所谓实验法是人们根据研究目的和任务,在人为地控制条件下或模拟自然现象的条件下,排除非实验因素的干扰,突出实验因素,从而探索客观事物规律的一种科学研究方法。它是研究性学习活动中经常运用的一种方法,也是现代科学研究最主要的经验方法,是科学理论产生的重要源泉。分类如下:
(1)根据实验条件的不同,分为:自然实验法和实验室实验法。
A、自然实验法:顾名思义,是在自然条件下,探讨实验条的作用或影响。例如,数学老师想测验结果的反馈时间对学生数学学习的影响。他将全班分成相同的三组,每天三组学生进行相同的学习,然后接受相同的数学测验。不同的是,数学老师每天都将测验结果告诉第一组学生,每间隔一周将测验结果告诉第二组学生,从不将测验结果告诉第三组学生。八个周后,对三组学生进行同样的测试,发现第一组学生成绩最好,第二组次之,第三组最差。数学老师由此得出结论:“及时反馈有利于学生的学习”。
B、实验室实验法:主要借助于仪器设备进行,并且对实验条件的要求更高,要严格控制可能影响实验结果的非实验因素。例如,某研究性学习活动小组的课题是鱼塘的鱼大量死亡的原因。同学们到鱼塘用玻璃仪器收集水样带到实验室,通过化验水样的成分,从而确定水中具有的某种不适宜鱼生存的物质导致了鱼的死亡。对水样进行化验时,要尽量保证实验室的温度与室外温度一致,以保证水样中的成分没有发生变化。
(2)根据实验目的的不同,分为对比实验法、析因实验法、模拟实验法等。
A、对比实验法:要求把实验对象分成两个或两个以上相似的组群,通过一定的步骤,在对照中确定实验组具有某种性质或受到了某种因素的影响。研究方法在科学研究中应用最为广泛。设置对比或对照的方法很多,有的以施加实验处理和不施加实验处理进行比较,以不处理为对照;有的实验是所有组都施加实验处理,彼此互为对照。
B、析因实验法:是由已知结果去寻找未知原因的实验方法,它是一种寻找因果关系的研究方法。前面实验室实验法对鱼塘水样的分析就属于析因实验法。
C、模拟实验法是在科学实验中因受客观条件限制而无法对某些自然现象进行直接实验时,人们便寻求间接的实验方法。模拟实验法首先要设计出与该自然现象或过程(称作原型)相似的模型,然后通过模型来间接地研究原型的规律性。例如,宇航员进行太空之前所进行的相关训练,就是在模拟太空环境的情况下进行的。