【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）04-0187-02

仔細(xì)分析和研究近幾年的高考試卷，可以看出高考中對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橐衙黠@加強(qiáng)，而考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊环N主要手段，就是對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的考查。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不同于教科書上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)，它是以一種嶄新的面目展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生通過(guò)分析、推理、猜測(cè)、想象等思維活動(dòng)，從中尋找解決問(wèn)題的方法和路子。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力多方位的考查，因此，不少學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)面前一籌莫展，甚至產(chǎn)生恐懼心理。我們研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的就在于幫助學(xué)生消除這種恐懼心理，尋找正確處理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法，提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

一、研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原則

1.合理性。

實(shí)驗(yàn)方案所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理，實(shí)驗(yàn)裝置能夠圓滿完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要求。

2.安全性。

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中不會(huì)對(duì)人身造成傷害，不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材造成損壞。

3.精確性。

實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程與換算結(jié)果要盡可能做到精確，誤差要在許可的范圍內(nèi)。

4.可重復(fù)性。

實(shí)驗(yàn)裝置可以進(jìn)行多次測(cè)量，可重復(fù)操作。

5.便利性。

實(shí)驗(yàn)要便于準(zhǔn)備、便于操作、便于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)算與收集。

二、研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)重視以下幾個(gè)方面

1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，緊扣實(shí)驗(yàn)原理。

研究任何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，都要明確該實(shí)驗(yàn)的目的、要求及應(yīng)遵循的實(shí)驗(yàn)規(guī)則，從中尋找出其實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)驗(yàn)原理是物理實(shí)驗(yàn)的“核心”，只有明確了實(shí)驗(yàn)原理，才能確定實(shí)驗(yàn)的方法和步驟。因此，研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)都是由分析實(shí)驗(yàn)原理開(kāi)始入手，充分理解實(shí)驗(yàn)原理是提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)。

2.熟悉實(shí)驗(yàn)器材的特點(diǎn)、性能，并能正確、靈活地使用。

實(shí)驗(yàn)器材的使用包括：儀器的選擇、量程的選擇、連接方法的選擇等。要正確使用儀器，就必須要熟悉實(shí)驗(yàn)器材，為此，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的構(gòu)造、工作原理、使用法則及設(shè)計(jì)思想要有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。例如電學(xué)實(shí)驗(yàn)中最常用的儀器為電流表和電壓表，而不論電壓表還是電流表，都是由一個(gè)電流計(jì)與一個(gè)定值電阻并聯(lián)或串聯(lián)所構(gòu)成，因此，電壓表、電流表不僅是一個(gè)測(cè)量的儀器，同時(shí)也是一個(gè)電阻，同樣遵循歐姆定律，所以，電壓表可以串聯(lián)在電路中作為電流表使用，

3.要善于由已掌握的學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理向設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的遷移，嚴(yán)防“思維定格”。

通過(guò)課本的學(xué)習(xí)，我們已初步掌握了一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)方法；通過(guò)平時(shí)的訓(xùn)練和積累，我們已了解了多種物理模型和物理情景。分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，就是要把我們所學(xué)知識(shí)有效地應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中去，一些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)原理就是來(lái)自于教材上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，只是在某些環(huán)節(jié)上做了一些變化。我們?cè)谔幚磉@類實(shí)驗(yàn)時(shí)，要多觀察與學(xué)生實(shí)驗(yàn)的相同之處和不同之處，從中找出解決方法，嚴(yán)防“思維定格”。

例.某同學(xué)利用一架固定好的自動(dòng)相機(jī)，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車啟動(dòng)后不久做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的照片。相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔為2.0s。已知小轎車的車長(zhǎng)為4.5m，他用刻度尺測(cè)量照片上的長(zhǎng)度關(guān)系，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)你估算這輛小轎車的加速度a和小轎車在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的即時(shí)速度大小v。

4.牢固掌握多種實(shí)驗(yàn)方法，靈活選擇有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法。

要想提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ仨氄J(rèn)真體會(huì)物理教材上的實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。例如在“驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)小球在碰撞前后的速度在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室很難進(jìn)行測(cè)量，教材中則采用了“等效替代”的方法，讓小球碰后從同一高度作平拋，

5.隱含量的挖掘往往是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查的一個(gè)方面。

對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，題目中所給定的物理知識(shí)或物理情境通常是陌生的，要通過(guò)仔細(xì)審題，找出題目中的有用信息和隱含的量進(jìn)行分析，有些隱含的量或隱含條件是學(xué)生常見(jiàn)的、容易挖掘的，但還有一些隱含條件隱蔽的比較深，或者是學(xué)生不常見(jiàn)的，使學(xué)生很難挖掘出來(lái)，從而陷入解題困境，因此，對(duì)隱含量挖掘往往是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一種考驗(yàn)。在對(duì)隱含量挖掘的過(guò)程中，一定要細(xì)心、耐心，并要有想象力，要善于與學(xué)過(guò)的物理知識(shí)和方法相比較，通過(guò)正確地推理找出科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。

例.如圖所示，是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖。其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q，從而求出其電容C。該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：

（1）按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路；

6.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中要遵循實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

實(shí)事求是是最基本的科學(xué)素質(zhì)，做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描繪出符合實(shí)驗(yàn)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)圖線。憑空想象、湊數(shù)、改數(shù)據(jù)等都是錯(cuò)誤的。

綜上所述，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是近幾年高考考查的重要能力之一，一方面考查了學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)、基本方法與實(shí)驗(yàn)技能技巧的掌握與領(lǐng)會(huì)，同時(shí)又本著源于教材、高于教材的原則，側(cè)重考查學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新、改良，靈活運(yùn)用的能力。因此，教師在教學(xué)中必須督導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)、分析、解題的基本能力與技巧。