实验设计能力是指运用已学过的测量仪器和实验方法以及相关的知识、技能，按有关要求自行设计实验方案，研究科学现象、探索科学规律的一种综合能力。这种能力的高低大小是衡量一个人综合素质高下的重要标志。新课程理念指出：“科学学习要以探究为核心。以科学探究为核心是中学科学课程的一个亮点，而实验设计则是科学探究的一个重要环节。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。实验教学是理论教学的验证和延续。所以实验在学习科学基础知识的过程中具有重要意义，学习科学课程必须重视实验。教师应该掌握常见的实验设计方法，有针对性地指导学生进行实验设计。所以，培养学生的实验设计能力显得十分的必要。以下是笔者平时培养学生实验设计能力教学的一点体会：
　　一、通过创设科学情景，培养学生实验设计能力
　　在学生充分感受和体验的基础上，或者是在引导学生复习已经学习过的知识的基础上，提出问题让学生进行猜想或设计实验。只有“让学生只需跳一跳就能摘下苹果”的教学过程，才能提高学生的兴趣，否则，学生就会产生畏难情绪。
　　在进行《电动机》教学过程中，教学过程可以这样进行：提出问题（给学生发放小电动机，让其观察，提出问题）——→磁场对通电导线的作用（要学生利用桌上的实验器材让导线动起来）——→探究通电导线在磁场中的受力方向与什么因素有关——→通电线圈在磁场中的转动——→小结。教师与学生在探究完通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向的关系后，就说，通电导线在磁场中受力会运动，若用导线绕成线圈，置于磁场中，给它通电会怎样呢？然后演示通电线圈在磁场中的转动。从直导线到线圈是学生认识过程的一个飞跃，教师在教学过程中要循循渐进地进行引导（处于磁场中的直导线—→只能一个方向运动—→磁铁不能做得很大—→在有限的磁场区域内—→导线运动过去又运动回来——→线圈）。
　　二、通过创设问题情境，培养学生探究实验能力
　　科学实验设计是学生探究性学习的一个环节，实验设计是为了解决科学问题而展开的。如果师生缺乏问题意识、发现不了问题、提不出问题，实验设计则会无从下手。“问”的教学策略是针对传统的科学学科教学中教师讲科学、学生记结论，师生缺乏问题意识的实际提出的。受“以知识为中心”的课程观念的负面影响，以记住了结论获得高分成了评价的唯一标准，师生问题意识比较淡薄，而问题意识的培养又是培养创新精神的切入点、探究式学习过程中实验设计的起点。因此，必须对学生进行问题意识的培养。
　　那么，学生的问题意识是从哪里来的呢？它不可能都是自发形成，很大程度上需要教师在平时的教学过程中创设问题情境。教师通过挖掘教材、实验、运用信息技术，把科学知识的发生、发展、应用的全过程展示给学生，让学生在和谐、轻松、愉悦的课堂氛围中活跃思维，充分发挥学生在课堂的主体地位，使师生平等交流，让学生尽量多地体会科学家们是在什么问题情境下设计实验的。也可以带领学生走出校园，深入生产生活实际，引导学生结合自己身边的实际、日常生活、多观察勤思考，多问几个为什么，鼓励并指导学生敢问、会问、善问。提出有科学价值的问题来，激发他们进行实验设计解决问题的欲望。例如：通过学习自然界普遍存在的摩擦现象，进而理解了摩擦力，联系到力都有三要素，那么自然就回提出影响摩擦力大小的因素是什么？怎么样来增大有益摩擦，减小有害摩擦这些问题来。
　　三、顺势引导学生设计新的实验，培养学生设计新实验的能力
　　我们在实验中，常常会遇到实验器材一时难以找齐，或者只有一些其它的器材的情况。顺势引导学生设计新的实验，解决原有实验所需解决的问题。通过增减实验器材改变实验，培养学生设计新实验的能力。如在实验“用伏安法测电阻”中，教师可在原有实验的基础上，再给学生一只已知阻值的定值电阻，一只滑动变阻器，几个开关等器材，要学生设计出其它方案，尽可能少的使用实验器材，测出未知电阻的阻值。课后学生们设计出了许多方案，经过讨论，评出了几种较好方案在实验中进行，其中一个方案被公认为是最好的，它只需一只电压表，通过开关的控制，接一次即可测出未知电阻的阻值。
　　又如，学生在习题练习中做到了“喷泉实验”，兴趣很大，纷纷要求亲手做一做。进入实验室后，按设计要求连接装置，如图3所示：但在装配中却一时找不到双孔橡皮塞，以致于胶头滴管无法用上，喷泉无法触发。我因势利导，要求学生在没有胶头滴管的情况下怎样引发喷泉，并实际做一做。同学们都十分踊跃，想出了许多的方法，如有的将烧杯换成了软塑料瓶，通过挤压塑料瓶来引发喷泉。而有的则由气体的气密性检查想到，只需用双手捂住烧瓶一会儿，松开后即可引发喷泉，方法简单，操作方便，大大的开拓了学生的思维能力，解决问题的能力
　　四、通过设计多样化，培养学生实验设计能力
　　例如，在“做功和内能的改变”和“热传递和内能的改变，热量”两节的教学时，向学生发问：“我们可以用哪些方法使铁丝温度升高？想得越多越好。”学生经过开动脑筋提出了许多方法：放在火上烤，用太阳晒，放在开水里，用石头磨，用砂纸擦，用铁锤反复敲打，用钳子反复扭折等。在发散思维的基础上，总结出了改变内能的两种方法：做功和热传递。这种训练方法是：首先由教师提出要解决的问题和要求，然后让学生各自发挥聪明才智，探索各种合理的方法，设计各种可行的方案，最后殊途同归。
　　例如，在学习了伏安法测电阻的实验设计以后，要测量导体的电阻，若给你一组电池，一只电键，若干根导线，还需要哪些仪器？
　　解法1：电流表和电压表各一只。
　　解法2：2只电压表，一只定值电阻。
　　解法3：2只电流表，一只定值电阻。
　　解法4：一只电流表，一只电阻箱。
　　还有其他解法，仅从以上4种解法可以看到，这种处理方法对扩展学生视野、活跃学生思维、获得成功体验是很有益的。
　　总之，在中学科学实验实验教学中紧紧抓住实验目的、探究过程、观察现象、得出结论这四个要点，就能有效地激发学生的实验探究兴趣，培养学生动手操作的能力和全面细致的观察能力从而提高学生的实验探究能力。要鼓励学生自主探究大胆作猜想和实验，引导学生在探究学习各阶段中提出合理的问题，培养学生良好科学习惯的养成，这样才能提高学生的实验探究能力，培养学生良好的科学素养。