科学探究中的实验设计

摘要：本文着重阐述了科学探究中实验设计能力的培养，通过掌握实验设计的基本方法、基本思路和基本原则来提高实验设计的能力。

科学探究是科学学习的内容，也是科学学习的目标。科学探究一般包括“提出问题——猜想与假设——制定计划——观察、实验——得出结论——评估与交流”等环节。“猜想与假设”是否正确，只有通过实验才能得到验证。实验能否顺利进行，能否得到正确的结果，科学合理的实验设计是不可或缺的。实验设计得好与差能很好地反映出一个人的实验能力，各类考试也非常重视实验设计这种题型。因此，通过让学生掌握科学探究中的实验设计的基本方法、基本思路、基本原则来提高他们的实验设计的能力是非常必要的。

一 、实验设计的基本方法

1、比较法

所谓比较法是将一些科学现象或科学量放在一起进行对照、比较从而达到异中求同，同中求异的目的的一种方法。

例如，①研究物体的沉浮条件时，用重力相同的压偏的与中空的牙膏皮作比较；②斜面省力实验中，用不同倾角的斜面对比，斜面与竖直面对比；③ 科学实验中的测量就是待测量与同类科学量的标准量具或标准仪器直接或间接地进行比较，测出其量值：长度的测量就是拿待测物体与标准米尺进行直接比较的过程；天平测量质量的过程，实际上是把未知的质量与标准质量进行直接比较的过程。有些科学量难于直接比较，需要通过某种关系将待测量与某种标准量进行间接比较，求出其大小。如用温度计测温度，就是一种间接比较的过程。

2、积累法

实验中有时需要测量一些微小科学量，由于量值太小，以至无法被实验者或仪器直接感觉和反映。此时可将被测的量进行积累，然后再进行测量。

例如用刻度尺测量一张纸的厚度。由于一张纸的厚度，无法用刻度尺直接测出，但是我们能用刻度尺直接测出100张纸的厚度，从而求出一张纸的厚度，这就是一种积累放大法。类似地，用天平测一枚大头针的质量，用秒表测出每次心跳的时间等都要用到积累法。

3、转化法

科学测量中常需测量一些不能直接测量和测不准的量，这时，需把不可直接测的量转化为可直接测的量，把测不准的量转化为