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實驗設(shè)計能力培養(yǎng)范文第1篇

蘇科版初中物理教材中有大量的實驗，許多實驗均設(shè)計了實驗方案，主要突出培養(yǎng)學(xué)生實驗操作和記錄數(shù)據(jù)分析歸納能力的培養(yǎng)，卻不利于學(xué)生實驗設(shè)計能力的培養(yǎng).但是，如果我們稍微改變一下實驗的條件，就可以使課本實驗資源成為很好的培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的素材.下面就以測量小燈泡額定功率的創(chuàng)新實驗設(shè)計為例，說明如何挖掘課本實驗資源培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力.

測量小燈泡的額定功率是初中電學(xué)中最重要的實驗之一，課本介紹的方法是“伏安法”，并提供了電路設(shè)計，在該實驗中學(xué)生實驗操作和記錄數(shù)據(jù)分析歸納能力得到了培養(yǎng)，但實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)顯得不足.為了發(fā)揮該實驗培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的效能，挖掘使用好課本實驗資源，我在用“伏安法”測量小燈泡電功率實驗課結(jié)束后，改變實驗條件提出了如下兩個案例，即如何利用一只電壓表或一只電流表測量小燈泡的額定功率.留給學(xué)生課后思考并要求在第二天的物理課上交流.但在第二天課堂交流時，只有兩三位優(yōu)秀的同學(xué)在課后查閱了一些資料后略知一二，絕大多數(shù)學(xué)生感到困難重重，于是我決定引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)他們實驗設(shè)計的能力與創(chuàng)新精神.

案例一 已知電壓表（0～3 V、0～15 V）一只，開關(guān)S一只，定值電阻R0=5 Ω，滑動變阻器R（10 Ω 1 A），電源電壓為6 V，小燈泡的額定電壓為3.8 V（小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10 Ω），導(dǎo)線若干，請寫出你設(shè)計的測量這個小燈泡額定功率的實驗方案.

1.引領(lǐng)思路 設(shè)計方案

師：書本上測量小燈泡額定功率的方法原理是什么？

生：P額=U額I額

師：只有電壓表，運用P額=U額I額來測量這個小燈泡額定功率時你能解決什么物理量的測量？遇到的困難是什么？

生：有電壓表，可以很方便的直接測量小燈泡兩端的電壓，但是由于沒有電流表，無法測量小燈泡發(fā)光時的電流.

師：你們說的不錯.看來，只要解決了小燈泡發(fā)光時的電流的測量，仍然可以運用P額=U額I額計算出小燈泡的額定功率，你們說是不是？

生：是的.

師：沒有電流表直接測量發(fā)光小燈泡的電流肯定不行.但是我們能否通過其它的途徑來知道發(fā)光小燈泡的電流呢？大家思考！

師：提示同學(xué)們思考一個問題，運用電壓表量出誰兩端的電壓可以知道電流大小？

生：當然是已知定值電阻.

師：很好，運用我們學(xué)過的什么物理知識可以借助于定值電阻的電流來知道發(fā)光小燈泡的電流呢？同學(xué)們想想！

師：跟電流有關(guān)的知識有哪些？

生：有串聯(lián)電路電流處處相等，并聯(lián)電路總電流等于各支路電流，還有歐姆定律等.

師：很好，你們基礎(chǔ)知識掌握得不錯！你打算運用什么知識來知道發(fā)光小燈泡的電流大小？你們可以小組討論.

生：我打算運用串聯(lián)電路電流處處相等的知識，將定值電阻與小燈泡串聯(lián)在電路中，用電壓表測量出已知定值電阻兩端電壓，就可以算出定值電阻中的電流，其就等于串聯(lián)小燈泡中的電流大小.

師：你們真棒！請同學(xué)歸納一下剛才一只電壓表測量小燈泡的方法并設(shè)計實驗電路.

生：如圖1.

師：這個電路能確保測量的一定是小燈泡的額定功率嗎？為什么？

生：不一定.因為小燈泡兩端電壓不一定等于額定電壓.

師：那怎么辦？電路怎么改進？

生：在電路中再串聯(lián)一個滑動變阻器來調(diào)節(jié)小燈泡兩端電壓.

師：很好，請完善你們設(shè)計的電路圖.

生：如圖2.

師：請同學(xué)們根據(jù)圖2的設(shè)計，說明實驗步驟.

生：實驗步驟：

（1）按照電路圖2連接實物；

（2）將滑動變阻器的滑片移動至最右端，閉合開關(guān)S，再調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為U額；

（3）斷開開關(guān)，將電壓表再并聯(lián)到定值電阻R0兩端，保持滑片位置不變，閉合開關(guān)，記下電壓表的示數(shù)為U0；

（4）數(shù)據(jù)處理.I0=U0R0，由于串聯(lián)的小燈泡正常發(fā)光，所以小燈泡的額定電流

I額=I0=U0R0，

則小燈泡的額定功率P額=U額I額=U額U0R0.

（5）實驗完畢，整理器材.

2.實驗反思 改進設(shè)計

師：你們覺得剛才這個電路設(shè)計在實際測量中有沒有比較麻煩的地方？

生：該實驗中存在著不足，就是電壓表在實驗中要拆下重新連接比較麻煩.

師：再給你兩個單刀單擲開關(guān)，改進電路設(shè)計，使電壓表在實驗中不需要拆下重新連接.你們先自己設(shè)計，然后再交流展示.

生：展示如圖3.

師：上面給你的兩個單刀單擲開關(guān)的作用就相當于一只單刀雙擲開關(guān)，運用一只單刀雙擲開關(guān)那又如何設(shè)計？還是請你們先自己設(shè)計，然后再交流展示.

生：展示如圖4.

圖3、圖4的實驗步驟由學(xué)生口述，教師引導(dǎo)學(xué)生評價補充，并要求寫出實驗表達式P額=U額（U-U額）R0，其中U為小燈泡正常發(fā)光時燈L與R0兩端的總電壓.

3.總結(jié)方法 提升能力

（1）與“伏安法”測量小燈泡的額定功率相比較，由于只有一只電壓表，沒有電流表，因此不能直接用電流表測出小燈泡正常發(fā)光時的電流，直接運用“伏安法”行不通.有一點要明白，沒有電流表只是不能直接測量電流，能否間接知道電流的大小呢？根據(jù)學(xué)過的歐姆定律知識，運用電壓表測量出已知定值電阻兩端電壓，運用歐姆定律一樣能知道電流大小.如何根據(jù)定值電阻的電流大小來知道小燈泡中電流的大小呢？可以運用串聯(lián)電路的知識，將它們串聯(lián)起來.如何使串聯(lián)電路中小燈泡正常發(fā)光呢？看來應(yīng)當發(fā)揮滑動變阻器在串聯(lián)電路中的調(diào)節(jié)電壓的作用，因此我們還應(yīng)當在小燈泡和定值電阻的串聯(lián)電路中再串聯(lián)一只適當?shù)幕瑒幼冏杵?因此只有一只電壓表一樣可以測量小燈泡的額定功率.

（2）當電壓表與已知定值電阻并聯(lián)作為一個整體使用時，其就相當于一只電流表.

案例二 已知電流表（0～0.6 A、0～3 A）一只，開關(guān)S一只，定值電阻R0=20 Ω，滑動變阻器R（10 Ω 1 A），電源電壓為6 V，小燈泡的額定電壓為3.8 V（小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10 Ω），導(dǎo)線若干，請寫出你設(shè)計的測量這個小燈泡額定功率的實驗方案.

教師對學(xué)生的思路引導(dǎo)、實驗設(shè)計、設(shè)計改進、實驗總結(jié)參照上例，這里不再驁述，重在設(shè)計思路的解析，過程如下：

與“伏安法”測量小燈泡的額定功率相比較， 由于只有一只電流表，沒有電壓表，不能直接用電壓表觀察小燈泡兩端的實際電壓是否達到額定電壓，直接運用“伏安法”也行不通.沒有電壓表只是不能直接測量電壓，能否間接知道電壓的大小呢？根據(jù)學(xué)過的歐姆定律知識，運用電流表測量出已知定值電阻中通過的電流，運用歐姆定律變形公式一樣能知道電壓大小.如何借助定值電阻兩端電壓的大小來知道小燈泡兩端的電壓大小呢？可以運用并聯(lián)電路的知識，將它們并聯(lián)起來，定值電阻兩端的電壓就等于小燈泡兩端的電壓大小.要使小燈泡正常發(fā)光，就要使定值電阻兩端電壓等于小燈泡的額定電壓U額，即與定值電阻串聯(lián)的電流表示數(shù)必須調(diào)到U額R0.如何使并聯(lián)電路中定值電阻的電流等于U額R0，從而使小燈泡正常發(fā)光呢？看來應(yīng)當發(fā)揮滑動變阻器在串聯(lián)電路中的調(diào)節(jié)電流的作用，因此還應(yīng)當在小燈泡和定值電阻的并聯(lián)電路的基礎(chǔ)上再串聯(lián)一只適當?shù)幕瑒幼冏杵?

實驗電路的設(shè)計與改進過程如下圖.

選擇電路圖6說明實驗步驟.

（1）按照電路圖6連接實物；

（2）將滑動變阻器的滑片移動至最右端，閉合開關(guān)S和S1，再調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為U額R0；

（3）斷開開關(guān)S1，保持滑片位置不變，再閉合開關(guān) S2，記下電流表的示數(shù)為I；

（4）數(shù)據(jù)處理.小燈泡的額定功率P額=U額（I-I額）；

（5）實驗完畢，整理器材.

實驗設(shè)計能力培養(yǎng)范文第2篇

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗設(shè)計；設(shè)計原則及步驟；化學(xué)實驗類型；化學(xué)實驗題

化學(xué)是一門實驗科學(xué)，實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，也是高考考查的主要內(nèi)容。新課標對實驗教學(xué)的要求是：初步形成基本的化學(xué)實驗技能，能設(shè)計和完成一些簡單的化學(xué)實驗。《考試說明》也提出：能根據(jù)要求靈活運用已學(xué)過的自然科學(xué)理論、實驗方法和儀器，設(shè)計簡單的實驗方案，并處理相關(guān)的實驗問題。化學(xué)實驗方案設(shè)計源于教材又高于教材。它要求我們掌握全面的實驗基本原理和實驗技能，是創(chuàng)造性思維體現(xiàn)的高層次，是化學(xué)實驗教學(xué)著重培養(yǎng)的能力，也是高考方向的大勢所趨。怎樣有效培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗設(shè)計能力呢？下面就這個問題談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、指導(dǎo)學(xué)生明確化學(xué)實驗遵循的原則

首先讓學(xué)生明確化學(xué)實驗設(shè)計所遵循的原則，它們同時也是實驗方案的評價原則。這些原則是：

科學(xué)性原則――原理、方法、操作必須科學(xué)合理。

安全性原則――實驗操作要盡量防止有危險性的操作，盡量避免接觸有毒物質(zhì)，若無法避免應(yīng)采取安全措施。

環(huán)保性原則――有毒物質(zhì)必須處理，避免環(huán)境污染。

可行性原則――設(shè)計的方案必須切實可行，所選用的儀器、藥品、設(shè)備和方法必須在現(xiàn)有條件下得到滿足。

簡略性原則――方案應(yīng)該簡略易行，應(yīng)采用簡單的實驗裝置，較少的實驗步驟，較短的時間且效果明顯。

經(jīng)濟性原則――綜合考慮原料的用量、價格。

創(chuàng)新性原則――反應(yīng)原理的創(chuàng)新，實驗裝置的創(chuàng)新。

二、使學(xué)生掌握化學(xué)實驗設(shè)計的一般步驟及各類型實驗的特征和重點

化學(xué)實驗設(shè)計一般是有規(guī)律可循的，學(xué)生掌握了設(shè)計的一般步驟，就會少走彎路。化學(xué)實驗設(shè)計的一般步驟為：明確實驗?zāi)康拇_定實驗依據(jù)的化學(xué)原理或反應(yīng)畫出實驗流程圖選擇實驗所需藥品和儀器明確實驗操作注意事項。化學(xué)實驗有不同的類型，每種類型有不同的特點，其設(shè)計又有不同的規(guī)律。掌握這些規(guī)律，化學(xué)實驗設(shè)計就變得簡單容易了。中學(xué)化學(xué)主要實驗設(shè)計有以下幾種類型：

1.氣體的制備及性質(zhì)實驗設(shè)計

氣體的制備及性質(zhì)實驗規(guī)律性最強，這就是大家熟悉的四大步：制氣凈化收集或性質(zhì)實驗尾氣處理。四步中，凈化和尾氣處理可依據(jù)具體情況而增減，如，制取少量NO氣體，就不用凈化。另外，當尾氣是O2和CO2時，不用處理。在氣體制備實驗中，還要注意實驗安全問題（如，尾氣吸收怎樣防倒吸，是否增加安全瓶），空氣中CO2和水是否影響實驗等。

2.物質(zhì)的檢驗實驗設(shè)計

在中學(xué)化學(xué)中，這類實驗是比較簡單的定性實驗，實驗的設(shè)計也比較簡單，重點是要排除其他物質(zhì)的干擾。其中Cl-、SO42-、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO2、SO2等的檢驗是重點。

3.物質(zhì)的分離及提純實驗設(shè)計

首先要讓學(xué)生區(qū)分分離和提純的差異。分離操作要求原來物質(zhì)是什么，分離后仍然是什么，種類不變，狀態(tài)不變。提純操作只要求把雜質(zhì)除去即可，雜質(zhì)變成哪種物質(zhì)都可以，并且在除去原有雜質(zhì)時不能帶來新的雜質(zhì)，故每次加入過量的除雜試劑，都必須除去。

4.中學(xué)化學(xué)中常見的四類定量實驗

（1）沉淀法

沉淀法的實驗要點有兩點：一是保證沉淀已完全；二是保證沉淀已經(jīng)洗滌干凈。例如，設(shè)計實驗測定混有少量NaCl的Na2CO3固體的純度。

設(shè)計思路：可稱取一定量的樣品，加入過量沉淀劑CaCl2溶液使CO32-完全轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀，再過濾、洗滌、干燥、稱量，得出CaCO3的質(zhì)量，也就可以計算出Na2CO3的純度了。檢驗CO32-已經(jīng)完全沉淀，可在上層清液中，滴加CaCl2溶液，不再產(chǎn)生沉淀，則CO32-沉淀完全。檢驗沉淀洗滌干凈的方法：取最后一次洗滌液少量于試管中，加入AgNO3溶液，沒有沉淀產(chǎn)生，則已洗滌干凈。

（2）滴定法

酸堿中和滴定是中學(xué)化學(xué)的一個重要實驗，由此衍生的氧化還原滴定等的設(shè)計，是比較簡單的實驗設(shè)計，本文不再贅述，關(guān)鍵就是選擇適宜的指示劑。如，涉及I2的滴定用淀粉作指示劑，而涉及酸化KMnO4溶液的滴定不用加指示劑。

（3）吸收劑法

定量實驗中有時會使被測物轉(zhuǎn)化成氣體，然后用吸收劑吸收并測出氣體的質(zhì)量，從而計算出所測物的量。這類實驗的關(guān)鍵是要使生產(chǎn)的氣體全部被吸收劑吸收，就必須在生成氣體反應(yīng)完成后，用不干擾實驗的氣體把留在裝置中的氣體全部排入吸收劑中完全吸收。

（4）排水量體積法

如果使被測物反應(yīng)產(chǎn)生了氣體，氣體又不能用吸收劑吸收，則可以采用排水量體積的方法，測出氣體在常溫常壓下的體積，換算成標準狀況下的體積，從而計算出被測物的量。這類實驗關(guān)鍵是所測氣體體積必須是在常溫常壓下，所以，在讀氣體體積時，一定要保證是室溫，且要調(diào)整U型管或量筒的高度，使得U管兩端液面高度一致，這樣讀到的體積才是常溫常壓下的氣體體積。

5.有機實驗設(shè)計

有機實驗設(shè)計常見的類型有3大氣體（甲烷、乙烯、乙炔）制備及擴展實驗、苯和苯的同系物的鹵代與硝化、烯烴及炔烴的加成、鹵代烴的消去及檢驗、酯化反應(yīng)等。有機實驗的儀器常會用到三口燒瓶、溫度計、冷凝管等。

實驗設(shè)計能力培養(yǎng)范文第3篇

一、問題提出

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，是化學(xué)教師常用的教學(xué)手段，也是學(xué)生學(xué)好化學(xué)的有效方法。

改革后的新教材在實驗編排上得到加強，《普通高中化學(xué)新課程標準（實驗）》中必修Ⅰ模塊的內(nèi)容標準要求學(xué)生初步認識實驗方案設(shè)計、實驗條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中的應(yīng)用。《普通高中化學(xué)教學(xué)大綱》也明確提出：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。加強實驗教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰τ兄趯W(xué)生學(xué)好化學(xué)，提高科學(xué)探究的水平。教師應(yīng)通過實驗教學(xué)和開展有關(guān)的課題研究，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能和實驗設(shè)計能力，引導(dǎo)他們綜合運用知識和技能解決一些簡單的化學(xué)實際問題。

二、化學(xué)實驗設(shè)計的原則

1.目的性原則：在整個實驗設(shè)計過程中，如實驗裝置、實驗步驟等的設(shè)計都應(yīng)圍繞實驗?zāi)康暮鸵筮M行。

2.科學(xué)性原則：科學(xué)性是化學(xué)實驗設(shè)計的核心原則。在整個實驗設(shè)計過程中，實驗原理、裝置原理以及操作原理都必須與化學(xué)理論知識、實驗方法論和實驗研究過程相一致。簡單來說就是實驗設(shè)計應(yīng)該具有合理性。

3.安全性原則：化學(xué)實驗設(shè)計中應(yīng)當盡量避免使用有毒藥品或反應(yīng)生成有毒氣體物質(zhì)，以及具有一定危險性的實驗裝置和實驗操作。

4.可行性原則：可行性是化學(xué)實驗設(shè)計的根本原則。主要包括兩個方面：一是實驗原理、裝置原理和操作原理以及實驗方法切實可行；一是所選用的儀器、設(shè)備和藥品在現(xiàn)有條件下能得到滿足。

5.簡約性原則：實驗設(shè)計方案越簡單越好。

6.創(chuàng)新性原則：創(chuàng)新是實驗設(shè)計的靈魂。化學(xué)實驗設(shè)計要敢于突破陳規(guī)，能反映新事物、新觀點、新理論、新方法和新思路，體現(xiàn)新穎、獨特的特點。

7.最優(yōu)化原則：在化學(xué)實驗設(shè)計中，對所運用的反應(yīng)原理、裝置原理、操作原理和實驗方法等進行全面優(yōu)化，或是在多個實驗設(shè)計方案中選取最佳實驗設(shè)計方案。

三、化學(xué)實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)策略

1.講清實驗原理，挖掘經(jīng)典實驗的設(shè)計思想

實驗原理是化學(xué)實驗的核心部分，它不僅貫穿于化學(xué)實驗的始終，而且還影響化學(xué)實驗的方方面面，在一定程度上決定著實驗的方法和步驟，因此，充分理解實驗原理是形成實驗設(shè)計能力的基礎(chǔ)。化學(xué)實驗設(shè)計思想是化學(xué)理論和化學(xué)實驗之間的橋梁，是化學(xué)實驗設(shè)計的靈魂，是根據(jù)相關(guān)的化學(xué)實驗課題，以化學(xué)理論為依據(jù)，思考、指導(dǎo)怎樣進行化學(xué)實驗的理性認識。任何化學(xué)實驗，都有其各自設(shè)計思想，一個成功的實驗，其設(shè)計思想包含著對以有知識靈活運用與創(chuàng)造性的科學(xué)構(gòu)思。引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生挖掘、繼承前人的實驗設(shè)計思想，是培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的有效途徑。

2.挖掘化學(xué)實驗教學(xué)資源，在教學(xué)過程中有計劃地讓學(xué)生參與或設(shè)計相關(guān)實驗

中學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識體系還不夠健全，一般不可能實現(xiàn)像科學(xué)家那樣運用科學(xué)方法，通過探究的途徑去發(fā)現(xiàn)人類尚未認識的科學(xué)事物及規(guī)律。在這種情況下，探究性實驗教學(xué)在內(nèi)容的選擇上，應(yīng)立足于教材、貼近生活的情景素材，以具體的化學(xué)問題為載體，挖掘教材、生活中的素材，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。將科學(xué)探究的方法滲透于某一具體的課題內(nèi)容教學(xué)之中，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的目標。

3.改驗證性實驗設(shè)計為探究性實驗

在化學(xué)教學(xué)中要有計劃的指導(dǎo)學(xué)生將驗證性實驗設(shè)計成探索性、研究性實驗，為學(xué)生探索和創(chuàng)造提供廣闊的實踐活動空間和思維分析空間，讓學(xué)生積極探索的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、調(diào)整實驗設(shè)計方案，使自身的探索過程不斷趨向科學(xué)、合理，從而使學(xué)生充分體驗探索性實驗的魅力，提高實驗設(shè)計能力。

4.重視生活情景中的科學(xué)探究實驗體驗

化學(xué)是與日常社會生活、生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密的自然科學(xué)，這就決定了自然現(xiàn)象、社會生活、生產(chǎn)實踐都能為化學(xué)教學(xué)提供豐富而有效的科學(xué)探究素材。如食品袋中常放的脫氧劑，可以利用這一日常社會生活中學(xué)生熟悉的情景，去引導(dǎo)學(xué)生對脫氧劑成分進行探究，觀察其顏色。根據(jù)其脫氧原理及顏色進行假設(shè)與猜想，進行實驗探究，將粉末分別加入水、堿、酸中，觀察到前兩者沒明顯變化，后者冒氣泡，反應(yīng)后一段時間加硫氰化鉀溶液，發(fā)現(xiàn)變紅即存在鐵離子，逐步引導(dǎo)學(xué)生抽象出脫氧劑粉末中存在鐵粉這一結(jié)論。在這一實驗探究體驗學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅實驗設(shè)計能力提高，也提高了分析問題、解決問題的實踐能力。

5.分析實驗設(shè)計方法，拓寬實驗設(shè)計思路

在實驗教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力，就必須引導(dǎo)學(xué)生認真分析實驗設(shè)計方法，拓寬實驗設(shè)計思路，進行同一實驗問題多個實驗方案并優(yōu)選的設(shè)計方式，使學(xué)生從中體會實驗設(shè)計思想，掌握實驗設(shè)計方法，從而達到培養(yǎng)實驗設(shè)計能力的目的。

6.對實驗方案設(shè)計提供咨詢

由于中學(xué)生的知識水平參差不齊，在實驗設(shè)計的過程中，遇到的問題肯定很多。所以，這就需要教師要一一給予幫助，提供必要的咨詢服務(wù)。在整個設(shè)計過程中，要采取邊扶邊放的政策，切不可包辦代替，要逐步培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計實驗方案的能力。

7.在化學(xué)考核中滲透探究性實驗方案設(shè)計的內(nèi)容

對學(xué)生進行化學(xué)考核時，要盡量改變過去重知識輕能力的考核方式，要求命題標準不僅要具有代表性和充分的知識覆蓋面，而且要符合實驗?zāi)芰己说哪康囊蟆Ｍㄟ^考核，真正能體現(xiàn)出學(xué)生掌握知識和技能的情況。化學(xué)考核的命題，應(yīng)注重對學(xué)生探究性實驗設(shè)計方面考核。

8.及時指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)，不斷提高學(xué)生實驗設(shè)計水平

實驗設(shè)計能力培養(yǎng)范文第4篇

關(guān)鍵詞：新課標 生物 探究性實驗 設(shè)計能力

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2015）05-0152-01

在傳統(tǒng)的生物教學(xué)中，實驗教學(xué)雖然也是重要的一個環(huán)節(jié)，但其弊端是很明顯的。比如在實驗課上，教師往往成為了主角。教師會按照教科書上的指示，精心演示實驗，然后總結(jié)實驗結(jié)果。學(xué)生往往成為了觀眾，只是記錄一些實驗數(shù)據(jù)，分析實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論。學(xué)生自己并不敢操作實驗，這就使得實驗教學(xué)的效率大打折扣。

探究性實驗設(shè)計是指根據(jù)問題的需要確立研究目標，應(yīng)用所學(xué)原理，選擇適當儀器、藥品和材料，設(shè)計各種實驗去驗證或探索某一原理和現(xiàn)象的過程，目的是把學(xué)生從照抄、照搬、照做的狀態(tài)引導(dǎo)為自主、獨立、創(chuàng)新的狀態(tài)，需要教師從平常的教學(xué)中不斷貫徹新的教學(xué)理念，新的教學(xué)方式，鼓勵和肯定學(xué)生的思維火花，不斷放手讓學(xué)生在實踐中探索研究和“發(fā)現(xiàn)”知識，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維及實踐能力，全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。下面我就淺談一下自己在教學(xué)實踐中的幾點體會。

一、教師要引導(dǎo)學(xué)生認真分析實驗操作步驟，體會實驗設(shè)計的科學(xué)性和可操作性

以往的實驗操作過程，有著許多不足，比如學(xué)生往往按部就班、機械地按實驗步驟操作，所有的實驗都成了驗證性實驗，導(dǎo)致對實驗材料的選擇、實驗的次序及操作細節(jié)都忽略了，而只注重實驗結(jié)果。這就根本達不到實驗的目的，更不利于學(xué)生能力的提高，盡對這一現(xiàn)象，教師可從課本中的實驗入手，引導(dǎo)學(xué)生體會實驗步驟中的選材、實驗的次序及操作細節(jié)等方面折科學(xué)性和可操作性，多問個為什么？有無其它解決方法？

如：在觀察酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)實驗時，教師首先讓學(xué)生討論分析其實驗操作的細節(jié)，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生提出一些問題：酵母菌為什么要培養(yǎng)在淀粉液中？培養(yǎng)在蘋果中是否可以？淀粉糊為什么煮沸后要冷卻？瓶口為什么要加棉塞？為什么要放在溫暖的環(huán)境中？

經(jīng)過討論，學(xué)生才真正地體會到了一個完整的實驗步驟原來這么復(fù)雜、這么嚴密，需要注意很多問題，從而使學(xué)生真正地理解了實驗原理，了解了整個實驗安排的必要性，并進一步地懂得了實驗步驟的設(shè)計需要大膽想象、需要考慮實驗方案的科學(xué)性和可操作性。這樣為下一步有條不紊的實驗操作打下了良好的基礎(chǔ)。

二、鼓勵學(xué)生大膽想象，初步鍛煉實驗設(shè)計能力

教師在學(xué)生懂得了實驗設(shè)計的科學(xué)性的基礎(chǔ)上，適時創(chuàng)造機會，讓學(xué)生扮演發(fā)明家的角色，自己去設(shè)計各種方案，去探究科學(xué)的奧密，去實踐一下自己的能力，并在成功中享受到創(chuàng)造的喜悅。

如：在探究種子萌發(fā)條件實驗中，提出假設(shè)后，讓學(xué)生以小組為單位，自行設(shè)計實驗步驟。結(jié)果學(xué)生紛紛發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，設(shè)計了各種實驗方案，其中雖然有些顯得幼稚和不成熟，甚至有很多錯誤，但學(xué)生是在走自己的路，自己探索，自己運用所學(xué)的知識創(chuàng)造性地解決 問題。因此我對他們的積極性仍然給予了高度評價，并與學(xué)生一起討論、分析、篩選了幾個可行性較強的方案，進行實驗操作和驗證。下面是一組學(xué)生設(shè)計的比較好的一個實驗。實驗來證明“陽光是不是種子萌發(fā)必需的外界條件”。學(xué)生準備了兩組種子萌發(fā)實驗的裝置，在其他條件都相同的情況下，一組裝置放在陽光下，另一組放在暗室中，用有、無陽光照射作對照，實驗結(jié)果就可以說明陽光對種子萌發(fā)是否有作用。如果我們只在陽光下做了種子萌發(fā)實驗，沒有做對照實驗，就不能說明陽光是不是種子萌發(fā)必需的外界條件。經(jīng)過實際操作后，學(xué)生又在教師的指導(dǎo)下對實驗步驟和結(jié)果進行逐個分析，發(fā)現(xiàn)其中 的問題給予及時地糾正，從而使實驗結(jié)果更加科學(xué)可靠。

三、激發(fā)學(xué)生實驗設(shè)計的熱情，培養(yǎng)學(xué)生獨立探索的習(xí)慣

如果學(xué)生總是擔(dān)心操作失敗，缺乏自信心，慢慢地就失去生物實驗的興趣，更談不上實驗設(shè)計的熱情了，盡對這一情況，我就鼓勵學(xué)生說：“任何一項重大發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，都 是科學(xué)家經(jīng)過多次的實驗失敗后產(chǎn)生的，失敗不可怕，可怕的是因擔(dān)心失敗而不敢去探索，將會一事無成。”通過講解并結(jié)合平時的實驗教學(xué)，不斷地激發(fā)學(xué)生的實驗熱情，引導(dǎo)學(xué)生自覺主動地發(fā)現(xiàn)探索空間，使學(xué)生逐步養(yǎng)成獨立探索的習(xí)慣，教師要及時地發(fā)現(xiàn)和肯定學(xué)生的點滴進步，以增強其自信心，提高實驗設(shè)計能力。

實驗設(shè)計能力培養(yǎng)范文第5篇

關(guān)鍵詞：高等教育 教育質(zhì)量 實驗教學(xué)改革 探索與實踐

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式一般為演示性、驗證性和操作性實驗，基本上能夠使學(xué)生達到對知識理解和掌握的目的，但也存在著學(xué)生上實驗課的積極性不高、實驗教學(xué)流于形式、實驗操作走過場等問題，很難達到真正的實驗?zāi)康模瑢W(xué)生實踐能力的培養(yǎng)較為不利，嚴重地影響了高等教育的成效。對如何解決這些問題，在近幾年的教學(xué)改革過程中，我們提出了以設(shè)計為主線、以實踐能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)改革思路、方式方法和實施方案，并在一系列課程的實驗教學(xué)過程中進行了深入的探索與實踐，取得了較好的成效。

一、以設(shè)計為主線，以實踐能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)改革思路

從實驗的性質(zhì)來看，可分為演示性、驗證性、操作性實驗和綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗兩大層次。前者主要是理解實驗原理、進行實驗操作、綜合分析討論和論文報告（或稱實驗報告）的撰寫的過程，是對知識的理解和掌握，基本上屬于繼承和接受前人的知識、技能，重復(fù)前人的工作范疇，這是科學(xué)實驗入門的基礎(chǔ)訓(xùn)練；后者是當學(xué)生經(jīng)過一定數(shù)量的基礎(chǔ)實驗訓(xùn)練之后，有必要對學(xué)生進行具有科學(xué)實驗全過程性質(zhì)的設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗的訓(xùn)練，科學(xué)實驗的基本程序大體包括：選擇課題、課題調(diào)研、制定方案、實驗過程、綜合分析討論和論文報告的撰寫等。后者的綜合性實驗是介于兩層次之間的，設(shè)計性實驗才是培養(yǎng)實踐能力和研究能力的，而創(chuàng)新性實驗則體現(xiàn)了實驗效果的最高境界。

以設(shè)計為主線、以實踐能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)突出的是設(shè)計為主線、以實踐能力培養(yǎng)為核心，其宗旨是：實驗教學(xué)以設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗為主，通過實驗，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生在掌握了一定理論知識和實驗技能的基礎(chǔ)上，在教師適當?shù)囊龑?dǎo)下，完成從實驗設(shè)計到實驗操作、書寫論文式的實驗報告的全過程，從而不斷提高學(xué)生設(shè)計能力、實踐能力、研究能力及創(chuàng)新意識，樹立嚴謹?shù)墓ぷ鳌⒖蒲凶黠L(fēng)和培養(yǎng)創(chuàng)新精神，有助于加強學(xué)生的綜合素質(zhì)教育。

二、以設(shè)計為主線，以實踐能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)改革的主要方法

1、由任課教師根據(jù)所學(xué)課程有關(guān)內(nèi)容制定實驗課題、實驗內(nèi)容及設(shè)計要求。在任課教師的指導(dǎo)下，學(xué)生利用本課程前面所掌握的系統(tǒng)設(shè)計工具及系統(tǒng)設(shè)計知識，對本實驗進行系統(tǒng)分析，制定并完善實驗設(shè)計技術(shù)路線，保證實驗具有一定的創(chuàng)新性與可行性；

2、學(xué)生根據(jù)本實驗課題、實驗內(nèi)容及設(shè)計要求，利用課外時間，查找相關(guān)資料，在任課教師的指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計、仿真測試與完善；

3、在仿真測試完成后，在實驗教師指導(dǎo)下，在實驗室完成系統(tǒng)電路板及元器件的焊接、調(diào)試及完善等，進行實驗數(shù)據(jù)的測試，并做好實驗記錄，及時整理、統(tǒng)計處理數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果；

4、最后按照科研論文的格式與要求書寫實驗報告，每人一份，鍛煉每個同學(xué)的歸納、總結(jié)、綜合分析能力與寫作技巧，再由任課教師審閱、評分。

三、以設(shè)計為主線，以實踐能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)改革的作用和意義

1、由于實驗的全過程是由學(xué)生獨立自主完成的，實驗的主動權(quán)在學(xué)生，不可能存在等待、依賴思想，能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和積極性，這是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的前提基礎(chǔ)。

2、本方案實驗的要求不是通常驗證性、演示性實驗的簡單綜合，而是更多地貼近工程實際、綜合運用所學(xué)知識進行項目的設(shè)計和實現(xiàn)，含有創(chuàng)新因素，因此對學(xué)生既有挑戰(zhàn)性又有壓力，能激發(fā)學(xué)生的興趣，這是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的動力源泉。

3、學(xué)生通過實驗中的任務(wù)分析、方案制定、電路構(gòu)思、硬件設(shè)計、軟件編寫、分步試驗、制作實施、系統(tǒng)調(diào)試、指標測試、性能改進和報告撰寫等全過程的實踐和攻關(guān)，既能把所學(xué)的理論知識加以綜合運用，又能把研究視野擴展到相關(guān)的知識領(lǐng)域，接觸一些先進的元器件并加以運用。動手實踐的能力得到實實在在的訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)問題和處理問題的能力會有實質(zhì)性的提高，創(chuàng)新素質(zhì)在這種潛移默化的過程中得以形成和提升。

4、由于實驗的實施必須獨立經(jīng)歷從第一步到最后一步的全過程，每個人的方案和實施方式各異，從學(xué)生的整體來看，充分發(fā)揮了各人的原創(chuàng)能力、設(shè)計能力和實施能力，由此也萌發(fā)出來不少對工程和社會有實際貢獻的創(chuàng)作思路。實驗的要求和技術(shù)指標也有利于促進學(xué)生之間在實施過程中的技術(shù)交流和問題的探討、相互啟發(fā)和取長補短，這種團隊合作解決問題的氛圍和條件是實驗指導(dǎo)老師的能力所無法提供和滿足得了的。

5、本方案在加強對學(xué)生素質(zhì)和實踐能力培養(yǎng)的同時，有助于快速地、高質(zhì)量地把學(xué)生培養(yǎng)成為全面型、綜合型、實用型的復(fù)合人才，對“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實施，對拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)等具有積極的作用；

6、本方案的實施推廣將會顯著提高我國高等教育的成效，推動我國高等教育的發(fā)展。

四、以設(shè)計為主線，以實踐能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)改革的顯著特點

1、本實驗是上學(xué)期所學(xué)知識的繼續(xù)，使系統(tǒng)設(shè)計由仿真設(shè)計進展為實物設(shè)計，與前面所學(xué)知識無縫鏈接起來，保持實踐鍛煉的連貫性，通過一年的系統(tǒng)設(shè)計鍛煉，使學(xué)生完全能夠掌握系統(tǒng)設(shè)計的精髓；

2、每一個實驗都是一個完整的系統(tǒng)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生查找資料、分析問題、解決問題等實踐能力；

3、簡單的一門實驗課，學(xué)生的查閱資料能力、學(xué)習(xí)能力、設(shè)計能力、溝通能力、創(chuàng)新能力等都得到很好的培養(yǎng)和鍛煉，為將來畢業(yè)設(shè)計、尋找工作、順利踏入社會、成為棟梁之材奠定了良好的根基；

4、如果每一門課都是如此，我們培養(yǎng)的學(xué)生將會怎樣呢？

五、以設(shè)計為主線，以實踐能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)改革的成效

1、由于實驗的全過程是由學(xué)生獨立自主完成的，實驗的主動權(quán)在學(xué)生，不可能存在等待、依賴思想，能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和積極性，這是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的前提基礎(chǔ)。

2、本方案實驗的要求不是通常驗證性、演示性實驗的簡單綜合，而是更多地貼近工程實際、綜合運用所學(xué)知識進行項目的設(shè)計和實現(xiàn)，含有創(chuàng)新因素，因此對學(xué)生既有挑戰(zhàn)性又有壓力，能激發(fā)學(xué)生的興趣，這是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的動力源泉。

3、學(xué)生通過實驗中的任務(wù)分析、方案制定、電路構(gòu)思、硬件設(shè)計、軟件編寫、分步試驗、制作實施、系統(tǒng)調(diào)試、指標測試、性能改進和報告撰寫等全過程的實踐和攻關(guān)，既能把所學(xué)的理論知識加以綜合運用，又能把研究視野擴展到相關(guān)的知識領(lǐng)域，接觸一些先進的元器件并加以運用。動手實踐的能力得到實實在在的訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)問題和處理問題的能力會有實質(zhì)性的提高，創(chuàng)新素質(zhì)在這種潛移默化的過程中得以形成和提升。

4、由于實驗的實施必須獨立經(jīng)歷從第一步到最后一步的全過程，每個人的方案和實施方式各異，從學(xué)生的整體來看，充分發(fā)揮了各人的原創(chuàng)能力、設(shè)計能力和實施能力，由此也萌發(fā)出來不少對工程和社會有實際貢獻的創(chuàng)作思路。實驗的要求和技術(shù)指標也有利于促進學(xué)生之間在實施過程中的技術(shù)交流和問題的探討、相互啟發(fā)和取長補短，這種團隊合作解決問題的氛圍和條件是實驗指導(dǎo)老師的能力所無法提供和滿足得了的。

5、本方案在加強對學(xué)生素質(zhì)和實踐能力培養(yǎng)的同時，有助于快速地、高質(zhì)量地把學(xué)生培養(yǎng)成為全面型、綜合型、實用型的復(fù)合人才，對“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實施，對拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)等具有積極的作用。

6、為后續(xù)實驗教學(xué)改革和本項目的完善奠定了較好的基礎(chǔ)。

通過“以設(shè)計為主線，以實踐能力培養(yǎng)為核心”的實驗教學(xué)改革，許多學(xué)生的設(shè)計能力、實踐能力及其它各方面能力得到大幅度的提升。本實驗教學(xué)改革也受到了學(xué)生的廣泛好評。許多同學(xué)評價認為：這種實驗教學(xué)改革無論是改革方案還是實際實現(xiàn)的過程，不得不說至少是在我所經(jīng)歷的課程改革中最成功的一次，很多同學(xué)學(xué)會了很多能實實在在用得上的東西。也是這次改革，向我們證明了大學(xué)的課程并非一無是處，并非只是為了考試而學(xué)習(xí)。絕大多數(shù)同學(xué)把握住了機會，利用單片機課程所學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計知識設(shè)計自己的系統(tǒng)并做出實物，并不斷大膽地設(shè)計自己的系統(tǒng)，并且完全可以在實際中應(yīng)用，完全從書本的理論知識中走了出來，可以把理論的東西很好地應(yīng)用在實際開發(fā)中，在課程改革中受益匪淺，能力得到質(zhì)的飛躍。

本文為教育部人文社會科學(xué)研究“工程科技人才研究專項”成果（10JDGC011）、2012年度遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項目成果。

作者簡介：

張東陽，沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院教師，副教授；張景異，沈陽理工大學(xué)卓越工程學(xué)院院長，教授。

參考文獻：

[1]郭廣生、李慶豐：《培養(yǎng)創(chuàng)新人才呼喚教學(xué)方法大變革》，《中國高等教育》，2011年第18期。

[2]林健：《面向卓越工程師培養(yǎng)的研究性學(xué)習(xí)》，《高等工程教育研究》，2011年第6期。