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在物理实验教学中，不仅将现有仪器和器材尽可能地应用于实验中，甚至废旧的仪器和器材能有效利用，能显示尽可能多的物理现象，说明其物理原理，充分提高实验装置和器材的利用率，挖掘实验潜力，创设更多、更好的物理情景，提高实验教学效果，正需要同仁们研究实验设计思想和方法：

一、应用实验创造六技法设计思想

1. 实验创造潜力挖掘法 首先以建构主义思想研究物理实验的特点，掌握其基本规律，充分了解实验器材的结构原理和性能，再考虑它可否在实验中起到诸方面的代替作用，提高相关效果。能否应用到其它实验中，能否应用它设计新的实验，这就是实验创造潜力挖掘

2.缺点列举法是指通过现有事物的缺陷，把它的缺点一一列举出来，然后提出改革或新的一种技法，即发现问题。我们应注意研究和发现，现有仪器和教材中实验装置的缺点与不足，甚至最突出的问题，每发现一个问题，提出它，就找到一个发明创造的课题。

3.逆向思维法是改变一般思维程序，即把事物反过来看，并由此解决问题，产生新的产品和成果的创造技法，我们每个人遇到问题总喜欢往自己形成定势处想，但好主意和方法也可能在摆脱了习惯思维后才会产生。

4.强化技法就是对某些关键因素给予加强，或通过消弱一些非关键因素，使关键因素得到突出。我们应用时应先研究哪些是关键问题，然后探讨“削弱”和“突出”对象达到强化目的。如研究电磁感应实验中，导线切割磁力线——产生感生电动势——闭合电路产生感生电流——电流计指针偏转。

5.在日常交流中，人们常用比较熟悉的现象去形象地说明另一生疏的现象，这可以说是创造技法中模拟技法的雏形。在物理教学中，有一些现象学生无法直接感知，又很难通过一般实验加以说明，对这些现象的研究，我们借助模拟实验来为学生提供“熟悉”又生动形象的感性材料，从而创设正确的物理情境。如利用打点计时器在纸带上打的点，说明理想实验——牛顿第一定律。

6.组合技法：美国阿波罗登月计划领导者——韦伯说：“我们所用的技术，都是已有的，现成的，关键在于组合。”晶体管发明者——肖克莱认为，所谓创造就是把以前的独立发明组合起来。日本人曾提出的口号是：“组合就是创造”。把两个或两个以上的不同结构，巧妙地组合起来，使它成为一个新产品，就是组合技法。可见，关键是组合得当、巧妙，如多功能旋转尺。

二、实验设计思路和方法

创设实验情境与实验教学效果具有密切的相关性，其本质在于视觉形象与特定意义的结合，从而有效地引起学生的视觉追求，激活思维，记忆强化。重视实验情境设计实验方法，使实验情境与学生原有认知结构紧密相联，并相互作用时，实验所要观察的现象，探索的规律，验证的结论，才能牢牢拴在原有认知结构的锚链上，转化为知识和能力。

实验方法的设计，大凡包括实验目的、内容、步骤等，若我们只按课本安排被动实验，会使学生思维呆板，缺乏灵活性和创造性，因此，在教学中须注重研究并设计实验方法。

设计物理实验的关键是选择实验原理，它是进行实验设计的根本依据和起点；它决定应当测量哪些物理量，选择哪些器材，如何安排实验步骤等；实验原理的确定要根据问题的要求和问题的条件。

如果问题中没有给定（或给足）实验器材，实验设计的基本思路是：

1.根据问题的要求和条件，构思相关的物理情景；2.确定实验原理；3.选择器材；4.确定需要测量的物理量；5.安排实验方案和操作程序。按这些思路，可以构建出不同的物理情景，导出不同的物理量表达式，于是便有不同的实验原理和实验方案。如果问题中已经给足了实验器材，则实验设计的思路就要受到很大的限制，只能按所给器材来构建物理情景，确定实验原理和实验方案。

某些物理量不易直接测量，某些现象不易显示，研究时可用易于测量显示的现象代替，运用潜力挖掘技法的思想，根据研究对象在一定条件下有相同效果的量和现象作间接测量和观察，这种方法叫转换法。如测浮力的大小可以转换为测量排开液体的体积。

对于缺点列举法，是人人学会就利用的简便而最常用的有效创造技法，即对现有的实验仪器找缺点，从多角度思考其原因，改进和设计新的方案，完善实验装置、材料、方法等。如萘的熔化过程中，温度计读数保持时间极短，不易看到这一现象，其原因是萘为不良体，拿硫代硫酸钠(海波)材料替代。在教学中，学生不易发现的问题可以放大，但多用变换的方法来完成这类实验设计。

应用强化技法的重点是研究实验的关键因素，抓住关键中联想实验原理设计合理的方案，寻找适合的器材，能得到理想的效果。

应用模拟技法设计实验的要点是：1.根据具体教学要求和学生的认识实际确定研究对象；2.对研究对象进行剖析，略去次要因素，提炼出其需要学生掌握的本质特征；3.选择学生“熟悉”但与研究对象有共同特征的实验进行模拟，其实质强调模拟实验和研究对象的共同点。

组合技法在具体操作时包括异物组合、成对组合、非切割组合、删减组合、内插式组合、元件组合六种方式。其中最常用、最简单的组合方式称异物组合；成对组合是把两种不同的技术因素组合在一起，从而设计出一个新的项目；非切割组合是对现有东西基本不做改造，将原有的功能用于新的目的，其特点是组合后各要素的内容结构没发生大的变化，给我们研究物理实验教学的启示是：研究和熟悉高科技成果的原有功能和特性，然后探索不改变其结构前提下，充分发挥其功能在物理实验中的作用，其突破点在于找到原功能化为新功能的途径；删减组合是抛弃原来事物中某些不合理的东西，从而形成一种在性能上更为先进、新颖、实用的新事物；内插式组合是以传统器材为主体，剖析其特性、功能、效果等不足后，选用成熟的技术，现成的元许，利用插入或置换方式达到改进器材性能，增加演示功能，提高实验效果的目的；元件组合是按照实验要求把若干元件有机组合成一台仪器，这种创造性很强的设计方法，适用新仪器的开发和研制，在物理实验中尽可能把新型传感器有关的物理效应组合为新型的演示仪，对提高演示效果，扩大学生知识面，以及新技术的认识有一定作用。

组合技法是一种内容广泛，灵活多变的技法，研究并熟悉各种方法，才能在物理实验教学中发挥它们的作用。同时，还要注意坚持以下原则：

1.正确性：实验方案所依据的原理应当正确，符合物理学的基本原理。实验的误差应在允许的范围内，尽可能地选择误差较小的方案。

2.可靠性：实验方案的实施要安全可靠，不会对仪器器材及人身造成危害。

3.简便性：实验应当便于操作，读数和进行数据处理。