如何设计实验

作者简介高学哲，南阳市实验中学一级教师，南阳市学科带头人，曾参与编写出版多种教学指导图书.

设计实验就是编制一个操作程序，使验证猜想（或研究问题）的工作有步骤地进行，通常可按以下两种思路进行.

设计实验

设计实验的基本思路是：根据问题或猜想明确探究目的，确定探究思路，选择实验器材，构思出实验步骤.例如，在探究影响响度的因素时，我们猜想到响度与发声体的振幅有关，那么，寻找响度与振幅的关系就是我们接下来的探究目的.而这一探究目的本身就已明确地告诉我们，本探究的思路应是：想办法使物体发出响度不同的声音，观察、比较它发声时的振幅，从中找出它们之间的关系.因此需要选择发声的物体（如鼓）和使其发声的工具（小锤）.由于鼓面的振动不易直接观察，需要借助其他物体间接进行显示，这就需要一些轻泡沫小球.有了这些实验器材，我们的实验步骤就是：把泡沫小球撒在鼓面上，分别用小锤轻敲、重敲鼓面，听鼓面发出的声音，并从泡沫小球跳起的高度判断鼓面振幅的大小.

在探究水的沸腾时，我们的疑问是：水沸腾后继续加热温度会不会越来越高，这一疑问就是我们的探究目的.根据这一探究目的，我们的探究思路应是：将水加热直至沸腾后继续加热，在水沸腾前、后的一段时间内每隔1min测量并记录一次水的温度，并进行分析比较.这就需要选择盛水的容器（烧杯和水）、固定烧杯的铁架台、加热的装置（火柴、酒精灯、铁圈、石棉网）、测温度的温度计作为实验器材，实验的步骤也就清晰了.

理清探究思路，确定探究方法

有些探究项目的探究思路和方法不是那么明显，这就需要根据探究目的先分析该探究要解决哪几个问题，每个问题有什么解决方法，然后根据每个问题的解决方法确定所需要的实验器材，再按照这些方法的逻辑关系构思出操作步骤.

例如，在探究凸透镜成像规律时，我们的探究目的是找到凸透镜所成像的性质与物距的关系.为达到这个探究目的，就需要解决两个问题：一是怎样利用凸透镜得到清晰的、便于观察的、不同性质的像；二是要知道每次成像所对应的物距.解决第二个问题的方法比较简单，只需用刻度尺进行测量，或在光具座上直接读出即可.解决第一个问题需要逐项进行思考：要使像清晰，就需要选择亮度较强的物体；要使像便于观察，就需要使像呈现在光屏上；要得到不同性质的像，改变物距就可以了.有了以上思考，我们就知道要选择火柴、蜡烛、凸透镜、光屏、刻度尺（或光具座）作为实验器材，同时也能构思出实验的操作步骤：把点燃的蜡烛分别放在离凸透镜远近不同的距离处；调整光屏的位置，使光屏上呈现清晰的像；观察、测出并记下像的性质和对应的物距、像距记录在表格中，从中进行比较分析，找出规律.

设计实验并不神秘，只要你能把握上述要点和方法，并不断地运用到设计实验的实践中，相信你一定会有更多的收获和发现.

责任编辑 程 哲