一、实验设计能力

实验设计能力是指在理解与掌握了实验目的、实验原理、实验方法等的基础上,具体设计实施实验的能力。

培养策略: 1.每次实验都要让学生明确设计实验的目的、掌握正确的实验设计

原理。所谓实验的目的,就是回答为什么做实验的问题,有明确的做实验的目的,才能进一步去理解实验原理。

  1. 要求学生掌握实验的基本方法。实验的基本方法有三种,一是实验归纳法,这是通过实验事实归纳出物理概念和规律的认识方法;二是实验验证方法,这是指根据已有的经验和知识经过推理,提出假设和预见, 然后再通过实验来证实的方法,这是一种结论在前,实验在后的科学方法;三是理想实验的方法,这是根据科学抽象的理想纯化作用,有意识地突出研究的主要因素,排除次要因素和无关因素的干扰,在头脑中构思成理想化实验,用以代替难以实现的实验来进行研究。

  2. 教给学生实验设计的基本思想方法。要设计一个物理实验,就要首先对这个实验进行构思。实验的设计与构思大致有以下几种:一是平衡法,其实质就是利用偏离平衡的因素的抵消效应,用已知的物理量去检测另外未知的物理量,如电桥测电阻;二是转换法,就是借助于力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换,依据等效的思想,把一些不易观察不易测量的量转换为可观察、可测量的量,如伏安法测电阻就是把测电阻转换为测电压和电流;三是放大法,就是借助于声光或叠加等方法将物理现象或要测的物理量放大后再去观测,如微小量的叠加测量法;四是比较法, 就是利用异中求同或同中求异,对物理现象或物理量进行比较,如光谱分析;五是再现法,就是利用实验,模拟自然现象,如用棱镜分解太阳光。