条件型实验设计的教学反思

纵观近几年来各地的中考试卷，物理实验的考核题目中不断出现了些灵活性较强、源于教材又略高于教材的实验设计型试题和数据处理型试题。按其考查的内容来分主要有设计实验方案或步骤、数据记录和处理、实验设计与数据处理综合题三种类型。
　　设计实验方案或步骤该类题型要求根据实验目的设计实验方案或步骤，按其要求不同又可分类为：
1.目的型实验设计题。题中的实验目的是既定的，但对实验的原理、方法、所需器材不作任何限制，在不违背科学性、可行性的前提下，可自行选择方案。
2.条件型实验设计题。题目要求在给定的条件（如仪器）下，设计实验步骤，完成某一实验目的。依据题中给出的器材数量，此题型又可分为两类：（1）所给实验器材多于正常需要；（2）所给实验器材少于正常需要。
3.确定最佳实验方案或步骤。根据题目给定的器材有多种方案可选择。这类题目似乎很简单，但得分率不高原因是最佳性把握不好。
　　设计型实验是近年来，随着中考实验命题的改革出现的命题形式，它是根据现行课程标准的要求。在学生掌握基本实验原理的基础上，应用最基本的测量仪器，自行设计实验方案的一种新的题型。它涉及到对原有实验认识和再加工，涉及到实验器材的选择，实验步骤的安排，实验方法的变化，实验数据的处理等。它不仅能够考查对原有实验的掌握情况，还能考查学生综合运用知识的能力和创造思维能力。
　　但是，教师在利用条件型实验设计培养学生能力时，由于学生不太关注对所学知识的整合，教学时往往达不到对预期的效果。如：
　　正北牌方糖是一种用细白砂糖精制而成的长方体糖块，为了测出它的密度，除了一些这种糖块外还有下列器材：天平、量筒、毫米刻度尺、水、白砂糖、小勺、镊子、玻璃棒，利用上述器材可有多种测量方法，请你答出两种测量方法。要求写出：
（1）测量的主要步骤及所测的物理量；
（2）用测得的物理量表示糖块的密度的式子。
答案：方法一：用天平测出3块方糖的质量m，用毫米刻度尺测出一块的长a，宽b，高c，则密度 
方法二：用天平测出3块方糖的质量m，向量筒里倒入适量的水，记下水的体积v1，把3块方糖放入量筒内的水中，马上读出这时水和方糖的总体积v2则密度 
方法三：用天平测出3块方糖的质量m向量筒里倒入适量水并放入白砂糖，用玻璃棒搅动用白砂糖制成饱和溶液，记下饱和溶液和方糖的体积v1，把3块方糖放入饱和溶液中，记下饱和溶液和方糖的总体积v2，则密度 
方法四：用天平测出3块方糖的质量m,再把3块方糖放入量筒里，倒入适量的白砂糖，埋住方糖，晃动量筒，使白砂糖表面变平，记下白砂糖和方糖的总体积v1，用镊子取出方糖，晃动量筒使白砂糖表面再变平，记下白砂糖的体积v2,则密度 
以上答案中，方法三、方法四学生很难想到，教学中在条件型实验设计时，如：（1999 天津）给你一台已调好的天平（带砝码）和一个盛满水的烧杯，只用这些器材（不使用任何其它辅助工具）测出一纸包金属颗粒的密度。
要求：写出实验步骤和计算金属密度的数学表达式。
　　本题的难点是：因无量筒（所给器材少于正常需要），金属块的质量和体积均由溢水法求得，难度过大。在此类条件型设计题的教学中，我常用以下三种方法培养学生发散思维。
1.要求学生做一个有心人，在类似的应用题中得到启示。提炼解题方法。
有一只玻璃瓶，它的质量为0.1kg，当瓶内装满水时，瓶和水的总质量为0.4kg，用些瓶装金属粒若干，瓶和金属粒的总质量为0.8kg，若再装满水时瓶、金属粒和水的质量为0.9kg，求：
（1）玻璃瓶的容积；（2）金属粒的质量；（3）金属粒的密度。
2.精心设计先降低难度，再使学生的思维“跳一跳”。
（2004 长沙）李兵同学要测定附加种金属颗粒的密度，现有一架托盘天平、一盒砝码、一个溢水杯和足量的水，他的实验有如下四个步骤：
①把天平放在水平桌面上，并调节横染使其平衡；
②把待测的金属颗粒轻轻放入盛满水的溢水杯中，溢出部分水，然后用天平称出金属颗粒、溢水杯和剩余水的总质量m1。
③用天平称出盛满水的溢水杯的总质量m2；
④用天平称出待测的金属颗粒的质量m金
（1）请你帮他列出正确的实验步骤顺序
（2）写出待测金属颗粒密度表达式
3.用好器材、建立情景、点燃学生思维的火花。
　　很多教师都知道解决设计型实验的关键是实验原理的确定。但在教学实践中，往往围绕着实验原理空洞的说教，不知学生的智慧在真实的器材面前很容易被点燃。