如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

作者簡(jiǎn)介高學(xué)哲，南陽(yáng)市實(shí)驗(yàn)中學(xué)一級(jí)教師，南陽(yáng)市學(xué)科帶頭人，曾參與編寫(xiě)出版多種教學(xué)指導(dǎo)圖書(shū).

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)就是編制一個(gè)操作程序，使驗(yàn)證猜想（或研究問(wèn)題）的工作有步驟地進(jìn)行，通?？砂匆韵聝煞N思路進(jìn)行.

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路是：根據(jù)問(wèn)題或猜想明確探究目的，確定探究思路，選擇實(shí)驗(yàn)器材，構(gòu)思出實(shí)驗(yàn)步驟.例如，在探究影響響度的因素時(shí)，我們猜想到響度與發(fā)聲體的振幅有關(guān)，那么，尋找響度與振幅的關(guān)系就是我們接下來(lái)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(yīng)是：想辦法使物體發(fā)出響度不同的聲音，觀(guān)察、比較它發(fā)聲時(shí)的振幅，從中找出它們之間的關(guān)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(dòng)不易直接觀(guān)察，需要借助其他物體間接進(jìn)行顯示，這就需要一些輕泡沫小球.有了這些實(shí)驗(yàn)器材，我們的實(shí)驗(yàn)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(tīng)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(shí)，我們的疑問(wèn)是：水沸騰后繼續(xù)加熱溫度會(huì)不會(huì)越來(lái)越高，這一疑問(wèn)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(yīng)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(shí)間內(nèi)每隔1min測(cè)量并記錄一次水的溫度，并進(jìn)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(tái)、加熱的裝置（火柴、酒精燈、鐵圈、石棉網(wǎng)）、測(cè)溫度的溫度計(jì)作為實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(gè)問(wèn)題，每個(gè)問(wèn)題有什么解決方法，然后根據(jù)每個(gè)問(wèn)題的解決方法確定所需要的實(shí)驗(yàn)器材，再按照這些方法的邏輯關(guān)系構(gòu)思出操作步驟.

例如，在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，我們的探究目的是找到凸透鏡所成像的性質(zhì)與物距的關(guān)系.為達(dá)到這個(gè)探究目的，就需要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是怎樣利用凸透鏡得到清晰的、便于觀(guān)察的、不同性質(zhì)的像；二是要知道每次成像所對(duì)應(yīng)的物距.解決第二個(gè)問(wèn)題的方法比較簡(jiǎn)單，只需用刻度尺進(jìn)行測(cè)量，或在光具座上直接讀出即可.解決第一個(gè)問(wèn)題需要逐項(xiàng)進(jìn)行思考：要使像清晰，就需要選擇亮度較強(qiáng)的物體；要使像便于觀(guān)察，就需要使像呈現(xiàn)在光屏上；要得到不同性質(zhì)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(shí)驗(yàn)器材，同時(shí)也能構(gòu)思出實(shí)驗(yàn)的操作步驟：把點(diǎn)燃的蠟燭分別放在離凸透鏡遠(yuǎn)近不同的距離處；調(diào)整光屏的位置，使光屏上呈現(xiàn)清晰的像；觀(guān)察、測(cè)出并記下像的性質(zhì)和對(duì)應(yīng)的物距、像距記錄在表格中，從中進(jìn)行比較分析，找出規(guī)律.

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并不神秘，只要你能把握上述要點(diǎn)和方法，并不斷地運(yùn)用到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐中，相信你一定會(huì)有更多的收獲和發(fā)現(xiàn).

責(zé)任編輯 程 哲