二 课堂演示实验教学设计的基本程序

演示实验教学（软件）设计一般需经过选题与实验教学目标制订、实验方案的设计与选择、局部设计和总体设计、方案评价（以及试教与修改定型）等阶段。设计的一般程度如下页图 7-4 所示。

1．选题

根据课堂教学的目的、要求和内容，确定实验教学课题。2．制订实验教学目标

简单地讲，实验教学目标主要着眼于：（1）知识（物理基础知识、实验现象及实验基础知识、实验研究方法等）；（2）能力（观察能力、思维能力、实验操作能力等）；（3）个性、素养（兴趣、动机、态度、习惯等）。

  1. 设计与选择实验方案

一个实验内容往往可以有不同的实验方法。选择实验方案的依据主要有：（1）所选课题的实验目的、要求、内容；（2）演示实验（硬件）的基本要求（如：目的性、科学性、简便性、明显性、趣味性等）；（3）学校实验设备情况；（4）学生的情况（物理知识、接触过的实验、实验知识和技能、思维与生理心理特征等）；（5）实验时间和教学所允许的时间；

（6）是否与实验体系和演示实验教学体系相协调。

这里，所选的实验方案往往不是一个。有时，可能是围绕一个教学主题的系列实验。

  1. 进行总体构思

根据教学目标和所选实验方案，设计或选择适当的教学策略，建立（选择）教学模式（结构模式）；对整个教学过程进行总体构思，决定主要的教学环节和大致的教学程序。

  1. 确定局部（子）课题

根据所选定的教学策略（及总体结构模式），逐一分析实验要点，分析学生学习的重点、难点，分析判断学生在观察与思考时可能产生的问题和困难。在此基础上确定教学过程中需重点解决的若干局部（子）课题。

  1. 局部设计

对确定的各子课题分别进行分析，初步定下在实验、观察、思考等方面的相应对策。如分析：（1）实验时应重点显示（或测量）什么？重点表演什么？表演时应注意什么？（2）指导观察时，应指出什么？交待什么？ 提醒什么？指导什么（观察方法）？得到什么观察结论？（3）启发引导学生积极思维得到实验结论时，应讲解什么？提问什么？讨论什么？启发什么？分析归纳什么？怎样从观察结论得到实验结论？实验结论应是什么？ 等等。初步确定所要采用的教学手段与教学方法，初步确定具体的实施方案。

  1. 确定总体设计方案

根据总体构思，将局部设计方案汇合、串接，调整、加工成为一个完整的总体设计方案。

这里需注意：（1）各局部设计、各环节的“接口”（过渡、衔接）须自然、恰当。（2）教学方法和教学手段的选用须与演示实验内容相融洽、与实验操作相配合，并以实验内容和实验操作为中心。在围绕一个实验内容的教学中，教学方法和教学手段的种类不宜用得太多。

  1. 评价

根据实验教学目标，对总体方案进行必要的评价和判断，看其能否达到拟定的实验教学目标，如没达标，则须从第 3 步开始重新设计（或修改）； 如达标了，实验教学设计通常可算完成了。就完整的设计而言，还要进行试教（试验），根据试教的情况再进行评价、修改、定型。

“保险丝作用”的演示

  1. 课题：保险丝作用的演示

  2. 实验教学目标

  1. 理解保险丝的作用；

  2. 了解保险丝的使用常识；

  3. 进一步加深对安全用电（包括安全操作）的认识；

  4. 指导全面观察和比较观察方法，提高观察的目的性、全面性，提高形象思维水平，提高兴趣水平层次。

  1. 选择实验方案

选择保险丝作用演示实验方案的最基本的要求是：

  1. 便于模拟（如烧）、便于对比（如没有、有保险丝的后果）；

  2. 便于更换保险丝；

  3. 便于进行短路操作；

  4. 操作安全。

为此，初步选择如图 7-5 所示的实验装置（示教板）。图中 A～H 为接线柱，M～Q 为香蕉插座（另备两根香蕉插头连线），L 为 6～8V 的汽车灯泡，G，H 之间连接一根电炉丝，C，D 和 E，F 之间可连接铜丝和保险丝等。

  1. 确定教学策略、建立（选择）教学模式和总体构思

  1. 利用真实+模拟的方法和对比演示的方法，形象、直观地表明保险丝的作用。

  2. 利用如图 7-1 所示的演示实验教学模式，通过生动、明显的演示，指导学生进行全面、细致的观察，并配合简明的讲解，引导学生进行形象的思维，以建立清晰的物理图像，得到直观（理性的具体）的结论。

  3. 实验的主要程序应依次说明：

①电路中没有保险丝⋯⋯怎样？

②电路中有了保险丝⋯⋯怎样？

③为什么要选择一定规格的保险丝？

④保险丝能用铜丝代替吗？ 5．确定局部课题

从演示效果和学生可能产生的问题来看，可确定下述子课题：

  1. 怎样模拟电流过大后电线（电器、设备）被“烧”？

  2. 怎样让学生看清保险丝断？

  3. 保险丝为什么能“保险”（容易断）？

  4. 保险丝是怎样熔断的（过程怎样）？

  5. 为什么要选用合适规格的保险丝？

  6. 一般电器所用的保险管中为什么可用铜丝（适合基础较好的学生）？

  1. 局部设计

对上述各课题，可分别进行局部设计（简述）。

  1. 在半根电炉丝上搁上数层“Λ”形塑料纸（用夹子夹住塑料纸下边）。这样，当大电流流过时，半根电炉丝逐渐变红，另半根上的塑料纸逐渐冒烟、燃烧。

  2. 在保险丝上挂标志物：若保险丝红、挂件垂下；保险丝断、挂件掉下。

  3. 加辅助实验说明保险丝：

①电阻率大（实验方案略，也可直接用电阻率表上的数据来比较）；

②比热小（可从固体比热表上的数据大致说明）；

③熔点低（可用酒精灯或火柴烧，也可对物质的熔点表上的数据进行比较说明）。

由此可（大致）说明保险丝为什么易断（关键词）：电阻大、易发热， 比热小、易升温，熔点低、易熔断。

  1. 将装置中一盏灯改为并联数盏灯

（如图7 - 6所示）：逐渐增加并入灯数 指导观察→ 保险丝逐渐变红

⋯⋯直至熔断。

  1. 对比演示：粗保险丝⋯⋯不断⋯⋯细保险丝⋯⋯断⋯⋯进而说明之。

  2. 对比演示：粗铜丝⋯⋯不断⋯⋯细铜丝⋯⋯断⋯⋯进而说明之（ 对于基础较好、接受能力较强的学生可进行这一内容）。

  1. 确定总体设计方案（这里纲要性说明大致程序）

  1. 没有保险丝（或用一般铜丝和铁丝代替保险丝）⋯⋯（短路或过载）⋯⋯“烧”

  2. 有了保险丝⋯⋯“断”（起保护作用）。

  3. 保险丝怎样熔断的（过程）。

  4. 保险丝为什么能起“保险”作用（容易断）。

  5. 为什么要选用合适规格的保险丝（对比实验）⋯⋯怎样选择⋯⋯

  6. 对铜丝是否可作保险丝的进一步认识（对比实验）⋯⋯适当介绍各种形式和材料的保险丝及其特点、用途（适合基础较好、接受能力强的学生）。

  7. 家庭电路保险盒、闸刀保险丝的安装及要求。8．评价

上述实验教学程序能达到拟定的实验教学目标（实际上，“保险丝” 一节的教学内容已由这一实验教学程序串联起来了），可以实施。