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培养学生的实验设计能力

　　物理是一门以实验为基础的学科，物理实验是研究物理问题的重要手段和方法，也是物理教学的重要内容。实验能力是进一步学习物理和从事未来工作的一种必要的能力。中学物理实验能力除包括观察能力、操作能力、分析和处理数据的能力外，还有根据确定的实验目的独立设计实验方案的能力，这是中学物理实验能力中较高层次的能力，是教学的难点，是学生最头痛的题目。根据个人的教学实践，笔者认为培养学生的实验设计能力要做好以下几个方面：

　　一、夯实基础知识
　　例如：测量液体密度可用天平、量筒进行测量，也可用天平借助水和液体体积相等间接测量体积，从而测出密度，或只用量筒，借浮力知识测量，或利用液体压强公式测量，或用弹簧测力计借浮力知识测量。由此看出，实验设计是建筑在融会贯通地掌握物理知识基础之上的。提高实验设计能力的前提是要加强对学生进行物理知识的教学，使学生掌握坚实的基础知识。

　　二、教学过程中要介绍实验设计的思想与方法
　　由于物理教材中的实验只能配合教学内容分散设置，加上课本本身对实验设计思想讨论较少，实验设计思想不可能在学生头脑中留下鲜明的印象，更谈不上对实验设计思想进行归纳、总结、分类，而实验设计方法是决定实验成功与否的首要因素，是培养学生科学思维能力的重要环节。

　　三、重视思维方法的教学
　　实验问题的解决过程是实现由初始状态向目标状态的转化过程，实验思维方法则是指导在实验中寻找解决问题的各种途径，即指导对问题进行搜索的各种方法，是实验能力的核心，是实验问题解决的灵魂。实验教学离开实验，思维方法的教学将成为无源之水、无本之木。实验思维方法一般有以下几种：“原理――目标”分析法、“目的――手段”分析法、目标反推法、理想实验方法。

　　四、训练学生的评价能力
　　评价能力就是从许多可能方案中选定一个最佳方案的能力，这对创造性的科学研究工作具有其深远的意义，也只有培养学生的评价能力，才能更好地实行实验设计的可行性原则、精确性原则和方便性原则，刺激学生探索尽可能多的解决问题的途径，避免学生有意无意地进入某种特定的思维模式，调整已储存知识的系统性、深刻性，使知识自然增殖，从而开发学生的潜在智力――创造力，提高学生的实验设计能力。

　　五、实验设计能力的培养应贯穿教学全过程
　　众所周知，物理概念的引入，规律的得出，演示实验、分组实验能力从不同方面诠释实验的方法、原则与思维方式，但不容忽视的是习题教学中同样也可以提高实验设计能力。例如：一瓶子的质量是200克，装满水总质量是1200克，用该瓶装满某种液体总质量是13800克，求法液体的密度。此题除训练学生对密度公式的运用、解题思维方法外，还应提示学生：本题提供了一种课本外全新的实验方法：利用水的密度已知，转化必测物理量，达到目标解决的目的。从培养学生的思想方法，再引导学生讨论此方法的优缺点，可锻炼学生的评价能力。由此看出，实验设计所需的各种能力渗透在教学的各个环节中，所以实验设计能力的培养贯穿教学全过程。