制定計劃與設計實驗

科學探究是新課程標準的一個突出亮點，它既是學生的學習目標，又是重要的學習方式之一. “制定計劃與設計實驗”是科學探究過程中重要的環節，它要求探究者從操作的角度把猜想與假設具體化、程序化，為科學探究的具體實施做出規劃.

一、把握能力要求，制定發展目標

要達到科學探究所要求的能力，不能一蹴而就，教師在教學過程中要善于將能力要求分解成若干可操作的細則，逐漸由探究的“指導性”過渡到學生的“開放性”.

1. 會說，這是制定計劃與設計實驗的初級階段，要求有:會說出實驗需要的器材，如要比較兩個人的運動快慢，需要哪些器材呢?會說出實驗的操作過程，如測量人的體溫該怎樣操作呢?會說出實驗的所需的器材、操作過程及要測量的量，如探究串聯電路中的電流關系.

2. 會寫，這是制定計劃與設計實驗的發展階段，要經歷反復操練，要求有:會寫實驗的操作過程;會記錄實驗的測量數據;會設計實驗的數據記錄與分析表格;會根據要求設計需要考慮影響問題因素的實驗操作方案.

二、根據教學內容，實施培養目標

作為科學探究組成部分的“制定計劃與設計實驗”，必須要根據教學內容靈活掌握，靈活確定是否要“制定計劃與設計實驗”，制定什么形式、什么內容的計劃與方案.

1. 口頭表述

口頭表達就是學生能提出探究活動的大致思路.是針對學生在觀察中產生的問題或對問題的猜測進行討論，形成口頭的解決問題或驗證猜測的方法與大致思路，它的特點是交流方便，容易操作.

2. 書面計劃

“制定計劃與設計實驗”在學生實驗中的體現形式就是書面計劃，它要求學生圍繞探究實驗的主題，從研究的問題、研究的方法和步驟、數據的分析與處理等方面制定計劃.對于學生分組實驗，過去有些學生課前沒有制定計劃與設計實驗，進入實驗室后無從下手，以至于快下課了還理不清頭緒，針對這種現象，教師要求學生在進入實驗室前都要了解實驗內容，交流各自對實驗的認識，完成書面的制定計劃或設計實驗方案，使學生實驗達到預期的效果.

電學實驗是初中階段的重要實驗，它們之間既有關聯又各有側重點.如用電流表測電流是進入電學學習的第一個重要實驗，它既要掌握串并聯電路的連接，又要學會電流表的使用，還要測定電路中的一系列數據，應該花充裕的時間和精力來指導學生完成制定計劃與設計實驗的方案.為了使探究順利進行，在學生進入實驗室前先安排一節“說課”，將實驗程序分解為說電流表的使用，說串并聯電路的特點，說電路的連接順序，最后說探究串并聯電路中電流特點的方案;學生在此基礎上完成書面的探究方案，這樣進入實驗室后效果明顯不同，以后的電壓表使用及探究電壓特點的方案學生也積極完成，也為其它電學實驗鋪平了道路.

3. 設計實驗

“制定計劃與設計實驗”研究物理問題，需要考慮影響問題的因素，以便確定觀察、測量對象等事項.具體的物理問題，有的是由多個因素共同造成的，如影響液體的蒸發快慢就是與液體的溫度、表面積和液面的空氣流動情況等因素有關，要確認每個自變量的關系就要控制其它變量的變化.這對于初學物理的初中學生來說具有一定的難度，對于教師來說其基本的策略是“引導”.

引導學生進行案例學習，建立控制變量的意識.在學習“快與慢”時，教師將學生帶到操場，先讓甲學生跑30m，再讓乙學生跑50m，由學生指出甲乙兩學生的運動快慢.學生之間討論熱烈，方案較多，其中包括兩人同時起跑，跑在前面的快(控制時間)、兩人同時跑50m，先到終點的快(控制路程).教師重點分析這兩種方案，引出當研究的對象與多個量(因素)有關時，要將其它變量控制為相同或不變，這種方法就叫做控制變量法，在以后的學習中要經常用到.

通過重現他人已進行過的探究案例，使學生得到啟示.在學習“科學探究:牛頓第一定律”時，有一個伽利略的理想實驗，即伽利略在慣性原理發現之前做的斜槽小球實驗，就是采用了控制變量的方法，他固定第一斜槽的角度，控制同質量的小球滾到斜槽底端時的速度相同，通過改變第二斜槽的坡度和光滑程度來觀察小球在第二斜槽上運動的距離.在后來學習的“動能的大小跟哪些因素有關”探究實驗時，學生很容易接受了用斜面和小球來控制變量的思路.

在探究摩擦力、壓強、歐姆定律等實驗時，也要引導學生對控制變量法的理解和應用.

責任編輯羅峰