陳可挺

【摘 要】 培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ淖罡邔哟危ㄟ^(guò)對(duì)課本實(shí)驗(yàn)的重新設(shè)計(jì)能使學(xué)生的視野得到拓寬，思維更為活躍，能力得到培養(yǎng)，初中的教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行早期的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)及實(shí)驗(yàn)思維能力，并且使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到極大的提高。

【關(guān)鍵詞】 物理實(shí)驗(yàn) ?科學(xué)素質(zhì) ?探索

一、初中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和作用

培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ淖罡邔哟?，也是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究中能否實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡闹匾ＷC和具體的操作指南，其本身具有較強(qiáng)的綜合性、創(chuàng)造性和靈活性等特點(diǎn)。學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，必須以一定的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能為基礎(chǔ)，不墨守陳規(guī)，要新穎巧妙地設(shè)計(jì)出解決問(wèn)題的途徑和方法。并且能根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)出不同的方案，即使在相同的條件下，也能進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。

學(xué)生設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)作用是：

1. 可以激發(fā)學(xué)生的探索興趣

學(xué)生根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技巧獨(dú)立地或在老師指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，在付諸實(shí)施并解決問(wèn)題時(shí)，會(huì)產(chǎn)生成功的喜悅，會(huì)激發(fā)出一種對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的深層次的動(dòng)力，并上升到研究實(shí)驗(yàn)的興趣。例如在上完初二“功”的一節(jié)內(nèi)容后，我便提出，能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出每個(gè)學(xué)生“提高”自己最多能做多少功？學(xué)生接到題目便一下子興奮起來(lái)，想了很多方法，最后群策群力地總結(jié)出一個(gè)“最佳”方案：取一條足夠長(zhǎng)的繩，一段系于腰間，一端通過(guò)“羊眼”垂于地下，并在通過(guò)“羊眼”的繩上做個(gè)記號(hào)，并讓測(cè)量的人使勁豎直地向上跳后，量出拉出的繩子的長(zhǎng)度，應(yīng)用公式W=Gh便可算出。在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生的參與性與探索興趣及學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性得到了很大的提高。

2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神和實(shí)踐能力

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能構(gòu)思解決問(wèn)題的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，可以從不同角度、不同層面采用不同方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中必然蘊(yùn)涵著對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和訓(xùn)練……。例如：在“測(cè)定大氣壓”的實(shí)驗(yàn)中，課本上由于水銀的劇毒而舍去了對(duì)大氣壓進(jìn)行測(cè)定的“托里拆利實(shí)驗(yàn)”。如何能讓學(xué)生更具體地掌握這方面的知識(shí)呢？我在上這節(jié)課的時(shí)候就給學(xué)生布置了一個(gè)題目：設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)“托利拆利實(shí)驗(yàn)”，測(cè)定大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果學(xué)生設(shè)計(jì)出不少的測(cè)量方案來(lái)。有的建議用水柱代替水銀柱重復(fù)托利拆利實(shí)驗(yàn)，有的建議把皮碗壓在玻璃板上用彈簧秤拉，在拉開的瞬間讀出拉力，并用P=F/S算出大氣壓的值等等。在設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)造思維得到了發(fā)揮，解決問(wèn)題的能力也得到了提高。

3. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)可以強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

在學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)和技能進(jìn)行學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題的每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一種方法、步驟細(xì)致的分析和研究，這有助于學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生思維的嚴(yán)密性。例如：在學(xué)到機(jī)械效率這章時(shí)，書上的實(shí)驗(yàn)是《測(cè)滑輪組的機(jī)械效率》。做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了按書上的提示及注意事項(xiàng)做實(shí)驗(yàn)外，還必須弄清楚為何要將繩子末端豎直地勻速上拉，這可使學(xué)生在拓展做《測(cè)定斜面的效率》的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到拉力的速度和方向的細(xì)節(jié)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性及探索問(wèn)題的嚴(yán)密性。

二、加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

1. 挖掘教材中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論知識(shí)

教師應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)并挖掘教材中的隱含信息，幫助學(xué)生了解和掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，豐富知識(shí)點(diǎn)。

在學(xué)完電學(xué)的初步知識(shí)后，學(xué)生對(duì)電路中的部分電路的短路現(xiàn)象有了一定的認(rèn)識(shí)，所謂的部分短路是導(dǎo)線相接的兩點(diǎn)間的電壓為0，則被短路的部分電路沒(méi)有電流通過(guò)，電燈如果被短路，燈不亮。電壓表如果被短路，指針不動(dòng)。有的學(xué)生就提出電流表如果被短路呢？是否指針也不動(dòng)？通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索，學(xué)生得出由于電流表內(nèi)阻極小，加上導(dǎo)線連接時(shí)有接觸電阻，所以不大可能電流表的指針不動(dòng)。這樣的實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生充分了解探索性實(shí)驗(yàn)的方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想。

2. 補(bǔ)充經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)

對(duì)于書本上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，不僅要學(xué)生能完全掌握而且還應(yīng)該能靈活應(yīng)用并做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。例如傳統(tǒng)的測(cè)量電阻的方法可用伏安法，還可加個(gè)用一個(gè)電流表加上一個(gè)已知電阻（或者滑動(dòng)變阻器）的方法，或一個(gè)電壓表加上一個(gè)已知電阻的方法來(lái)測(cè)。 這對(duì)于學(xué)生進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則以及掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法都是十分重要的。

3. 課本實(shí)驗(yàn)的重新設(shè)計(jì)

課本實(shí)驗(yàn)的重新設(shè)計(jì)可以樹立學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的信心，克服學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的思路模糊及存在的畏懼心理。在測(cè)定物質(zhì)密度的實(shí)驗(yàn)中，課本實(shí)驗(yàn)只做不溶于水的固體物質(zhì)如：銅塊、鋁塊等物質(zhì)的密度的實(shí)驗(yàn)。能否在做好原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加上測(cè)定生石灰及白糖等物質(zhì)的密度呢？生石灰由于會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)而不能用排水法測(cè)其體積，則可用油代替水。而白糖密度的測(cè)定可先做成白糖的飽和溶液，再用排液法測(cè)出白糖的體積加以測(cè)定。通過(guò)對(duì)課本實(shí)驗(yàn)的重新設(shè)計(jì)能使學(xué)生的視野得到拓寬，思維更為活躍，能力得到培養(yǎng)。

在初中的教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行早期的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)及實(shí)驗(yàn)思維能力，并且使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到極大的提高。最終對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的興趣得到質(zhì)的飛躍。

參考文獻(xiàn)

[1] 許壽延.在物理教學(xué)中提高學(xué)生的邏輯思維能力探索M.福建基礎(chǔ)教育研究，2011（05）.