提升學生實驗設計能力的策略

杜中勇

摘要：實驗設計是指對實驗的整個過程的規劃，包括提出問題、猜想假說、設計實驗與定制計劃，進行實驗與收集證據，分析與論證，評估，交流與合作等一系列過程.實驗設計能力反映的是學生對實驗儀器是否正確，實驗過程是否科學，實驗結論是否嚴謹.本文將從實驗興趣激發、科學的探究過程、小組合作、巧妙的課后活動設計等幾方面探究提升學生實驗設計能力的一些做法.

關鍵字：物理教學 實驗設計 優化 做法

物理是一門以實驗為基礎的科學，物理學科體系建立在大量的實驗研究成果之上.新課標中寫到，科學探究是尋求未知規律的一種解決問題的方式，是提高學生科學素養的一種重要而有效的途徑.在實際教學中培養學生設計實驗能力是提高學生物理學科素養的重要內容.在中考中，實驗題是必考題型，分值也較大，是區分中學生物理綜合素質的重要考查內容，是提高學生綜合競爭力的重要途徑.

一、初中物理實驗設計的意義

人本主義理論以學生為主體的實驗設計，是由學生根據自己所學的物理知識和實驗技能，獨立地或與同學的合作中，在教師指導下設計出各種實驗方案，成功地解決物理實驗問題，從而使學生產生成功后的喜悅，激發起更大的學習熱情，對學習會更感興趣.再經過正確引導，這將成為學生學習物理知識、探索科學世界的不竭動力.另外實驗設計本身就是一個綜合運用所學知識和技能，構思解決問題方案的過程.在這個過程中，可以從不同角度、不同層面，采用不同方法進行設計，其中蘊含著對學生創新精神的培養和訓練.

二、初中物理實驗設計的教學策略

1.課堂內容實驗化，培養學生實驗的興趣.物理知識來源于實驗，在課堂教學中，應加強物理的實驗演示與操作.將抽象的物理知識，更加直觀地展示，便于學生理解.其次，實驗演示應盡可能貼近我們的生活實際.在課本演示實驗的基礎上，多設計與生活事例相關的實驗演示，更能激發學生的學習興趣和學習熱情.讓學生知道，生活處處是物理，要掌握物理知識，實驗是重要手段，給學生埋下一顆實驗的種子！例如，在講摩擦力這一節內容時，筆者設計了一個實驗：讓穿輪滑鞋的男生與女生進行拔河比賽的小活動，學生對此表現出極大的積極性，在歡笑聲中，影響摩擦力的大小因素不知不覺就掌握了.

2.探究過程要科學，樹立嚴謹的探究態度.實驗課教學是能最全面鍛煉學生邏輯分析能力和動手操作能力的教學過程.在探究過程中，我們首先要遵循提出問題、猜想假設、設計實驗、進行實驗、分析論證、得出結論、評估交流這七個步驟，給學生樹立科學的探究過程.其次，在猜想中，學生會有很多似是而非的假設，對于這些假設我們更應該讓學生設計實驗的探究.例如，在探究浮力的大小與什么因素有關時，學生常常會有液體溫度的猜想.如果僅僅是口頭的講解不能讓學生完全信服，同時也會打擊學生猜想的熱情.對此我們可以在裝置中加入溫度計進行實驗，探究溫度改變時浮力的變化，對數據進行分析.通過實驗直觀發現浮力與溫度無關，錯誤觀念才會消除.所以在進行探究實驗時，我們應盡可能引導學生嚴謹地完成對每個影響因素的探究，樹立嚴謹的探究態度，建構科學的物理知識網絡.

3.小組合作探究，提高實驗效率.小組合作學習的教學模式在教學中的應用非常廣泛，通過小組教學可以提高學生的積極性，提高學生的學習效率.而實驗課堂同樣也可應用小組合作學習，而且分配小組時我們要遵循組間同質、組內異質的原則，一般是每組4人.通過小組合作，充分發揮每位同學的特性，讓他們互相合作，同時也能通過小組討論得到最優的實驗的方案，同學們根據自己設計的實驗方案進行實驗，便能比較高效地完成探究，整個過程老師只需要進行指導，不用過多講解，大大提高了學生的動手能力.而且由于組間同質，不同的小組之間還可以相互交流他們的實驗過程，遇到的問題及解決方式.這樣的小組合作既培養了學生的自主實驗的能力，更加深了學生的認知深度和廣度.

4.課后增加動手實驗作業.課后練習是鞏固知識的重要手段，常規的作業無非就是練習冊加各種練習卷.但是為了提高學生的動手能力，我們常常會在周末給學生布置一些動手操作的作業.例如，學完“密度與社會”，我們會讓學生自己去調制雞尾酒.講“生活中的透鏡”時，會讓學生自己去做簡易的照相機，做完讓同學拍照發到群里分享實驗過程與心得.這樣的作業可以提高學生的積極性，同時也在無形中鍛煉了他們的動手能力.

總之，要想提高學生的實驗設計能力，我們要盡可能的創造機會讓學生動手.在老師課堂演示實驗的熏陶下，在實驗課的小組探究中，在生活中的小制作中去提高和培養，這樣就能夠全方位地提高學生的探究能力.