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《物理课程标准》指出：“学生要经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力。”制订计划和设计实验是物理科学探究过程中的重要因素，只有合理设计实验才能进行实验搜集数据，从而进行分析、论证、验证、猜想，进而交流和评估。所以设计实验在科学探究中起着承上启下的作用。设计实验又是培养学生创新精神和实践能力的重要内容，学生在明确探究目的和已有条件的基础上，要学会选择科学探究的方法及所需要的器材，经历制订计划与设计实验的过程，由于学生在制订计划和设计实验过程中存在的困难比较多，所以学生对制订计划和设计实验并不感兴趣，也就很难重视制订计划和设计实验的作用。特别是近几年的考试题中，考查学生设计实验的能力的题目不断增加，我在统计过程中，发现这方面的试题学生失分率是很高的。本人根据十几年教学经历，谈谈如何培养学生设计实验的能力。
一、让学生利用物理知识和实验技能解决一些应用性设计
物理学既是基础科学，又是应用科学，在物理教学中，提出一些和现实的生活、生产中存在的实际问题，要求学生利用学到的物理规律、定理、定律去探讨研究解决问题的方法。设计出解决问题的方案，把学到的物理知识应用到实际问题中，边学边用，活学活用。把单纯地接受重大意义听学生角色转化为能创造发明的设计者，这样可以激发学生兴趣，挖掘创造潜能。与学到的物理知识有关，且待改进或解决的现实问题很多。如学习了课本上利用温度计，电磁继电器组成的温度自动控制装置，能否设计一个自控电热水器，要求水温不到设定温度时，能电加热，水温升到指定温度时信号灯红灯亮，电热水器自动断电停止加热；给你一架天平、水、两个相同的烧杯，能否测出你喝的牛奶密度；俄罗斯核潜艇“库尔斯克”号失事沉没巴伦支海一百多米深的海底，怎样才能把它打捞上来。学生在设计这些问题时，就要运用学过的物理知识和实验技能进行构思，学生首先要确定设计实验的原理，然后根据实验的原理和实验仪器的使用规则来编写实验方案。
二、加强指导交给学生科学的方法
《课程标准》中强调应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神，实践能力以及创新意识。教师在教学中，通过物理知识教学渗透科学探究方法。在中学物理教学中，观察和实验是最基本的方法，还有另外一些方法，如对比法、转换法、等量替代法、图像法、模型法、定量测量法、控制变量法，以及逆向思维法等。教师在教学中要结合实际，恰当地给予学生方法的指导，可以帮助学生理清探究思路。如在探究浮力大小等于什么的实验中，教师要启发学生使他们要认识到：要验证自己的猜想——浮力的大小跟排开水的多少有关，就要用定量测量的方法，设法测出浮力的大小和排开的水重，这样学生余下的任务就是测浮力和排开水重的实验方法，结合给出提供的实验器材，经过广泛的讨论，大部分学生就会设计出测量方案。又如焦耳定律这节课，学生猜想电流产生热量可能跟电流、电阻、通电时间三因素有关，因此，教师要引导学生采用控制变量和对比实验的方法去设计验证方案，可启发学生思考：①在研究电阻与电流关系时，应怎样保证另外两个因素（电流和通电时间）相同。②电阻通电时产生热量的多少能直接观察到吗？（不能）那又能通过什么方式可以观察到呢？（可通过液体或气体吸热后体积膨胀的大小来显示产生热量的多少）在以上点拨、启发的基础上，学生经过讨论很快就设计出实验方案。教给学生知识，传授给学生研究物理的方法对提高学生素质，培养学生思维方法，创造力都有重要意义。
三、运用课外实践活动增强学生设计实验的自信心
在课外适当地开展自制教具和小制作活动对加深和扩大学生知识面，提高兴趣有着重要作用。因此，教师要善于将所学知识用到自制教具和小制作的活动中，着力于培养学生的动手实验的能力、创新能力以及思维能力。初中物理中这方面内容非常丰富，如照相机模型、小孔成像、潜望镜、电铃、密度计、杠杆等。关键是如何让学生认真阅读和收集这方面的资料，肯动脑筋，肯花时间，尤其是在有演示实验的课节教材中，在教之前可先布置学生制作教具和小制作，提供实物和原理结构图，让学生参考鼓舞学生。例如，在浮力应用这节课中，让学生制作潜水艇模型和孔明灯等。同时在课外还要积极引导学生，运用所学知识进行一些带有创造性的制作，甚至于小发明。这可充分发挥出学生自身的能力，提高自身的能力，增强学生设计实验的信心。
物理实验设计能力的提高需要一个过程，教师应根据物理实验教学的内容特点、学生知识与技能的基础和能力发展规律，有目的、有计划、循序渐进地进行。
（扶余县陶赖昭镇第一中学）
一、让学生利用物理知识和实验技能解决一些应用性设计
物理学既是基础科学，又是应用科学，在物理教学中，提出一些和现实的生活、生产中存在的实际问题，要求学生利用学到的物理规律、定理、定律去探讨研究解决问题的方法。设计出解决问题的方案，把学到的物理知识应用到实际问题中，边学边用，活学活用。把单纯地接受重大意义听学生角色转化为能创造发明的设计者，这样可以激发学生兴趣，挖掘创造潜能。与学到的物理知识有关，且待改进或解决的现实问题很多。如学习了课本上利用温度计，电磁继电器组成的温度自动控制装置，能否设计一个自控电热水器，要求水温不到设定温度时，能电加热，水温升到指定温度时信号灯红灯亮，电热水器自动断电停止加热；给你一架天平、水、两个相同的烧杯，能否测出你喝的牛奶密度；俄罗斯核潜艇“库尔斯克”号失事沉没巴伦支海一百多米深的海底，怎样才能把它打捞上来。学生在设计这些问题时，就要运用学过的物理知识和实验技能进行构思，学生首先要确定设计实验的原理，然后根据实验的原理和实验仪器的使用规则来编写实验方案。
二、加强指导交给学生科学的方法
《课程标准》中强调应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神，实践能力以及创新意识。教师在教学中，通过物理知识教学渗透科学探究方法。在中学物理教学中，观察和实验是最基本的方法，还有另外一些方法，如对比法、转换法、等量替代法、图像法、模型法、定量测量法、控制变量法，以及逆向思维法等。教师在教学中要结合实际，恰当地给予学生方法的指导，可以帮助学生理清探究思路。如在探究浮力大小等于什么的实验中，教师要启发学生使他们要认识到：要验证自己的猜想——浮力的大小跟排开水的多少有关，就要用定量测量的方法，设法测出浮力的大小和排开的水重，这样学生余下的任务就是测浮力和排开水重的实验方法，结合给出提供的实验器材，经过广泛的讨论，大部分学生就会设计出测量方案。又如焦耳定律这节课，学生猜想电流产生热量可能跟电流、电阻、通电时间三因素有关，因此，教师要引导学生采用控制变量和对比实验的方法去设计验证方案，可启发学生思考：①在研究电阻与电流关系时，应怎样保证另外两个因素（电流和通电时间）相同。②电阻通电时产生热量的多少能直接观察到吗？（不能）那又能通过什么方式可以观察到呢？（可通过液体或气体吸热后体积膨胀的大小来显示产生热量的多少）在以上点拨、启发的基础上，学生经过讨论很快就设计出实验方案。教给学生知识，传授给学生研究物理的方法对提高学生素质，培养学生思维方法，创造力都有重要意义。
三、运用课外实践活动增强学生设计实验的自信心
在课外适当地开展自制教具和小制作活动对加深和扩大学生知识面，提高兴趣有着重要作用。因此，教师要善于将所学知识用到自制教具和小制作的活动中，着力于培养学生的动手实验的能力、创新能力以及思维能力。初中物理中这方面内容非常丰富，如照相机模型、小孔成像、潜望镜、电铃、密度计、杠杆等。关键是如何让学生认真阅读和收集这方面的资料，肯动脑筋，肯花时间，尤其是在有演示实验的课节教材中，在教之前可先布置学生制作教具和小制作，提供实物和原理结构图，让学生参考鼓舞学生。例如，在浮力应用这节课中，让学生制作潜水艇模型和孔明灯等。同时在课外还要积极引导学生，运用所学知识进行一些带有创造性的制作，甚至于小发明。这可充分发挥出学生自身的能力，提高自身的能力，增强学生设计实验的信心。
物理实验设计能力的提高需要一个过程，教师应根据物理实验教学的内容特点、学生知识与技能的基础和能力发展规律，有目的、有计划、循序渐进地进行。
（扶余县陶赖昭镇第一中学）