刘喜梅

摘 要：设计性实验教学有助于培养学生勇于探究、勤于思考的核心素养。充分调动学生实验的积极性，培养良好的实验探究习惯，注重实验设计思路和方法的教学，教会学生规范叙述实验步骤，能分析实验数据，准确描述实验结论，可以使设计实验的教学顺利高效进行。

关键词：初中物理；设计性实验；教学方法

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2017）35-0061-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.35.035

物理是一门以实验为基础的自然科学，在初中阶段的学生实验包括测量性实验、设计性实验，其中设计性实验是研究、探索物理规律、应用物理规律的重要手段。充分利用设计性试验，既可以激发学生学习物理的兴趣，又可以培养学生勇于探究、勤于反思精神，从而提高学生的核心素养，现重点讨论初中物理设计性实验教学。

一、充分调动学生实验的积极性

教师要充分调动学生学习兴趣和实验的积极性。在八年级开学上第一堂课时，可以做很多小实验，比如试管上升实验、惯性小球实验、漏斗吹乒乓球实验，等等。还可以提出许多学生熟悉但不知道原因的生活常识问题，比如夏天吃冰棍为什么会冒白气？白气向哪儿飘？比如小鸟站在电线上为什么不会被电死？同时还可利用多媒体播放许多有趣但学生又不懂原因的实验，比如会喝水的小鸟、头发带电实验，等等。此外，还可在日常教学中开展丰富的、适合学生的活动，如研究家庭电路各种开关的工作原理、开展制作竞赛等，可大大调动学生动手实验的积极性。

二、培养良好的实验探究的习惯

虽然很多学生动手能力强，也有探究问题的爱好和欲望，但缺乏良好的实验探究的习惯。教师布置实验探究任务希望学生能自觉主动地观察教师的演示实验，或者到实验室进行分组实验探究活动时，有相当一部分学生是抱着好玩的心理观察实验、进入实验室的，他们认为实验课好看、热闹、没有课堂作业，一节课下来有的学生根本不知道观察什么或者根本就没有动手操作。这就要求教师从第一次演示实验、分组实验开始，培养学生明确实验目的、学会设计实验方案、确定实验方法、仔细观察实验现象、学会收集数据、学会设计实验表格、学会分析实验数据、学会归纳总结实验结论，等等，养成良好的实验探究习惯。

三、教会实验设计的思路和方法

（一）探究性实验的设计

这类实验所探究的物理量一般和多个因素有关，教会学生设计的思路和方法尤其重要。

设计方案基本思路：根据猜想明确实验目的——通过控制变量确定实验条件和需要测量的物理量——思考测量物理量需要解决的问题——构思解决每个问题的方法——选择适当方法构成实验方案。

具体做法：先根据控制变量的设计思想明确实验条件，思考哪些量应保持不变，需改变和测量哪些量；随后分析测量这几个量需解决哪几个问题；再分析每个问题有哪几种解决办法，各需要哪些器材；最后根据现有条件和探究要求选择其中某种最优方法，确定实验方案，形成操作步骤。

比如：探究电流与电压和电阻的关系实验，根据电压的作用是形成电流，电阻是导体对电流的阻碍作用，猜想得出电流应与电压和电阻都有关系，应该采用控制变量法：研究电流与电压的关系，应控制电阻不变，改变电压，如何改变电压——改变电池节数或者串联滑动变阻器，分析两种方法的优劣；研究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压不变，改变电阻，如何控制电阻两端电压不变——移动滑动变阻器的滑片；综合上述分析，得出所用的实验器材、电路图、连接方法、实验方法。

（二）应用性实验的设计

应用性实验的设计，主要考查學生日常生活的常识与物理知识的结合能力，以及实验操作的基本思维与规范。难点在于实验原理未知，学生要把问题要求和相应实验原理结合，再用简洁准确的物理语言或者画图的方法解决问题，叙述时也要注意应用控制变量法。

具体方法是：认真阅读题干要求，思考这种生活现象或实验与学过的哪个物理知识相联系；思考题干已给的器材对达到实验目的所起的作用，利用所给工具设计实验；注意语言的规范和实验思路的严谨，比如一些实验操作需多实验几次以保证结果的普遍性，有些题目也可先通过画示意图进行说明。

相似的练习有：如何利用重锤线和三角板判断桌面是否水平；如何利用透明塑料软管和水在不同的墙面上找出相同高度；某野外生存小队在森林中迷失了方向，如何利用身边的物品：装有电池的手电筒，固定帐篷用的大铁钉、细线和带绝缘器的铜丝解决问题，并且反思使装置效果更明显的方法等。

通过上述应用性实验设计的练习，既可以培养学生的探究精神，将所学知识应用于实际解决问题，也使学生养成善于思考、善于反思的良好的学习习惯，从而提高科学素养。

四、强化实验步骤描述的准确和简洁

实验步骤的规范叙述包括：对实验前器材的初始状态，实验中应注意的地方要有交代。如：研究杠杆平衡条件时要调节杠杆使其在水平位置平衡；电学实验中，连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置；研究阻力对物体运动的影响时，要使同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下，等等。

另外，每一步实验步骤的叙述要包含：“用什么仪器”“测哪个物体的”“测什么物理量”“用什么符号表示”，及记录在数据表格中的叙述，测量次数根据实验目的确定，力求简洁准确。比如要叙述成：用天平测量木块的质量为m；用电流表测量灯泡L1的电流为I1，等等。

五、规范实验结论的描述方法

对于实验数据的分析，初中物理经常用到列表法、作图法等，而实验结论的表述方法有文字叙述、数学语言表达等，在平时的实验教学中，要规范学生物理结论的表述，要求科学、准确、简洁，同时必须注意实验结论的严密性和逻辑性，叙述时不能缺少规律成立的实验条件，不能把定性关系（即：在……相同时，……越……，……越……）和定量关系[在……相同时，……跟……成正比（反比）]混淆。比如在叙述电流与电压和电阻关系时，叙述光的反射定律时既要注意因果关系，还要注意定量叙述；而在叙述长度、横截面积、材料等对电阻的影响关系时，就要依据实际情况，如果给出了定量的实验数据则要定量描述，否则只需定性描述即可。

参考文献：

[1] 李秀芹.初中物理课外探究性实验活动的教学设计[J].价值工程，2011（4）：279-280.

[2] 马人宏. 初中物理设计性实验初探[J]. 安徽教育，1988（Z1）：96.