提升学生实验设计能力的策略

    杜中勇

    摘要：实验设计是指对实验的整个过程的规划，包括提出问题、猜想假说、设计实验与定制计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作等一系列过程.实验设计能力反映的是学生对实验仪器是否正确，实验过程是否科学，实验结论是否严谨.本文将从实验兴趣激发、科学的探究过程、小组合作、巧妙的课后活动设计等几方面探究提升学生实验设计能力的一些做法.

    关键字：物理教学 实验设计 优化 做法

    物理是一门以实验为基础的科学，物理学科体系建立在大量的实验研究成果之上.新课标中写到，科学探究是寻求未知规律的一种解决问题的方式，是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径.在实际教学中培养学生设计实验能力是提高学生物理学科素养的重要内容.在中考中，实验题是必考题型，分值也较大，是区分中学生物理综合素质的重要考查内容，是提高学生综合竞争力的重要途径.

    一、初中物理实验设计的意义

    人本主义理论以学生为主体的实验设计，是由学生根据自己所学的物理知识和实验技能，独立地或与同学的合作中，在教师指导下设计出各种实验方案，成功地解决物理实验问题，从而使学生产生成功后的喜悦，激发起更大的学习热情，对学习会更感兴趣.再经过正确引导，这将成为学生学习物理知识、探索科学世界的不竭动力.另外实验设计本身就是一个综合运用所学知识和技能，构思解决问题方案的过程.在这个过程中，可以从不同角度、不同层面，采用不同方法进行设计，其中蕴含着对学生创新精神的培养和训练.

    二、初中物理实验设计的教学策略

    1.课堂内容实验化，培养学生实验的兴趣.物理知识来源于实验，在课堂教学中，应加强物理的实验演示与操作.将抽象的物理知识，更加直观地展示，便于学生理解.其次，实验演示应尽可能贴近我们的生活实际.在课本演示实验的基础上，多设计与生活事例相关的实验演示，更能激发学生的学习兴趣和学习热情.让学生知道，生活处处是物理，要掌握物理知识，实验是重要手段，给学生埋下一颗实验的种子！例如，在讲摩擦力这一节内容时，笔者设计了一个实验：让穿轮滑鞋的男生与女生进行拔河比赛的小活动，学生对此表现出极大的积极性，在欢笑声中，影响摩擦力的大小因素不知不觉就掌握了.

    2.探究过程要科学，树立严谨的探究态度.实验课教学是能最全面锻炼学生逻辑分析能力和动手操作能力的教学过程.在探究过程中，我们首先要遵循提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证、得出结论、评估交流这七个步骤，给学生树立科学的探究过程.其次，在猜想中，学生会有很多似是而非的假设，对于这些假设我们更应该让学生设计实验的探究.例如，在探究浮力的大小与什么因素有关时，学生常常会有液体温度的猜想.如果仅仅是口头的讲解不能让学生完全信服，同时也会打击学生猜想的热情.对此我们可以在装置中加入温度计进行实验，探究温度改变时浮力的变化，对数据进行分析.通过实验直观发现浮力与温度无关，错误观念才会消除.所以在进行探究实验时，我们应尽可能引导学生严谨地完成对每个影响因素的探究，树立严谨的探究态度，建构科学的物理知识网络.

    3.小组合作探究，提高实验效率.小组合作学习的教学模式在教学中的应用非常广泛，通过小组教学可以提高学生的积极性，提高学生的学习效率.而实验课堂同样也可应用小组合作学习，而且分配小组时我们要遵循组间同质、组内异质的原则，一般是每组4人.通过小组合作，充分发挥每位同学的特性，让他们互相合作，同时也能通过小组讨论得到最优的实验的方案，同学们根据自己设计的实验方案进行实验，便能比较高效地完成探究，整个过程老师只需要进行指导，不用过多讲解，大大提高了学生的动手能力.而且由于组间同质，不同的小组之间还可以相互交流他们的实验过程，遇到的问题及解决方式.这样的小组合作既培养了学生的自主实验的能力，更加深了学生的认知深度和广度.

    4.课后增加动手实验作业.课后练习是巩固知识的重要手段，常规的作业无非就是练习册加各种练习卷.但是为了提高学生的动手能力，我们常常会在周末给学生布置一些动手操作的作业.例如，学完“密度与社会”，我们会让学生自己去调制鸡尾酒.讲“生活中的透镜”时，会让学生自己去做简易的照相机，做完让同学拍照发到群里分享实验过程与心得.这样的作业可以提高学生的积极性，同时也在无形中锻炼了他們的动手能力.

    总之，要想提高学生的实验设计能力，我们要尽可能的创造机会让学生动手.在老师课堂演示实验的熏陶下，在实验课的小组探究中，在生活中的小制作中去提高和培养，这样就能够全方位地提高学生的探究能力.