究点的选择是不同的.如方案一选择的探究点是分析“硬币跳高”现象并得出结论，后面的4组自主实验中学生依据现象来验证结论则由老师用点拨的方式予以收敛，不再逐一展开解释.方案二选择的探究点是分析“神奇的乒乓球”现象并得到结论，对于另外三组学生自主实验现象的分析，老师用“同理”的方式一带而过的方式予以收敛.需要提醒的是，实验教学设计方案中探究点的选择必须要考虑到不同教学对象的实际水平和需求.
3.2创设能适度调控探究活动方向与水平的情景
情景不但可以激发兴趣、引出问题、驱动思维，在现代课堂教学中，还具有诱导和调控探究活动方向与水平的功能.接下来仍以《流体的压强和流速》这节课引入时所创设的两个情景为例证：
情景1“硬币跳高”实验
教学回放：在距桌子边缘10厘米左右的位置放置一枚一元硬币，在硬币前方15厘米左右的位置摆放一个盘子（平常厨房盛菜用的），盘子里面倒适量水.要求同学不借助于任何器材，也不允许用手帮忙，能让硬币跳到盘子里.
师：有什么好方法呢？
（同学们热烈地讨论，兴趣很高）
一位男生主动来到桌前，嘴对着硬币的底部猛吹一口气，硬币跳得不高也不远，没能落入盘中.多数同学埋怨他的力气不够大，请出全班公认的“大力士”男生上台展示，结果还是失败.
师：有没有其它方法？有，请你来展示.
又一位男生嘴对着硬币上方（沿水平方向）猛吹一口气，硬币一下子“腾空而起”，直落盘中.教室里顿时响起了惊叹声和热烈的掌声……
师：有同学也想上来尝试一下吗？
（只有部分同学实验成功，其余同学带着失望和疑惑）
师：设问：（1）硬币为什么会跳起来？（2）怎样才能使硬币能跳得更高？
情景2“神奇乒乓球”实验
教学回放：（漏斗口向上放置）乒乓球放进漏斗后，处于静止状态.将漏斗转至口向下，重新将乒乓球放进漏斗中，手指一松开，乒乓球落了下来.
师：这是为什么呢？
生：乒乓球由于受到重力作用.
（继续演示）将漏斗细口朝下，把乒乓球放在漏斗中用手指顶住.
师：把手指移开，不借助于任何器材（包括水、胶带纸等），你能让乒乓球浮在漏斗中吗？
（同学们热烈地讨论、大胆地尝试）
生：对着漏斗的细口向上吸气.
师：当我们用力向下吹气时乒乓球将向何处运动？
（学生们讨论格外激烈，绝大多数猜想到：乒乓球必定会下落.老师这时“按兵不动”，只是请学生通过自己动手来探究.结果是惊奇地发现实验现象竟然与猜想相反！很多学生实验成功，欣喜若狂！同时他们产生疑问：为什么乒乓球不下落？）
问题：为什么向下吹气却能够使得乒乓球浮在漏斗中呢？
很显然，上述创设的两个情景都可作为探究流体压强与流速关系这一节课的引入，都能激发学生探究的兴趣.然而情景1中吹硬币的难度较大，等到上台展示的学生基本上能将硬币吹到盘中，本节课近一半的时间已经过去了.接下来学生要进行另外的分组实验以及对相关实验现象的分析、解释.由于硬币体积小，分析起来相对比较棘手，最终这节课只能虎头蛇尾，匆匆收场.学生对于本节课学习目标的达成也只是模棱两可、糊里糊涂.而在情景2实验中，不仅学生通过吹气来完成实验活动相对容易很多，而且从分析实验现象的角度考虑，乒乓球相对体积大、直观性强，分析起来既明了又直白.这样就为后续知识的学习留有了充足的时间，本节课预设的学习目标最终得以圆满达成.综合比较可以发现：“神奇乒乓球”实验相比起初的“硬币跳高”实验，不仅能很好地调控整节课堂教学活动的方向与进度，而且在实验可操作性、有效性和开放性上一点不逊色，确实值得反思和总结.
4体验和感想
综上所述，加强和深化物理课堂中实验的有效教学及优化策略的研究，笔者认为能够很大程度上：
（1）有效化解和避免课程设置中学科有限课时数与实验教学活动中开放性产生的矛盾间的冲突；
（2）克服实施自主学习、实验探究和交流合作这种学习方式与完成一定学习任务之间带来的矛盾，避免低效、无效、甚至负效的教学结果.相对于教学投入，教学生成的“质”和“量”都能达成预设的学习目标.
（3）激发学生的学习兴趣，催化学生积极、主动地参与课堂实验教学活动，从而实现知识的自主建构；优化学生的学习方法，促进学生培养自身的预测、观察和解释、推理等高层次的思维能力；
（4）利于教师总结实验教学规律，积累实验教学智慧，不断汲取实验有效教学的精髓，扎实开展实验教学工作，促进教师专业化发展.
随着《上海市中小学生学业质量绿色指标》的出台，进一步推动了新课程改革的发展，进一步加大了实验在物理课堂教学中的比重.经历物理实验探究活动，学生能够学习科学的探究方法，培养良好的思维习惯，发展自主的学习能力，能够运用物理知识和方法解决一些实际问题.然而现行教材中实验部分情景图片增多、文字表述减少，看似内容少了、要求低了，但实质上是对课堂实验的有效教学及优化提出了更高的要求.由于科学的实验探究活动包括和经历从提出问题直至交流讨论、得出结论等多个环节和要素，因此在实验过程中具有较大的开放性和不确定性.在具体实施实验教学的过程中，往往会遇到和产生如下两个问题：（1）课时数不够；（2）预设的学习内容难以完成，以致于客观上影响到课堂教学的有效性.因此，如何达成物理课堂实验教学的有效性就显得尤为重要和迫切.
2对物理课堂中实验的有效教学及优化的认识
物理作为一门基础的自然科学，决定了物理知识的学习要注重从实验中获得或借助于实验来验证获得的知识，在学习上表现为注重用实验去探索事物间的相互联系和客观规律.
实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能：不仅能为学生提供感性的学习素材，而且能提供科学的思维方法，是学生拓宽视野、激发兴趣、发展个性、学会合作的良好途径和重要手段.
现行教材从教学内容的筛选、组织、呈现到课堂教学活动的实施以“实验”为主要形式.新课程标准强调学生在实验中获得直观、感性认识的基础上，更好地理解和掌握物理概念与规律，同时体验科学的过程与方法，形成正确的情感、态度和价值观.
所谓物理课堂实验的有效教学，是指在提高学生科学素养和达到物理课程目标的前提下，其效率在一定时空内不低于平均水平的教学.
物理课堂实验的有效教学，针对教学价值和课程目标的实现程度来讲，在于提升学生的科学素养，要符合学生终身发展和时代的需求.其实质是相对教学投入，学生的“质”和“量”都能对应预设目标达成，反对低效或无效的教学行为.
3物理课堂中实验的有效教学及优化的尝试
3.1把握“开放”与“收敛”的“度”，设计适切的探究点
课堂实验探究学习是指在有限的课时数和学习活动空间内，以完成预设的学习任务为目标的实验活动.所以在涉及到实验的教学设计中，需要我们精选某一适切部分作为探究点，予以“开放”；其余的部分对比探究点相对淡化，这个淡化是指强化有意义接受学习的成份，采用讲授或问答等方式予以“收敛”.从中学生的学习整体过程来观察，其学习物理的积极情感、科学探究能力以及高层次的思维能力仍然能得到很好的均衡和可持续发展.至于实验设计中某个探究点的设计，我们可通过课程标准、教材、现有经验和网络资讯等寻找和筛选出适合眼前学情、符合目前学校教学资源条件的可供选择的方案.
下面的两个流程框图是结合《流体的压强和流速》前一部分关于气体压强和流速为内容的两个不同实验设计方案的自我前后对比.
方案一
方案二
上述两个实验设计方案在课堂内均能顺利实施，但其中探究点的选择是不同的.如方案一选择的探究点是分析“硬币跳高”现象并得出结论，后面的4组自主实验中学生依据现象来验证结论则由老师用点拨的方式予以收敛，不再逐一展开解释.方案二选择的探究点是分析“神奇的乒乓球”现象并得到结论，对于另外三组学生自主实验现象的分析，老师用“同理”的方式一带而过的方式予以收敛.需要提醒的是，实验教学设计方案中探究点的选择必须要考虑到不同教学对象的实际水平和需求.
3.2创设能适度调控探究活动方向与水平的情景
情景不但可以激发兴趣、引出问题、驱动思维，在现代课堂教学中，还具有诱导和调控探究活动方向与水平的功能.接下来仍以《流体的压强和流速》这节课引入时所创设的两个情景为例证：
情景1“硬币跳高”实验
教学回放：在距桌子边缘10厘米左右的位置放置一枚一元硬币，在硬币前方15厘米左右的位置摆放一个盘子（平常厨房盛菜用的），盘子里面倒适量水.要求同学不借助于任何器材，也不允许用手帮忙，能让硬币跳到盘子里.
师：有什么好方法呢？
（同学们热烈地讨论，兴趣很高）
一位男生主动来到桌前，嘴对着硬币的底部猛吹一口气，硬币跳得不高也不远，没能落入盘中.多数同学埋怨他的力气不够大，请出全班公认的“大力士”男生上台展示，结果还是失败.
师：有没有其它方法？有，请你来展示.
又一位男生嘴对着硬币上方（沿水平方向）猛吹一口气，硬币一下子“腾空而起”，直落盘中.教室里顿时响起了惊叹声和热烈的掌声……
师：有同学也想上来尝试一下吗？
（只有部分同学实验成功，其余同学带着失望和疑惑）
师：设问：（1）硬币为什么会跳起来？（2）怎样才能使硬币能跳得更高？
情景2“神奇乒乓球”实验
教学回放：（漏斗口向上放置）乒乓球放进漏斗后，处于静止状态.将漏斗转至口向下，重新将乒乓球放进漏斗中，手指一松开，乒乓球落了下来.
师：这是为什么呢？
生：乒乓球由于受到重力作用.
（继续演示）将漏斗细口朝下，把乒乓球放在漏斗中用手指顶住.
师：把手指移开，不借助于任何器材（包括水、胶带纸等），你能让乒乓球浮在漏斗中吗？
（同学们热烈地讨论、大胆地尝试）
生：对着漏斗的细口向上吸气.
师：当我们用力向下吹气时乒乓球将向何处运动？
（学生们讨论格外激烈，绝大多数猜想到：乒乓球必定会下落.老师这时“按兵不动”，只是请学生通过自己动手来探究.结果是惊奇地发现实验现象竟然与猜想相反！很多学生实验成功，欣喜若狂！同时他们产生疑问：为什么乒乓球不下落？）
问题：为什么向下吹气却能够使得乒乓球浮在漏斗中呢？
很显然，上述创设的两个情景都可作为探究流体压强与流速关系这一节课的引入，都能激发学生探究的兴趣.然而情景1中吹硬币的难度较大，等到上台展示的学生基本上能将硬币吹到盘中，本节课近一半的时间已经过去了.接下来学生要进行另外的分组实验以及对相关实验现象的分析、解释.由于硬币体积小，分析起来相对比较棘手，最终这节课只能虎头蛇尾，匆匆收场.学生对于本节课学习目标的达成也只是模棱两可、糊里糊涂.而在情景2实验中，不仅学生通过吹气来完成实验活动相对容易很多，而且从分析实验现象的角度考虑，乒乓球相对体积大、直观性强，分析起来既明了又直白.这样就为后续知识的学习留有了充足的时间，本节课预设的学习目标最终得以圆满达成.综合比较可以发现：“神奇乒乓球”实验相比起初的“硬币跳高”实验，不仅能很好地调控整节课堂教学活动的方向与进度，而且在实验可操作性、有效性和开放性上一点不逊色，确实值得反思和总结.
4体验和感想
综上所述，加强和深化物理课堂中实验的有效教学及优化策略的研究，笔者认为能够很大程度上：
（1）有效化解和避免课程设置中学科有限课时数与实验教学活动中开放性产生的矛盾间的冲突；
（2）克服实施自主学习、实验探究和交流合作这种学习方式与完成一定学习任务之间带来的矛盾，避免低效、无效、甚至负效的教学结果.相对于教学投入，教学生成的“质”和“量”都能达成预设的学习目标.
（3）激发学生的学习兴趣，催化学生积极、主动地参与课堂实验教学活动，从而实现知识的自主建构；优化学生的学习方法，促进学生培养自身的预测、观察和解释、推理等高层次的思维能力；
（4）利于教师总结实验教学规律，积累实验教学智慧，不断汲取实验有效教学的精髓，扎实开展实验教学工作，促进教师专业化发展.