作者簡介高學哲,南陽市實驗中學一級教師,南陽市學科帶頭人,曾參與編寫出版多種教學指導圖書.
設計實驗就是編制一個操作程序,使驗證猜想(或研究問題)的工作有步驟地進行,通??砂匆韵聝煞N思路進行.
設計實驗
設計實驗的基本思路是:根據(jù)問題或猜想明確探究目的,確定探究思路,選擇實驗器材,構思出實驗步驟.例如,在探究影響響度的因素時,我們猜想到響度與發(fā)聲體的振幅有關,那么,尋找響度與振幅的關系就是我們接下來的探究目的.而這一探究目的本身就已明確地告訴我們,本探究的思路應是:想辦法使物體發(fā)出響度不同的聲音,觀察、比較它發(fā)聲時的振幅,從中找出它們之間的關系.因此需要選擇發(fā)聲的物體(如鼓)和使其發(fā)聲的工具(小錘).由于鼓面的振動不易直接觀察,需要借助其他物體間接進行顯示,這就需要一些輕泡沫小球.有了這些實驗器材,我們的實驗步驟就是:把泡沫小球撒在鼓面上,分別用小錘輕敲、重敲鼓面,聽鼓面發(fā)出的聲音,并從泡沫小球跳起的高度判斷鼓面振幅的大小.
在探究水的沸騰時,我們的疑問是:水沸騰后繼續(xù)加熱溫度會不會越來越高,這一疑問就是我們的探究目的.根據(jù)這一探究目的,我們的探究思路應是:將水加熱直至沸騰后繼續(xù)加熱,在水沸騰前、后的一段時間內每隔1min測量并記錄一次水的溫度,并進行分析比較.這就需要選擇盛水的容器(燒杯和水)、固定燒杯的鐵架臺、加熱的裝置(火柴、酒精燈、鐵圈、石棉網)、測溫度的溫度計作為實驗器材,實驗的步驟也就清晰了.
理清探究思路,確定探究方法
有些探究項目的探究思路和方法不是那么明顯,這就需要根據(jù)探究目的先分析該探究要解決哪幾個問題,每個問題有什么解決方法,然后根據(jù)每個問題的解決方法確定所需要的實驗器材,再按照這些方法的邏輯關系構思出操作步驟.
例如,在探究凸透鏡成像規(guī)律時,我們的探究目的是找到凸透鏡所成像的性質與物距的關系.為達到這個探究目的,就需要解決兩個問題:一是怎樣利用凸透鏡得到清晰的、便于觀察的、不同性質的像;二是要知道每次成像所對應的物距.解決第二個問題的方法比較簡單,只需用刻度尺進行測量,或在光具座上直接讀出即可.解決第一個問題需要逐項進行思考:要使像清晰,就需要選擇亮度較強的物體;要使像便于觀察,就需要使像呈現(xiàn)在光屏上;要得到不同性質的像,改變物距就可以了.有了以上思考,我們就知道要選擇火柴、蠟燭、凸透鏡、光屏、刻度尺(或光具座)作為實驗器材,同時也能構思出實驗的操作步驟:把點燃的蠟燭分別放在離凸透鏡遠近不同的距離處;調整光屏的位置,使光屏上呈現(xiàn)清晰的像;觀察、測出并記下像的性質和對應的物距、像距記錄在表格中,從中進行比較分析,找出規(guī)律.
設計實驗并不神秘,只要你能把握上述要點和方法,并不斷地運用到設計實驗的實踐中,相信你一定會有更多的收獲和發(fā)現(xiàn).
責任編輯 程 哲