如何設計實驗

作者簡介高學哲，南陽市實驗中學一級教師，南陽市學科帶頭人，曾參與編寫出版多種教學指導圖書.

設計實驗就是編制一個操作程序，使驗證猜想（或研究問題）的工作有步驟地進行，通?？砂匆韵聝煞N思路進行.

設計實驗

設計實驗的基本思路是：根據問題或猜想明確探究目的，確定探究思路，選擇實驗器材，構思出實驗步驟.例如，在探究影響響度的因素時，我們猜想到響度與發聲體的振幅有關，那么，尋找響度與振幅的關系就是我們接下來的探究目的.而這一探究目的本身就已明確地告訴我們，本探究的思路應是：想辦法使物體發出響度不同的聲音，觀察、比較它發聲時的振幅，從中找出它們之間的關系.因此需要選擇發聲的物體（如鼓）和使其發聲的工具（小錘）.由于鼓面的振動不易直接觀察，需要借助其他物體間接進行顯示，這就需要一些輕泡沫小球.有了這些實驗器材，我們的實驗步驟就是：把泡沫小球撒在鼓面上，分別用小錘輕敲、重敲鼓面，聽鼓面發出的聲音，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，我們的疑問是：水沸騰后繼續加熱溫度會不會越來越高，這一疑問就是我們的探究目的.根據這一探究目的，我們的探究思路應是：將水加熱直至沸騰后繼續加熱，在水沸騰前、后的一段時間內每隔1min測量并記錄一次水的溫度，并進行分析比較.這就需要選擇盛水的容器（燒杯和水）、固定燒杯的鐵架臺、加熱的裝置（火柴、酒精燈、鐵圈、石棉網）、測溫度的溫度計作為實驗器材，實驗的步驟也就清晰了.

理清探究思路，確定探究方法

有些探究項目的探究思路和方法不是那么明顯，這就需要根據探究目的先分析該探究要解決哪幾個問題，每個問題有什么解決方法，然后根據每個問題的解決方法確定所需要的實驗器材，再按照這些方法的邏輯關系構思出操作步驟.

例如，在探究凸透鏡成像規律時，我們的探究目的是找到凸透鏡所成像的性質與物距的關系.為達到這個探究目的，就需要解決兩個問題：一是怎樣利用凸透鏡得到清晰的、便于觀察的、不同性質的像；二是要知道每次成像所對應的物距.解決第二個問題的方法比較簡單，只需用刻度尺進行測量，或在光具座上直接讀出即可.解決第一個問題需要逐項進行思考：要使像清晰，就需要選擇亮度較強的物體；要使像便于觀察，就需要使像呈現在光屏上；要得到不同性質的像，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）作為實驗器材，同時也能構思出實驗的操作步驟：把點燃的蠟燭分別放在離凸透鏡遠近不同的距離處；調整光屏的位置，使光屏上呈現清晰的像；觀察、測出并記下像的性質和對應的物距、像距記錄在表格中，從中進行比較分析，找出規律.

設計實驗并不神秘，只要你能把握上述要點和方法，并不斷地運用到設計實驗的實踐中，相信你一定會有更多的收獲和發現.

責任編輯 程 哲