⑴ 明确探究目的和已有条件，经历制定计划与设计实验的过程。
　　⑵ 尝试选择科学探究的方法及所需要的器材。
　　⑶ 尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识。
　　⑷ 认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。

　　 “制定计划与设计实验”是学生在进行科学探究活动时必须经历的一个过程，是科学探究的重要环节，也是学生的难点所在。它旨在让学生动手之前先动脑，使探究活动的方法更明确、思路更清晰、过程更科学。但很多老师都不舍得把时间花在让学生制定计划和设计实验上，而是让学生按照现成的“物理实验册”的步骤与方法做，或者按照老师的思路做，导致学生被动地做实验，很少去思考到底为什么要这样做，怎么做，除了这样做，是否还可以用其他方法做等等问题。?
　　要完成好“制定计划与设计实验”这个环节的教与学，应该明确：

　　一、制定计划与设计实验是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化的一般的做法是：

• 分析该探究要解决哪些问题
• 每个问题有哪几种解决问题的方法
• 确定选择哪种方法
• 确定需要什么实验器材
• 构思操作步骤

　　教学中要让学生充分讨论，发挥他们的想象力，获得思维的各种办法，在此基础上，教师帮助学生修改、选择或综合，设计出最好的实验方案。例如探究压力作用效果与哪些因素有关时，在学生猜想可能与压力及受力面积大小有关后，老师引导学生采用控制变量和对比实验的方法去设计实验方案。可启发学生思考：

　　1、在研究与压力大小的关系时，应怎样保证另外一个因素（受力面积）相同；
　　 2、压力作用的效果能通过什么方式可以观察到呢？
　　 在以上点拨、启发的基础上，学生通过讨论，很快就能利用所给的器材设计出实验方案

　　二、制定计划侧重于计划的系统性和完整性。一份完整的计划内容包括：

　　研究的目的、研究的对象、研究的方法、研究情况的猜测、研究的步骤、研究的材料和工具、研究的记录方式等。

　　三、实验设计的三个原则是：

　　1、尽量减小由于实验原理不完善带来的系统误差；
　　2、尽量减小由于测量仪器不准确带来的误差；
　　3、尽量减小外界环境对实验的影响。

　　四、选择实验器材

　　选择实验器材要考虑到实验器材的安全性、实验的误差、实验操作方便与否、实验器材的规格、探究器材的成本等因素。所以，在进行探究所需器材的准备时，可多提供一些与该探究无关或可以作为替代的器件，供学生自主选择。

　　五、教师应及时地引导学生紧紧围绕着“猜想与假设”，积极寻找、设计、验证“猜想、假设”的实验方法。

　　常用的物理实验设计方法有：观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、控制变量法、模型法、排除法、理想实验法、定量测量法、科学推理法等，研究一个物理问题或物理规律时，往往需要同时用到几种研究方法。

　　六、培养学生“制定计划与设计实验”能力可以采用以下策略：

　　1、先让学生用自己的计划来初次实验，在实验中发现问题就再次修改研究计划，按照新的研究计划继续进行实验。

　　 2、在实验前汇报计划，让学生对计划提出质疑，在交流中完善计划。

　　3、探究结束，引导学生回头来反思自己的计划，看看哪些做到了、哪些漏掉了、哪些调整了、哪些补充了，这将有助于引导学生比较规范地操作，体现计划对活动的指导，培养学生严谨的科学学习态度。

　　 总之，制定计划与设计实验是一种创新活动，需要打开思路，安排合理步骤，才能设计出较好的实验方案，慢慢养成科学研究中很需要的一种创造性思维。要搞好探究课的教学，教师应该将如何指导学生制定计划，设计实验方案；如何指导学生展示、交流、调整和确定实验方案；如何处理实验过程中出现的问题等放在教学设计的重要位置上。

交流与互动：

　　1、你认为本专题所给出的“探究课例案”在“培养学生制定计划与设计实验能力”的教学设计方面有哪些不足，应该怎样修改和完善？

　　2、你认为哪个或哪几个章节的内容最适合于进行“培养学生制定计划与设计实验能力”的教学设计？

　　3、请参照本课程的“设计实践要求”完成一项“培养学生制定计划与设计实验能力”的教学设计。

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