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科学探究中如何引导学生设计实验

【摘要】

《新课程标准》对初中物理实验教学提出新的要求，本文从学生

的认知规律和知识技能的形成规律出发，阐述我们在科学探究环节

中容易忽略的问题及引导学生设计实验的方法，以培养学生实验设

计能力及创新意识。

【关键词】

科学探究引导设计实验

一、科学探究的重要性

物理是一门以实验为基础的科学，科学探究是建立物理概念，得

出物理规律的重要手段，《新课程标准》对初中物理教育教学提出

了新的要求，学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究

过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，科学探究实

验是现代素质教育的重要教学方式，又是学生的重要学习目标，学

生通过实验思考，能有效地增强科学探究精神和思维能力所以，做

好科学探究、重视实验设计是新课程标准的基础要求，也是提高教

育教学质量的重要手段。

二、目前物理实验教学中存在的问题

现阶段，我们一些学校教育仍然存在着“以教师为中心的传统教

学模式”只注重实验的结果，而忽略实验的过程和方法，教师预先

讲解实验目的、器材、步骤，学生动手操作，仅仅是熟悉器材，被

动地按照教师规定的程序进行操作来获取（书本）教师所要求得到

的实验结果，这种实验方式学生没有经历自主设计实验，探究物理

问题的过程，以致学生少了许多思考的空间。教师教起来省事，学

生学起来了省事，长此以往便会形成照搬程序，机械实验的习惯，

大脑中只机械跳动两个问题“人要我做什么”你要我怎么做学生的

创造力无法萌芽，最后导致陷入“死循环”格局，这种方式是与新

课程标准的要求相违背的，因此，在这种情况下，怎样引导学生设

计实验，培养学生的创新意识，显得尤为重要。

三、解决办法

现场写真：在学完密度知识后，课堂上安排一个小活动，怎样测

一个形状不规则的小石块的密度。仔细分析并不难，就是密度公式

ρ=m/v的一个实际应用，这与已学过的速度的测量类似，我以为通

过上学期的知识积累，这样的问题应该可以，解决但出乎意料的是

许多同学对此束手无策，能够完整得出结果的同学寥寥无几。究其

原因有如下几点：1.学生对公式还不熟悉，学生未能真正理解公式

的含义及应用，利用公式可以解决什么问题2.理论与实践脱节，学

生缺乏一种思维，不能从物理生活联系起来3.学生不知道怎样设计

实验。

针对这种情况，我在多年的教学中，在引导学生设计实验方面做

了一些尝试，来帮助学生找到设计实验的思路和方法，在此谈谈我

的一点粗略的看法。

第一、以演示实验为基础，为实验设计作好铺垫培养学生基础实

验能力。

学生的实验能力的形成和发展是循序渐进、日积月累的。因此，

在新课教学中，教师要重视演示实验的内容教学，每一个实验都要

让学生明确实验的目的，原理和方法，实验所控制的条件。根据实

验原理，选择所需的器材及这些器材的使用方法，操作步骤、注意

事项、数据处理和实验结论分析等，并让学生明确实验目的和原理

是每一个实验的核心，后面的设计都是围绕实验目的展开，它的重

要好比我们人体的心脏，没有实验的原理就没有后面的实验设计。

如果在课堂上长期坚持灌输实验设计的思想，学生的科学实验素养

才能得到锻炼和提高。

第二、以学生实验为载体培养学生创新设计能力

1.创设问题情境，合理猜测，为设计实验埋下伏笔

在探究活动开始，设置与探究内容相关的情景，能激发学生求知

欲并根据所提供的情景对问题形成猜想和假设。

以“伏安法测电阻”为例

在设计实验以前，可先提出一个问题

师：已知一个导体两端的电压为2v，通过它的电流为0.5a，那

么它的电阻是什么？

生：根据r=u/i=2v/0.5a=4欧姆

师：这公式能解决什么问题（学生讨论）

生：那只要知道一段导体两端的电压和通过它的电流，就可以求

出它的电阻。

师：很好，那么我手里有一根铁丝，你能知道它的电阻是多少吗？

这样通过一个相关问题的导入，再让学生去寻找铁丝的电阻不会显

得太突兀，有水到渠成之感，也能让学生从中得到启示，为后面实

验设计环节减小一定的阻力。

2.依据实验原理，设计实验方案，充分放手，体会实验设计全过

程

现在的科学探究性实验，要求学生能根据自己的猜想与假设设计

实验，这种能力不是学生与生倶来的，而是要经过后天培养的，根

据题目要求需测定什么物理量，要求验证，探究什么规律这是实验

的目的，是实验设计的出发点，实验目的明确后，应用所学知识