在物理探究實驗過程中，為了檢驗猜想與假設(shè)是否正確，必須進(jìn)行實驗驗證，而實驗過程是否成功的關(guān)鍵是設(shè)計實驗。由此可見設(shè)計實驗在科學(xué)探究中占有重要地位。既然設(shè)計實驗這么重要，那么設(shè)計實驗時要從哪些方面進(jìn)行設(shè)計呢?設(shè)計時要注意哪些事項呢?下面根據(jù)我的教學(xué)實踐談一談如何設(shè)計物理探究實驗。

一、設(shè)計實驗前要明確探究目的、原理和已知條件

在設(shè)計探究實驗之前，必須明確探究的目的、原理和已知條件。探究的目的來自于探究的問題，設(shè)計實驗的具體任務(wù)或?qū)嶒灧桨傅木唧w要求來自于根據(jù)探究問題所提出的猜想或假設(shè)。當(dāng)猜想或假設(shè)一經(jīng)提出，便能據(jù)此明確目的，辨明條件。

二、根據(jù)已有條件設(shè)計好探究的程序

設(shè)計實驗，就是從操作的角度把探究的猜想與假設(shè)具體化、程序化。一般做法是先分析該探究要解決哪幾個問題，每個問題有哪幾種解決方法，根據(jù)現(xiàn)有的條件和探究的要求，選擇哪種方法為好，然后根據(jù)這些被選中的方法確定需要什么實驗器材，按這些方法的邏輯關(guān)系構(gòu)思出操作步驟，設(shè)計出記錄實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的表格。

三、設(shè)計的實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)要明顯證明猜想是否正確

設(shè)計實驗的目的是驗證猜想與假設(shè)，因此在設(shè)計實驗的過程中，要讓設(shè)計的實驗現(xiàn)象或記錄的數(shù)據(jù)能明顯地證明猜想是否正確，而且越明顯越好。如果設(shè)計定量的實驗。就必須能夠得出與猜想有關(guān)的數(shù)據(jù)供分析，如果設(shè)計定性實驗，則必須有與猜想有關(guān)的實驗現(xiàn)象供我們分析論證。這是實驗成功與否的關(guān)鍵。

四、根據(jù)不同的情況選擇不同的科學(xué)探究方法

初中物理探究實驗應(yīng)用的科學(xué)探究的方法很多，如控制變量法、轉(zhuǎn)換法、圖像法、放大法、等效替代法、類比法、比較法、理想化實驗法(即實驗推理法)分析歸納法、觀察實驗法等。在設(shè)計實驗時，根據(jù)不同的情況采取不同科學(xué)探究的方法。

五、要從全方位多角度考慮選取的實驗器材

在選擇實驗器材時，要從各個層次進(jìn)行考慮，例如怎樣實現(xiàn)探究的步驟，怎樣保證器材的安全，怎樣減小實驗的誤差，怎樣方便實驗的操作等。對初中學(xué)生來說，不能一開始就要求過高，但應(yīng)該讓學(xué)生在制定探究計劃時領(lǐng)悟選擇器材的思路，嘗試自己來選擇探究所需要的器材。例如，可以讓學(xué)生在制定探究計劃時思考需要哪些器材，把所需器材的種類先確定下來，然后再從實驗器材的安全性、減小誤差、方便操作等方面來考慮器材的規(guī)格等問題，形成從各個因素選擇實驗器材的意識，逐步地提高學(xué)生選擇實驗器材的能力。在選擇實驗器材時，應(yīng)提倡學(xué)生選用日常生活中常見的器具來進(jìn)行實驗，這有利于使他們產(chǎn)生對實驗探究的親近感以及發(fā)展他們在實驗器材選擇方面所表現(xiàn)的創(chuàng)造能力。

六、能抓住主要因素、忽略次要因素，會用控制變量法

在物理探究實驗中要研究的問題常常有多個因素共同作用，這就要使學(xué)生知道。在一定的條件下是哪些因素在對問題起主要作用，哪些因素起次要作用，以至于對研究問題的影響是否小到可以忽略的程度。對研究問題起主要作用的多個因素中，如何采取控制因素的辦法，把多因素的問題變成單個因素的問題，分別加以研究，最后在綜合解決，這種方法叫控制變量法。