实验设计能力培养例文第1篇
1强化实验设计思想的教学，培养实验设计能力
科学家完成一个成功的实验须要经历坎坷的探求、设计过程，因而引导中学生领会前人的实验设计思想，体验科学家所经历的探求过程，是一条培养中学生具有设计实验能力的有效途径。每一个实验都有各自的设计思想，每一个成功的实验其设计思想总是包含着对已有知识的灵活应用与创造性的科学设想。如万有引力常量测定的实验、观察桌面微小形变实验中所彰显出放大的设计思想等；研究加速度与合外力、质量的关系，研究匀速圆周运动中向心力与质量、角速率、半径的关系等实验中所彰显出控制的设计思想；平抛运动规律的探究等实验中彰显出的对比的设计思想等。所以在教学只有加大设计思想的教学，能够更好地培养设计实验的能力，这是每一位化学班主任在平常教学中都必需要注意的。
2提高实验的探求性，产生实验设计能力
现行湖南科学技术出版社发行的高三化学新教材中的实验，探求性实验的比列有所降低，这些安排有利于培养中学生的设计实验能力。因而班主任应按照中学生的实际情况，本着循序渐进的原则，悉心安排并引导中学生做好课本上的每位探求性实验，就研究哪些问题?设计哪些方案?使用哪些仪器?观察哪些现象?记录哪些数据?怎样处理数据?怎样进行偏差剖析等一系列问题引导中学生进行实验设计，让中学生在班主任引导下，通过设计实践来提升自己的设计实验的能力。下边以“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验为例，列表如下：
最终产生了该实验的设想，进而完成整个实验的方案设计和操作。
3编拟实验设计题，加强实验设计能力
目前，高中数学教学中的实验设计性试卷，通常是按照课本中已出现的化学实验的基本原理，所使用的基本器材以及实验学校过的有关方式，设计一些新的实验，根据实验的设计方案及要求，完成实验有关内容；或则是提供有关的实验器材以及实验的目的要求，按照有关知识以及在实验中学过的方式，自己设计实验方案，并完成实验要求。在青少年初步具备了设计实验能力的基础上，班主任可以有针对性地编拟一些设计性实验题来加强中学生的设计能力。限于学生的知识和能力，编拟题目要求不宜偏低，过程不宜太复杂，通常可从三个角度考虑编题。
3.1从检测化学量来编题
如在讲完自由落体运动规律后，可提出用哪些方式测重力加速度?(滴水法、落杆法、频闪拍照法等)；讲完滑动磨擦后，提出怎么测一张纸与桌面间的动磨擦质数等。这类题较容易，以便结合中学生所学的数学知识，促使中学生借助基础知识来进行实验设计。
3.2改变现有实验条件来编题
如超重和失重规律的探究实验中，不仅用弹簧秤做演示实验外还可以用哪些来做实验。这类题有一定难度，有利于培养中学生的发散性思维，中学生所设计的方案只要有道理的，班主任均应鼓励。
3.3从实验应拿来编题
如设计一个测单车所遇阻力的方案、如何借助自由落体运动的规律来检测房屋的高度等，这类问题要求较高，只有中学生具备了较强的实验设计能力后才可出现。
4通过实际操作，提升实验设计能力
中学生在进行实验设计的过程中，常常会出现在理论上可行，但实际操作却未能做到的情况。例如，在匀变速直线运动的实验探究中，有的朋友不用带滑轮的长木板，直接在实验桌上做实验，理论上是可行，但实验偏差较大。在实际操作中会发觉：有的朋友对打点计时器的用法不知怎么使用、有的朋友电源使用错误、有的朋友对纸带不知怎么使用、有的朋友对带滑轮的长木板使用错误、有的朋友不知怎么处理纸带等等，造成难以弄成这个实验。
只有通过实践检验是正确的实验设计，才是一个成功的实验。因而在教学中应尽可能创造条件让中学生在设计好实验方案后进行实际操作，提高中学生的感性认识，这样就能使她们的实验设计愈发合理、更切合实际，因而提升她们的实验设计能力。
5通过课外小实验来强化设计实验能力的培养
课外小实验常须要中学生自己设计实验原理、寻找器材和装配仪器等，它有利于培养中学生克服困难，借助简单设备做好实验的精神，也是培养中学生设计实验能力不可忽略的一环。“用最平时的仪器做出最好的成果才算真能耐”（卡文迪许实验室想法），这是一个实验者应有的信念。
如讲完中学数学选修中学滑动磨擦力一节后，可安排中学生这样的一道实验，请朋友们设计一个检测纸与桌面之间动磨擦诱因的实验。有一些设计性课外小实验是以“讨论与交流”的方式在教材中单独列举，如小学数学选修中学第49页中“他们采用了哪些方式检测井深”，这种设计性课外小实验，技巧灵活，取材容易，并因所给的检测工具不同，而要求寻觅不同的实验原理和方式，由中学生独立寻觅和操作，便于发挥中学生的主观能动性，养成爱独立设计实验的好习惯。
实验设计能力培养例文第2篇
关键词：实验设计能力；思维程序；注意问题
作者简介：薛福成（1966-），男，学校一级班主任，研究方向：数学教育教学.所谓实验设计能力，就是中学生运用已具有的数学知识和实验技能，构思出解决问题方案的本领.通常来说，一个完整的探究式学致包括七个要素，即：提出问题、猜想与假定、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估、交流与合作.“实验设计”是其中一个重要的要素，它是实现《课程标准》中“过程与技巧”目标中培养中学生“信息搜集和信息处理能力”的渠道，是科学探究能够实现的必要条件，是培养中学生创新意识和创造能力、检验“探究式教学”与“研究性学习”效果怎样的较好题型和有效途径.
按照中学生在认知过程中的作用实验设计题主要有：探求性实验设计、创造性实验设计和验证性实验设计三类.
1培养方式
11思维程序
怎样培养中学生的实验设计能力高中物理实验目录及器材，须要告诉她们设计的方式.由于技巧的把握可以说是能力产生的一种标志.把握的方式多，意味着能力高；把握的方式少，意味着能力低.方式分为两类，一类为“程序化的方式”，是由许多环节、要素组成的操作过程，简称为“过程”；另一类就是解决具体问题的具体化方式，简称为“方法”.这三者可以称作为“过程与技巧”.为此，要培养中学生的实验设计能力，就应当在课堂教学中培养中学生把握各类相应的方式.
这二类题目的实验设计，其实质都是按照实验题目，明晰提出的问题，运用已具备的数学知识或实验技能，有时甚至是按照实验题目所给的信息或提示，构思出解决该问题的方案.
这一思维过程，可按如图所示的程序进行.
12实例剖析
下边结合具体实例，对其思维程序作简略剖析.
例题老师给小明朋友如下器材：一只较粗的尖头试管、一些小沙子、一只酒杯、水、刻度尺.请小明设计一个可直接测定（简略）液体密度的装置.小明犯了难，请你帮他设计一下，写出设计过程及使用方式.
思维程序剖析这是一道创造性实验设计题.该类题目具有一定的难度，须要中学生具有一定的综合能力以及知识迁移能力，方可解决问题，因而该类题目宜置于把握了探求性实验设计和验证性实验设计后再进行.
（1）明晰问题
将一试管转制成可以测液体密度的装置.
（2）构思实验假定
借助试管简略测定液体的“密度”，我们晓得应该通过它溶入被测液体中的“深浅”来判断.这样，我们就必须在“密度”和“深度”两个量之间，找到一个联系两者的函数关系式.依照此关系式，达到解决问题的目的.
（3）知识、技能组合
按照题意，运用已学过的知识，试管中倒入适量小铁块，以使其装入被测液体中悬浮，这时：F浮=G
即ρ液gV排=G
ρ液gSh@=G
ρ液=GgSh′（h′为试管没入被测液体中的深度）
此式就是我们要找的函数P系式.经过剖析，首先要在杯内注入适量的水，将放有小铁块的试管装入水底使其悬浮.再依照上述关系，找到一组组对应数据，因而转制检测工具.
（4）方案确定
经过前三步的剖析、思考、梳理，即可完成设计方案.
方案如下：
装置转制过程：将试管中倒入适量的小沙子，使其能竖直悬浮在水底，此时海面抵达的试管处就是1g/cm3（在试管壁上标定好）.之后再用刻度尺测出溶入水底的试管的深度h.
悬浮
F浮=G
即ρ水gV排=G
ρ水gSh=G
ρ水=GgSh
设GgS=K（常数）
则ρ水=GgSh=kh
K=ρ水h=1・h
因而，悬浮在其它液体中：ρ液=GgSh′=Kh′=hh′
这样，按照上述关系高中物理实验目录及器材，找到密度与深度的对应关系：
当h′=1cm时，ρ液=h（g/cm3）；
当h′=2cm时，ρ液=h2（g/cm3）；
……
当h′=0.1cm时，ρ液=10h（g/cm3）；
当h′=0.2cm时，ρ液=5h（g/cm3）；
……
按上述对应关系在试管外壁上标好密度刻度盘.
使用方式：将装有适量沙子的试管装入被测液体中，按照液面抵达的刻度，从密度刻度盘上便可直接读出被测液体的密度.
2设计时应注意的问题
（1）科学合理智
实验设计的原理、程序以及方式等，都必须与化学知识的科学性和实验操作的合理智相一致.
（2）简洁性
实验的设计等需尽可能的采用简单的仪器或装置，用较少的实验步骤，用较短的时间来完成实验.这就是实验的“简约性”.
（3）安全性
实验的设计在操作中，要尽量避开危险.另外，所选药品要尽量避开有毒药品.如，水银等.
（4）疗效显著性
就是根据你设计的实验进行操作或改建的装置进行使用时，形成的现象等要显著、直观，以便观察与记录.
实验设计能力培养例文第3篇
《新物理课程标准》中要求中学生能设计和完成一些简单的物理实验。由于它是发挥物理学科优势，进行科学探究的突破口和契机。新物理课程中，我们看见在“标准”和“活动与探究建议”中共提出了41个实验或实验系列，其中80％以上的实验要求中学生亲自动手完成，50％以上的实验是以科学探究的方法呈现的。新教材这样做是希望中学生通过义务教育阶段物理课程中的实验内容的学习，除了能迸发起学习物理的兴趣，把握实验的基本技能，并且还能逐渐在教学中培养中学生实验设计的能力，初步产生科学探究的能力。
一、培养中学生物理实验设计能力的方式
培养中学生的实验设计能力，按图示程序教给她们设计的方式。
1.实验目的的确定。从所给实验课题出发，确定实验的目的。实验目的是一个实验的核心，做此实验干哪些，要解决哪些问题。必须清楚。
2.实验原理的选择。要选择好实验原理，首先向中学生明晰，实验原理是选择实验所需的药品和仪器、实验的装置，编撰实验步骤，形成实验结果的根据。其次要明晰，选择实验原理必须从实验目的出发，找寻与实验目的相关的物理规律。其实，在原理剖析中所涉及的许多情况、因素和信息要靠自己去找寻、探究，原理必须正确，否则实验不会成功。
3.实验用具的选择。根据实验原理选择实验用具，即实验所需的药品和仪器及实验装置。实验用具的选择还要考虑实验室的条件。所选择的药品、仪器、实验装置要经济、可靠，装置要简单便捷，操作要安全可靠。
4.实验步骤的编撰。实验步骤就是实验操作步骤，编撰它要以实验原理为根据，按照所选的器材确定施行的过程。必须向中学生明晰，实验步骤是实验施行的过程，不能随便确定。每一步骤操作都要能说出其道理，要晓得它的作用，以及它所形成的后果。让中学生晓得每一步操作是由一个或几个动作组成的。每位动作都有一定的要求，都要到位、都要符合一定的规范。同时，向中学生说明实验的核心步骤是：实验与事实、解释与推论。即操作、现象、结论。实验步骤的编撰必须做到操作要领清楚、前后J恻芋合理，且不重复、无遗漏。
5.设计实验表格。
实验表格是记录实验操作步骤、实验现象、得出实验推论的一种形式。设计实验表格的根据是实验原理和实验步骤。(见下表)
二、培养物理实验设计能力的步骤
1.中学生自主设计实验方案。班主任把实验课题及要求展示给中学生，并要求中学生在一定时间内完成设计方案。刚开始接触设计性实验，中学生不习惯这样做，觉得比较困难，用的时间也较长。班主任可依照课时安排情况，做些调整，可让中学生在课前做这项工作。课前做2--3个后，中学生对这些实验设计的方式也熟悉了，班主任可在课上进行，并限定时间。中学生通过自己设计实验方案，逐步理解并学会怎样设计实验方案。
2.班主任指导。其实中学生早已晓得了做设计性实验的方式，而且，中学生在自己动手设计时，就会出现这样或那样的问题。针对不同问题，班主任一定要按照实验进行补习，应当如何写，为何这样写。反复指出步骤的编撰方式，使中学生在实践过程中渐渐感受、内化，逐渐学会编撰实验步骤。班主任要对中学生进行指导，某些问题进行某些补习，对存在问题较多的进行集体讲解。
3.中学生动手操作。中学生按照自己的设计方案和班主任的赐教，进行实际操作。因为班主任只是引导中学生如何设计方案，并不是把设计方案全盘交给中学生。所以，中学生在把设计方案落实到他的操作过程中时才会发觉他的方案是否存在问题，之后进行更改。班主任巡视中学生的操作情况，对有问题的给与指导，这时，中学生对自己存在的问题会更明晰，会更理解为何错了，错在哪里。这样就起到了培养中学生实验能力的目的，同时也起到了以实验为教学手段，巩固和加深对知识的理解、掌握的目的。
实验设计能力培养例文第4篇
从微型物理实验的基本特征及常用的器材、初中物理微型实验创新设计案例、微型物理实验的优点三方面探究，以迸发中学生的学习兴趣，提升中学生的创新能力。
关键词：
中学物理；微型实验；能力培养；探究性
物理是一门以实验为基础的科学，通过实验除了能验证知识的科学性、可行性，更重要的是能提升中学生对知识的实际运用能力和知识的再创造能力。为此，班主任在教学中可以依照教学须要和和中学生的接受能力来改进一些实验，以提升中学生的兴趣，培养创新精神。在目前全球提倡红色物理、节约资源的情况下，将常规实验微型化是一种挺好的选择。
一、微型物理实验的基本特征及常用的器材
（1）基本特性。微型物理实验的两个基本特点：操作简便、安全和取材广泛，制做便捷。并且微型实验不是常规实验的简易微缩或减量，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，它是在红色物理思想下用防治物理污染的新实验思想、新技巧和新技术对常规实验进行变革和发展的必然结果。（2）用于微型实验的器材。最常用的代用具是抗生素杯子，它可以做反应容器，也可以用于存储药品；其次是注射器，它可以取液、做反应容器等，它的最大优势在于较确切计量和控制反应量，由于注射器上都有精确的刻度。在我们的实验实践中，发觉的其他常用的代用品还有：1）酒精灯：可用抗生素药盒做灯体，在胶盖上打一个小孔，插上一段小瓷管，用丝线弄成灯芯，灯帽用日光灯的旧启起辉器机壳即可。2）烧瓶：可用塑胶瓶塞、透明的拍照胶片盒取代。3）试管：可用无色小药盒取代（如猕猴桃糖注射液大桶）。4）水槽：可用大小合适的塑胶盆或其他玻璃容器。5）集钢瓶：可用大小合适的塑胶瓶，也可用抗生素瓶取代，搜集二氧化碳后，用原先的橡胶塞堵住。6）烧杯：可用不同体积的注射器制成。7）导管：可用废弃的打针管、饮料吸管或医用橡胶管取代。8）软管的胶头：可自制，也可用眼药盒弄成。9）试剂瓶：在青霉素药盒里倒入各类固体或液体试剂，贴好标签即可。10）药匙：可用硬塑胶片或吃冰淇淋的小勺经过加工制成。11）漏斗：用打针器截下其圆柱部份即可。
二、初中物理微型实验创新设计案例
在新的课程理念下，物理班主任应树立全新的实验教学资源观，在实验教学中创造性地开发和借助身边的实验教学资源，进行实验改进，自制微型化、环保型实验教具，这既是对废弃生活用具在物理实验中发挥的取代作用，又是对中学生进行的创新教育和可持续发展教育。下边，列出一个中学比较重要的微型实验案例。测定空气中二氧化碳的浓度。在装有足量红磷的玻璃管两端各联接有两个针头，内封闭有10ml空气，加热玻璃管，同时交替推进两个针头的活塞，至玻璃管内的红磷燃烧弄成冒烟，且一段时间后无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却到温度后将二氧化碳全部推至一个针头内，观察针头内空气容积的变化。这样既可防止生成的五氧化二磷排放到空气中对空气导致污染，同时还可依据针头的刻度较确切地测出二氧化碳的浓度。
三、微型物理实验的优点
物理实验常常把它与环境污染、有毒、危险等画上等号，加之偏僻小村实验器材短缺，致使不少学校对物理实验几乎没有举办。并且微型物理实验设计巧妙，操作简便安全、实验成功率相对较高。因而，它可以迸发中学生对物理学习的兴趣，有利于培养中学生观察和动手实践能力。微型物理实验具有常规实验没有的以下优势：第一，验污染小，有利于环境保护。实验中化学药品在反应时，会对环境导致一定的污染，污染的程度与药品的药量成反比。而微型实验试剂药量小，形成的实验废物相应降低，减少了对环境的污染，对中学生的身心健康也有用处。第二，实验成本低，有利于实验举办。在微型物理实验中，试剂的药量通常只为常规实验的几非常之一乃至几百分之一，且仪器取材广泛，使实验的成本较常规实验明显增加，对办学条件相对较差、缺少仪器和实验设备的农村分校，可促使对物理实验代用仪器、药品的开发和推广，进而达到预期的教学疗效。第三，试剂药量少，降低实验安全性。常规实验中使用试管、试剂瓶等玻璃仪器较多，而微型物理实验用注射器、饮料瓶等替代的比较多，能防止仪器炸裂导致的危险。并且，微型物理实验中使用药品剂量少，能防止试剂喷溅、中毒、爆炸等导致实验车祸，减少了对师生健康的害处，使物理实验显得较为安全。第四，动手设计实验的机会多，强化中学生创新能力。因为常规实验忽略了对实验的探究与创新，不少实验者根据实验要求盲目操作，欠缺对实验的探究与创新。一个微型实验的设计本身就是进行创造性学习的彰显，因而班主任指导中学生举办微型实验设计也是创新教育的具体实践。
四、结束语
微型物理实验的不足是在实验中容易忽略基本操作的规范性，实验过程中现象不够直观、难以多人参与等。为此，班主任在教学中应按照实验的内容、目的，使常规实验和微型实验相结合，有效借助实验素材组织中学生进行科学探究，迸发中学生的学习兴趣，丰富课堂教学信息，落实新课程标准的施行要求，这有利于培养中学生关心自然、关心社会的情感和创新精神，提升中学生的创新能力。