怎样培养学生是实验设计能力

第1页共3页怎样培养学生是实验设计能力科学探究包括“七个环节”，根据教学目标提出一个有价值的问题，会引发许多的猜想；猜想仅停留在主观层面。要验证猜想，就得制定计划和设计实验。如果没有制定计划和设计实验这一环节，一切问题无法解决；一切猜想无法验证。只有合理设计试验这一环节，才能进行实验、搜集数据；从而进行分析论证，进而交流和评估。因此，设计实验在科学探究中就像一根栋梁，承上启下。如何养学生设计实验能力；笔者认为可以从以下几个方面尝试：一、在筛选猜想中设计实验根据生活经验或创设物理情景中，引发学生提出问题后；学生会从不同角度、不同认知、不同经历，提出种种猜想；这是一个发散思维过程。我们不可能对所有猜想都一一用实验验证。例如；探究电阻大小与什么因素有关；学生猜想有长度、密度、体积、横截面积、质量、材料等有关。那么，我就与学生一起分析考虑长度、横截面积，实际上考虑了体积；考虑材料实际上考虑了密度；考虑了体积、密度，实际上考虑了质量。经过分析，学生才明白为何只考虑材料、长度、横截面积以及温度。这样也大大节省进行实验时间。但这不能走向极端；有时探究某些物理量难以分析而试验又容易做，还是依猜想设计实验。比如，探究摩擦力大小与什么因素有关？学生猜想除了与压力、接触面粗糙程度有关外；还涉及压力的作用点、运动方向、运动速度、接触面面积等等，可以做实验给学生看，并不占有教学时间。第2页共3页二、在明确实验原理中设计实验物理教材中涉及物理量之间的定量关系常常用公式表示。例如：V=S/t、ρ=、I=U/R等等；往往将这些公式作为原理设计实验。测运动物体的平均速度，只要测运动物体的路程以及通过这段路程的时间，围饶测这两个物理量，选用器材和仪器设计实验。有时为了减小误差，还要考虑先测什么，后测什么，选用器材和仪器的规格。在测定电功率实验中，实验设计思路是：根据实验原理，明确要测物理量是电流和电压；根据所测物理量设计电路图，从电路图中体现选用器材和仪器的规格，然后连接实物电路（提醒注意事项、实验步骤），根据所测物理量设计表格。设计思路清晰，给学生程序性知识，学生设计实验能力就会在潜移默化中提高。三、在比较实验方案中设计试验在探究欧姆定律实验中，我让学生根据实验原理上台板画设计电路图。甲同学画设计电路图没带滑动变阻器元件符号；乙同学画设计电路图带滑动变阻器元件符号。针对这种情况，让全班同学展开讨论取得共识：甲同学画设计电路图只能测一组电流和电压值，乙同学画设计电路图能测多组电流和电压值，可做到保持R两端的电压不变，且操作方便。比较实验方案虽然费时，但在以后设计测电功率电路费时较少，非常值得。比如在测液体密度时，是直接测量法还是用剩余法好？让学生进行比较，从而培养学生改进实验的意识，到达提高设计实验能力。四、在明确实验方法中设计实验第3页共3页初中物理研究方法常有：控制变量法、等效替代法、转换法、类比法、图象法、模型法以及逆向思维法等.根据研究对象，结合教学实际恰当选择研究方法，可以帮助学生理清探究思路，增强实验设计能力。比如，研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变；单独研究物理量与这个因素的关系，得出结论。然后再逐一研究综合起来得出规律。当我们研究电阻大小与什么因素有关、凸透镜成像规律等问题时，为什么没有实验原理照样可以进行设计实验，其原因就是明确实验方法。明确实验方法不但可以解决没有实验原理情况下设计实验，而且可以突破器材和仪器及研究者的某些限制。在演示力作用效果时，用手捏紧广口玻璃瓶，广口玻璃瓶形变几乎肉眼看不出。如果我们将红色的水装进广口玻璃瓶，用橡皮塞塞紧瓶口，再用细玻璃管插进橡皮塞中间并伸进广口玻璃瓶里，此时用手捏紧广口玻璃瓶，观察细玻璃管液面变化，就可以看出广口玻璃瓶形变。这个方法就是转换法！可见，实验设计能力强弱与理解、明确实验方法有关。