实验设计方法

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实验设计方法范文第1篇

一、设计和完成实验的基本方法

做实验设计题前要弄清的问题主要有如下几个方面：①实验目的是什么？是验证性实验还是探究性实验？②是定性实验还是定量实验？③自变量、因变量、因变量的体现指标分别是什么？④如何设计实验组与对照组？⑤要求预测实验结果还是实验结论？

从解题技巧的角度来看，总体上可以分以下几步进行：了解题目要求明确实验目的分析实验原理确定实验思路设计实验步骤预期结果与分析。

1明确实验目的

实验的目的是解答实验题的指南。根据实验目的不同实验分为验证性实验和探究性实验两种。

实验目的在题目中往往以“验证……”“证明……”“探究……”“观察……”“调查……”“鉴定……”“分离提纯……”等形式呈现出来。

2变量的确定和原理

首先要确认变量。变量包括自变量、因变量、无关变量等。自变量又称之为操作变量、实验变量、实验因子，是实验中实验者所操纵的、对被测的反应产生影响的变量。

自变量往往就隐藏在实验目的中。确定方法是：往往要“验证什么”，“证明什么”，“探究什么”，“什么”就是自变量。

明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学上的什么知识为实验的原理。

3确定实验思路

即根据实验原理，并充分利用实验材料确定实验方案。对实验作出假设，对可能产生的现象作出预测。

4设计实验步骤

根据实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。要思考题中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用，怎样运用。要注意以下两点：一是题中给出的实验试剂和材料一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。由于实验设计是一种开放性试题，可能存在多种实验步骤。此时应遵循以下原则：科学性、简便性、可行性、可重复性。这些原则虽不用在答题中直接写出来，但却必须体现出来！

5预期实验结果

由于是正式实验前的设计，实验结果是根据实验目的和有关的生物学知识为基础的原理推理出来的，预期实验结果要求全面而正确。只有预期实验结果正确，才能得出正确的实验结论。

由于验证性实验结果在“预料之中”，所以只需顺理推之，将预料之中的结果写下即可，当然实验结论也只有一个，即实验要验证的问题；由于探究性实验结果未知，实验结果预测就有多种可能，因此必须将可能出现的实验结果都写下来，结论当然也就有多种可能，一般有正相关、负相关、无关三种。书写方法一般为：“如果出现……（结果――实验现象），则说明……（结论）。”

二、实验的分组方法

1对照实验必不可少，且最好安排在第一组或最后一组并注明作对照。

2定性实验：一个变量分两组（如探究青霉素对酵母菌生长的影响），两个变量分三组（如探究水和氧气对种子萌发的影响）。定量实验：实验组至少分三组，最好分五组，且设置变量要有梯度、有规律（如探究p对酶活性的影响）。

3分组要求：随机、等量（数量）、相同（无关变量）、正常（健康）。

4分组后要编号，实验组要连续、按规律排列。

5特例：仅有一个实验材料时，先测定正常做对照，后施加变量做实验组。

三、从解题的角度出发，实验步骤中应该特别突出以下两种实验设计的原则

1对照原则

对照是实验控制的手段之一，通过设置对照实验，可消除无关因子对结果的影响，增加实验结果的可信度和说服力。对照按形式和内容不同，设置对照组有4种方法：

(1)空白对照：是指不做任何实验因素处理的对照组。值得注意的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。

(2)条件对照：给实验组某种处理，给对照组另外一个条件处理，例如“验证甲状腺激素促进小动物发育”实验中，其对照如下表示：[6][BG(!][BDG2,K3,K5,K8,K6]缸别饲料方式对照[BG3,K3,K5,K8ZQ,K6]

A等量饲料适量未经处理的甲状腺激素实验组[BG2]

B等量饲料不加激素空白对照组[BG3]

C等量饲料饲喂甲状腺激素抑制剂条件对照组

(3)自身对照：自身对照是指不另设对照组，实验组与对照组在同一对象上进行。如植壁分离与复原实验。例如鸡的实验――处理前鸡的状况作为对照组，处理后的鸡作为实验组。

(4)相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照，例如不同温度对酶活性的影响。

2单一变量原则

控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响。单因子变量原则有两层含义：一是确保“单因子变量”的实验观察，即不论一个实验有几个实验因子，都应做到一个实验因子对应观察一个反应因子。二是确保“单因子变量”的操作规范，即实验中尽可能避免无关因子及额外因子的干扰。

实验设计方法范文第2篇

关键词：小学科学教学 观察实验设计 依据

中图分类号：G623.6 文献标识码： C 文章编号：1672-1578（2014）7-0234-01

观察和实验成为小学生探究科学的主要方式，教师要遵循一定的科学依据和方法对学生施以科学课程教学，以达到引领学生对科学有正确认知的目的。本文论述了观察实验在小学科学教学中的作用，并从三个方面分析了小学阶段科学教学的观察实验设计依据和具体的操作方法。

1 观察实验在小学科学教学中的作用

小学生的科学课程学习主要以探究式学习为主，由此，观察实验对小学生学习科学课程具有重要的辅助作用。我国教育部门对小学科学学科的设置更加侧重于与生活实际相联系，引导学生观察周围的环境和生活，因而对小学科学教学活动没有明确的规定性要求，也没有相对应的仪器和设备。而科学理论是基于事实而言的，有客观事实和科学经验事实两种状态。客观事实与科学经验事实存在较大的区别，二者不等同，但又存在密切的联系，客观事实是科学经验事实的基础。小学生在科学认知方面不够完善，与成年人相比缺乏严谨的思维方式，因此，小学生通过观察实验加强科学认知具有必要性。观察和实验在小学科学教学活动中的作用主要表现在两个方面：首先，观察实验可以证实科学理论的合理性。在小学科学教学活动中，教师和学生通过对事物进行观察和实验，进而可以得出相应的结论，其结论正是对科学理论的一种检验，从而可以加强学生对科学理论的认知程度。其次，观察实验可以使学生加深对科学理论的理解。小学生对于万事万物都充满好奇，而通过观察实验，可以提高学生学习科学学科的积极主动性，进而提高学生的动手动脑能力，有利于促进学生对科学理论的深入探究和加深理解[1]。

2 观察实验设计的依据和操作方法

2.1 探寻因果关系的观察实验

事物是普遍联系的，科学界的万事万物都存在着一定的因果关系，因此遵循因果联系进行实验设计是一种较为合理的方式。探寻因果关系的观察和实验设计依据主要为科学归纳法。尽管科学理论中的科学归纳并不是绝对的归纳，但是通过有效的归纳总结，进一步得出相关推理，以证实科学理论的正确性。探寻因果关系的观察和实验设计方法主要有三种，即：求同法、求异法、共变法。首先，求同法，即创设不同情境以形成多个实验，然后去验证一个科学理论的正确性的方法。师生通过此种方法对结论进行总结归纳和推理，从而形成了科学认识的过程。其次，求异法，即在进行科学实验过程中，验证一个因素的有无对实验产生的不同效果问题，将多种不同实验进行有效对比，从而得出较为正确的结论。最后，共变法就是在条件相同的基础上，一个因素随着另一个因素的变化而变化，对两个因素是否具有因果联系进行有效判定。在此实验过程中，需要各个小组共同实验，进而得到统一结论，以此判定。

2.2证实因果关系的观察实验

证实因果关系的观察实验依据和方法主要是归纳法与演绎法。归纳法的观察实验设计可以使师生得到一般性的因果关系原理，即得到了科学认识的普遍性和共性。演绎法的观察实验设计可以逐步增强科学理论的可信度，以进一步证实科学原理的正确性。归纳法主要从观察和实验出发，进而对结论进行有效归纳；而演绎法则是从结论出发，通过观察和实验对结论进行验证。为此，我国小学科学课堂教学中，在开展观察实验教学时一定要以一般性的科学理论为大前提，观察实验设计要选择与科学理论相联系的实验案例，以确保实验的正确性和遵循客观事实。在观察实验中，对因果关系的证实，要么增强科学理论的可信度，要么为科学理论提出质疑以促进科学的进一步研究。在我国小学科学教学中，对观察实验的设计主要遵循归纳法和演绎法，两种方法虽然存在着较大的差别，但都可以为证实科学原理发挥重要作用[2]。

2.3利用学生知觉特性的观察实验设计

小学科学课程的教学活动中，要想进行观察实验设计，一定要遵循小学生的感觉和知觉特点规律，从而才能充分发挥观察实验的效果。观察环节充分调动了学生的感觉和知觉系统，进而对实验有一个整体感知。进行观察实验设计时，要考虑学生的知觉选择性和理解性，进而可以激发学生对观察实验的兴趣和求知探索的欲望，以达到学习探究的目的。利用学生知觉特性的观察实验设计主要遵循三种方法，其一是放大法，将观察实验的对象进行有效放大，进而可以使学生更为明显的感觉到对象的结构特点等；其二是转换法，将观察对象由不清晰转为清晰；其三是对比法，学生通过对比实验作出更为确切的判断[3]。

3 结论

综上所述，对小学生进行科学学科教学具有重要意义，有利于促进学生培养对科学正确的认知，也有利于激发学生对科学探索的求知欲。通过观察和具体实验，学生在发挥知觉特性的基础上可以理清和证实科学理论的因果关系，以求得正确的科学理论。为此，在小学科学教学活动中，教师一定要根据具体的科学内容选择有效的观察和实验方法。

参考文献：

[1]王丽云.基于小学科学与初中地理教学整合的小学生地理科学素养培养研究[D].山东师范大学，2014.

实验设计方法范文第3篇

【关键词】高中 物理 演示实验 设计创新

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.09.166

物理演示实验对加强学生的理解能力至关重要，也是培养学生创新意识的最佳途径，物理教学不能脱离开演示实验这一重要的教学形式。那么，如何让演示实验切实有效地发挥它的作用呢？这就需要物理教师在实验设计方面多下工夫，多结合生活中常见的问题，增加一些教材上学不到的内容，拓宽学生们的思路，才能进一步激发出来自于学生们的创新思维。因此只有教师先创新，才能带动和引导学生们去创新。

一、加深演示实验的知识层面

首先，高中生虽然已经开始学习较高难度的物理知识，但是相对于物理这门学科的深度和广度而言，还是具有很强的片面性和局限性的；另外，物理教材在演示实验方面也偏于单一和浅显。从提升学生知识层面的角度来看，需要物理教师给学生开辟一条了解物理学科全貌的途径，对实验的内容进行拓展和填充，让实验的过程变得丰富起来，尽量让学生能够深层次、多角度、全方位的了解物理学知识。

比如，在以往的“超重和失重”这项实验中，物理教师会拿一个易拉罐，然后在靠近其底部的侧面做一个出水的小孔，然后用手指按住这个小孔，在易拉罐里面装满水；随后将手指快速地移开，水则立即从小孔射出来。这时将拿着易拉罐的手松开，易拉罐就会变一个自由落体，在下落过程中，从小孔中射出的水也瞬间停止。这样仅仅是让学生们看到了一个无可厚非的事实而已，并没有引发出太多的思考。为了加深实验的知识层面，物理教师在实验设计上进行了创新：在易拉罐的底部靠边缘处制造一个小的出水孔，当罐中的水量较少时，没有足够的压力让水从小孔射出；这时给易拉罐一个向上的作用力，水则会立即从孔中喷出，这就是失重现象；然后，在另一个透明的塑料瓶里倒进半瓶水，再将瓶盖拧严；将塑料瓶保持水平状态时，瓶内上方是空气，下方是水，水面是平静的；随即再给塑料瓶一个向上的作用力，就可以看到瓶中的空气在水中形成了一个或几个大小不同的圆形气泡，这就是超重现象。创新之后的演示实验过程变跌宕起伏，生动形象，涉及到的知识不局限于“超重和失重”层面，同时对学生们的创造力也是一个很好的启迪。

二、将实验形式从验证式转换为探索式

在以往的物理教学中，基本是教师将本次实验的结论先告诉学生，然后再开始进行实验操作，这个过程有点类似于验证一件事情，目的性很强，导致实验中用到的知识点很有局限。通过对演示实验的进行设计创新以后，教师可以组织学生们进行探索式的实验，让学生们尝试运用不同的实验方法来解决问题。这种开放式的实验就具有很强的思维发散性，在实验中运用到的物理知识范围自然大了很多，对学生们的物理知识掌握情况是一种真实有力的考察。

例如“探索式求合力的方法”实验。如图所示：第一次实验，在水平的木板上放置一张白纸，把橡皮筋的一端固定在图中P点的位置上，另一端用两条绳子连接，通过绳子同时用两个测力器互成角度地拉动橡皮筋，使橡皮筋与绳子的连结点到达图中0的位置；再记下两个测力器上读数和它们各自拉动的方向；在白纸上按比例画出两个拉力的示意图；在第二次实验中只用一个测力器，仍然通过绳子将连结点拉到O的位置；记下测力器的读数和拉力的方向，按同一比例画出@个力的示意图，观察第二次实验合力和第一次实验合力的共同作用点O与这三个力图示的箭头端的位置，看它们构成了什么图形，多次重复实验，看看结论是否相同。

三、对演示实验的条件进行创新

物理教师可以通过对实验条件进行改进让学生获得更多的知识体验。例如在“平抛运动规律”这一实验中。采用塑料瓶和透明塑料瓶作为实验的器材，先让水从塑料管中流出形成一条弧形的抛物线，通过水的流动线条看平抛运动的轨迹，这时就可以定性、定量的研究平抛运动的规律。但在这个实验的过程中会出现了一个必须解决的问题，就是随着水位的下降水压也会随之减小，水线的射程自然也会变短，这就给研究带来了很大的难度。于是，教师和学生们就需要共同努力想出一个办法，让水压在一个时间段内保持恒定状态，使得从塑料管中流出的水柱形状不变。在经过一番讨论之后，大家决定采用浮标来解决这一难题，就是将塑料管口与浮标相连，这样就能保持水压可以在一定时间内恒定不变了。解决了难题，学生们根据水流抛物线的形状顺利的计算出水柱的运动速度，进而收到好的实验效果，这都是改进实验条件的功劳。

四、通过创造情境使实验生动化

例如在讲授牛顿第一定律时，由于高中生的推理能力比较有限，让他们理解抽象的物理规律存在很大的难度。这时，物理教师可以设计一个生动的演示实验情境，让学生们在情境中进行观察：让一辆小车分别从同一斜面上自由滚动到另外三种不同材质的平面上，第一次是滚到地毯上，第二次滚到水泥地面上，第三次滚到木板上，在小车三次滚动中观察每次从滚动到静止下来的距离并做好记录。学生们通过观察，发现小车一次比一次滚动的距离远。此时，教师把握时机问道：为什么小车每次静止的距离会有所不同？因为之前在课堂上讲过摩擦力的作用，学生们马上就想到了是摩擦力不同导致的这种结果。于是，教师又提出第二个问题，如果小车滚动到一个没有摩擦力的平面上，结果会是怎样呢？学生们经过一番讨论之后得出结论：如果没有摩擦力，小车永远不会静止下来。这个时候，再讲授牛顿第一定律，学生们的接受能力就强大了很多。这种实验方式，不仅得到了很好的教学效果，也为日后更进一步的创新思维提供了良好的基础。

实验设计方法范文第4篇

在我军所开展的一些电子对抗作战仿真实验中，有关的实验设计理论与方法已得到了不同程度应用，如××××实验室所开发的《××××电子对抗作战仿真实验系统》选取×个因素作为考察重点，并简单开展了二水平实验；×××学院×××教研室所开发的《×××电子对抗作战仿真软件》在具体应用中对各考察因素采用了正交抽样的方法进行方案生成等。但总的来说，在我军所开展的电子对抗作战仿真实验中对实验因素、因素水平的设置都还显得过于简单，与实际情况还有很大的差距。

面临的主要问题

电子对抗作战仿真实验与一般的科学实验类似，都遵循“探索发现—检验假设—演示验证”的实验过程。若依据不同的实验阶段对电子对抗作战仿真实验进行分类，便可将其划分为探索发现实验、检验假设实验和演示验证实验。结合各类实验的特点进行电子对抗作战仿真实验设计，是规范我军电子对抗作战仿真实验设计的有力举措。然而，在这过程中还有许多问题亟待解决。

1)对电子对抗作战系统的认识有待加强。对电子对抗作战系统的认识难点主要在于电子对抗作战系统与火力作战系统有很大的差别——电子对抗作战系统的作战效能不能像火力作战一样在交战结果中得到直观的显现，而必须通过分析其对联合作战的影响进行分析判断。此外，由于复杂系统固有的病态定义和病态结构，以及无充分的先验知识，很难以一种严格的数学形式来对它进行定义和定量分析，很难从空间和时间上加以分割，容易造成系统的边界模糊。

2)对各类实验特点的认识有待加强。对用于不同目的的电子对抗作战仿真实验进行设计，所选用实验设计方法亦会有所不同。目前，国内外对探索发现实验、检验假设实验和演示验证实验的特点都进行了较为深入的研究。然而，由于电子对抗作战仿真实验自身所具有的特殊性，只能从对这三类实验外延和内涵的认识上不断接近其本质，目前还很难实现对电子对抗作战仿真实验的全面认识与掌握。

3)对实验因素的选择缺少有效方法。实验因素也称作实验因子或自变量，是进行实验时重点考察的对象。实验因素的种类与数量直接影响着实验设计方法的选择。而电子对抗作战仿真实验一般都是多因素实验，有些实验因素对实验结果的影响是极其微弱的，实验中需采取有效的分析方法将其剔除，然而目前常用的实验因素效应分析方法很难满足实验因素选择的基本要求，即难以对众多实验因素进行客观、全面、重点的分析，并从中找出关键、独立、敏感的实验因素。

4)对实验因素水平的确定缺少参考依据。实验因素取值点的数量称该实验因素的“水平”或“位级”，实验因素水平多少也是影响实验设计的一个重要因素，如果实验因素的水平过多，会极大地增加实验的工作量，过少又可能不能有效反映实际情况。然而，由于近年来我军电子对抗实战经验的匮乏，在确定实验因素水平时，很难找到与实际情况相符的、有效的参考依据，容易导致设定的实验因素水平不具客观性和代表性，影响实验自身的价值。

发展措施

电子对抗作战仿真实验设计能力，是开展电子对抗作战仿真实验所需的核心能力。只有进一步加强电子对抗作战仿真实验设计能力，才能使我军的电子对抗作战仿真实验水平跟上新技术的发展。发展我军电子对抗作战仿真实验设计能力还需从多个方面不断努力。

1)注重相关人才培养。通过加强对各单位军事人员和计算机技术人员进行电子对抗相关知识的集训或学习，力求让他们在学习和需求分析、总体设计以及较长时间的研制过程中，优化自身的知识结构，培养出一批既懂电子对抗相关问题又懂计算机应用的“复合型”人才。

2)加强对实验本质的认识。对电子对抗作战仿真实验的本质内容进行研究分析的过程，是一个不断循环、迭代和反馈的过程，通过不断反馈、重复所进行的电子对抗作战仿真实验，对相关实验的实验因素、因素水平进行优化，逐步逼近对实验本质的准确认识。

3)加强对实验设计方法使用特点的掌握。不同的实验设计方法适用于不同的实验对象。在进行电子对抗作战仿真实验设计时，首先应该加强对相关实验设计方法使用特点的学习与研究。通过研究其在相关领域实验设计中应用情况，准确掌握各实验设计方法的使用特点和使用流程，并创造性地运用到电子对抗作战仿真实验的设计之中。

4)促进实验设计方法与实验本质的有机结合。通过对各类电子对抗作战仿真实验的本质、特点以及适用于电子对抗作战仿真实验的各种实验设计方法的特点进行全面分析，找出实验设计方法与电子对抗相关问题的结合之处，并进一步探索实验指标、实验因素、因素水平的选择问题，最终形成规范的电子对抗作战仿真实验设计流程，用于指导我军相关作战仿真实验的开展。

结束语

实验设计方法范文第5篇

关键词：高中生物 实验教学 能力

生物学是一门实验性科学。对高中学生来说，生物实验教学主要包括常见的仪器、器具、药品的使用能力，还有对实验程序的理解能力，对实验结果的分析能力，对实验中出现的异常情况的处理能力等。

一、激发学生的兴趣和好奇心

兴趣和好奇心是一个人有没有创新能力最基础的条件，一个人如果做什么事情都没有兴趣和好奇心，不太可能有创新和很大的成就。人对事业或事物有兴趣，一旦达到迷恋的程度，则更利于创新，高中生物教学中学生创新能力的培养亦如此。在实验教学中要通过老师的“导”，千方百计的激发学生对生物课和生物实验的兴趣和好奇心，这是培养学生兴趣的源泉。

1.在实验教学的引入上结合一些经典生物学实验、生物学发展史和著名生物学家奋斗的历程，以激发学生的兴趣。像光合作用的发现，生长素的发现等经典的实验，孟德尔植物杂交的实验以及他的生平，克里克和沃森发现DNA双螺旋结构的过程都是很好的实例。通过教师绘声绘色的讲述同学们大部分会热情高涨。

2.结合当今生物科学的新进展、新成果激发学生的兴趣和好奇心。如在做DNA的粗提取和鉴定实验前可以介绍当代基因工程在实践中的应用、发展以及取得的一些前沿成果；还原糖鉴定实验中可以加入糖尿的测定和糖尿病治疗上的一些前沿理论，激发学生兴趣和好奇心。课后他们大多会主动查阅相关资料深入了解。

3.巧妙设问，激发学生的兴趣。现代思维科学证明：思维活动是从提出问题开始的，创新学习应从学会质疑开始。在实验过程中提出一些问题，不要急着给结论，甚至是一些没有结论的问题，激发学生的兴趣和好奇心，让他们不断地去钻研、去探究。在进行“观察植物细胞有丝分裂实验”的教学时，设计以下问题：①为什么在根尖长到5cm时取材？取材的部位是什么？观察的部位是什么？②解离试剂是什么？解离有何作用？解离为什么要用质量分数为15%的盐酸和95%的酒精？其他浓度或其他药品行不行？等等这一类的问题，同学会带着问题去实验、去探究、去创新。

二、拓展教学，明确实验设计原理

著名教育学家布鲁姆认为决定教学效果有三个主要因素：认知的前提能力（基础知识）、情感的前提特性（参加学习的动机情感）、教学的质。它们对学习速度的影响分别是50%、25%、25%，虽然有了知识不等于就有了能力，但没有知识则不可能提高能力，由此可见基础知识的重要地位，因此实验设计之前必须深谙实验设计的原理。

1.挖掘教材中的实验设计理论知识在现行的教材中对生物学实验设计的基本原则和方法等内容没有专门的系统阐述，而是把它们隐含在教材的实验内容和生物学史的内容之中，这就要教师应善于发现并挖掘出教材中的隐含信息，帮助学生了解和掌握学实验设计的理论知识。

2.补充经典实验，优化实验设计理论知识分析教材中的实验，发现实验内容少且缺乏系统性的方法指导，这对于学生全面了解实验设计的理论知识是不够的。

三、强化实验设计训练

学生在明确了实验设计的基本原理后，只有通过必要的实验设计训练，才能真正掌握实验设计的方法，提高实验设计能力。

1.课本实验的重新设计树立实验设计的信心进行实验设计的初期，学生对实验设计方案的思路模糊，存在畏惧心理。此时教师可采取由浅入深、循序渐进的策略，帮助学生树立实验设计的自信心。课本实验是学生既熟悉又亲切的知识，教师在课本实验的复习中可灵活地改变实验的某个条件，让学生模仿课本实验的程序进行简单的实验设计，使学生从中获得成功感，增强对实验设计的兴趣；同时在“模仿”过程中训练学生实验设计的思维方式，使学生初步形成实验设计的正确思路，为实验设计实施的可行性奠定良好的心理基础。

2.典型习题的剖析――理顺实验设计的思路加强学生实验能力的培养，不但要重视分析和解释实验现象和结果，以及推导实验结论能力的培养，更应重视培养设计实验方案的能力。无论哪种类型的生物实验设计，其本质都是根据实验题目所提出的问题，运用已具备的生物知识或生物技能，有时甚至是根据实验题目所给出的信息或提示，构思出解决问题的方案，这有助于培养学生思维的发散性，综全知识和解决实际问题的能力。提高学生实验设计的能力，教师不但要让学生明确实验设计师的理论知识，更重要的是应让学生掌握学生实验设计的正确思路。

3.专题训练――深化实验设计的理解“实践出真知”，学习的目的在于应用，只有将知识应用于实践，才能加深对知识的理解和巩固，从而形成相应的技能。学生在明确了实验设计的基本原则和思路之后，一定数量的设计练习是必要的，它可培养学生综合处理信息的能力、逻辑思维能力以及语言文字的表达能力等，提高实验设计题的应答准确性。为了使学生更好地掌握实验设计的方法，提高运用知识解决问题的能力，可以按照实验设计题的类型采用专题训练的做法。

实验设计方法范文第6篇

关键词：畜牧实验设计 教育方式 能力教育

随着市场经济的发展，人们对畜牧业发展越来越重视，对畜牧科技人才的要求越来越高。目前，传统的教学模式过于注重理论的灌输，培养目标也具体。因此，对于高等农业院校来说，教学方式改革势在必行。

《畜牧实验设计》课程是科学制订实验方案，正确分析实验结果，尽快获得最优方案的一门课程。实验设计合理与否，直接关系到畜牧科研实验和生产应用是否能顺利进行。通过教学方法改革，实施能力体系教学可以充分调动学生学习积极性，保障畜牧科技人才的培养。

《畜牧实验设计》课程开展能力教育方式有以下三种。

一、理论和实践相结合，重视应会

能力教育是以需要为准绳，应知为应会服务。传统模式的《畜牧实验设计》教学内容包括实验设计内容、实验设计原理、各种畜牧设计方案的拟定到设计方法的统计分析等，内容较多，然而分配到各个部分的学时数并不多，用于练习的时间就更少了。这就导致学生对每部分内容都一知半解，更不知如何应用，因此觉得畜牧实验设计课比较难懂。我在教授这门课时，根据以畜牧生产需要为依据，以够用为尺度，对授课内容进行了整合，删减了一些对于将来在动物实验和生产中根本用不到或很少用到的内容，对生产实践中最常用的几种单因素实验设计和两因素析因设计进行了重点讲授，这样保证学生在有限的学时里能够掌握这部分内容。

二、明确改革目标，以会用为目的

《畜牧实验设计》教学内容包括各种实验设计方法统计分析和最小样本含量的确定等，涉及的计算公式有几十个，然而按照传统的教学方法，每个公式都要推导，这样不仅要占用大量时间，学生还会产生畏难心理。按照能力教育体系的要求，学生掌握了知识就是学生的能力获得，直接体现在对所学的知识的熟练运用上。我在对《畜牧实验设计》课程改革时，目标很明确，就是学生会运用知识。在学习每一种实验设计方法时，都以运用为突破口，要求学生把精力集中到运用上，以实际运用替代追本溯源，以熟练技巧加深理解，以掌握促进巩固。比如在学因素析因设计的统计分析时，我不讲解每个公式的来源，只让学生掌握公式的用法。同时加强练习，使学生熟练掌握析因设计统计分析过程。这种以会用为目的的教学方式确保学生能够根据相关资料，快速地按照步骤进行结果分析，得出正确结论。这样学生不仅容易接受，而且能熟练应用，尽快解决问题。

三、考核方式改革，使学生正确地对自我能力进行认定

考核是教学活动的一个重要组成部分，是促进学生复习、巩固所学知识，并对教学效果进行检查的重要方法。能力教育体系认为，教学的主体是学生，主导是教师。重视学生的学习的方式就是通过高效教学法调动学生学习积极性。我在教学过程中，督促平时复习的同时使用多种考核方式。比如充分利用作业、提问、讨论、小测验、技能考核等方法促进学生学习。在基本技能的测试中进行开卷考核，增强学生自我学习与自我评价的意识。比如在进行单因素拉丁方设计的技能训练时，我要求同学们可以参考书和笔记，可以使用随机数字表、方差分析表和计算器设计实验过程和分析结果，但要独立完成，得出自己的结论。在制定实验设计时，也以同样的方式让同学们自己查资料，模拟动物和处理随机分组过程，并独立完成实验设计报告。这些考核方式均具有演习性质，有一定的真实感，学生能够感受到自己能力的发挥程度。同时，在学期末出题时，以考查学生对本门课基本知识和技能的掌握情况为目的，不出怪题、偏题，保证每道题的完整性和实用性。

通过以上教学改革尝试和探索，使学生不但学习了知识，而且培养了独立思考、独立分析问题的能力。但《畜牧实验设计》作为畜牧学科中重要而特殊的一门工具课程，要教好这门课，还要结合其他技术手段比如现代教育技术手段等，其教学改革还需要进一步探究。

参考文献：

[1]邱小琮.《生物统计学》教学改革与探索[J].考试周刊，2009，(2)：19-20.

[2]张靖，邹吉祥，同丽嘎.注重应用能力培养的生物统计学课程建设[J].考试周刊，2015，(59)：146-147.

[3]刘丽华，郭德金.试验前对试验设计的评价(上)[J].安徽农业科学，2006，34(6)：1045-1046.

实验设计方法范文第7篇

关键词 创新实验设计 教学模式 综合科研能力

国家教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中指出：高等学校本科教学工作“要积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”，“要增加综合性与创新性实验”。因此，创新实验设计对培养大学生的创新能力和综合科研能力具有重要作用。①本研究在广东医学院医学检验专业三年级本科生中进行了创新实验设计教学，探讨创新实验设计教学模式对大学生综合科研能力的提高作用。

1 创新性实验设计教学模式的实施

1.1 实施对象

在临床生物化学检验和分子诊断学两门课程教学中，对广东医学院医学检验专业本科三年级280名学生开展创新实验设计模式教学。

1.2 实施过程

创新实验设计模式教学实施过程主要包括：教师布置实验设计任务学生自主分组及选题文献查阅实验设计实验设计讲解及答辩实验设计评价做实验等模块。

2 创新性实验设计教学模式实施情况调查

2.1 调查对象

广东医学院医学检验专业本科三年级280名开展了创新实验设计模式教学的学生。本次调查报告共发出280份，回收273份，回收率97.5%。

2.2 调查形式

通过自制问卷调查和访谈等形式，调查创新实验设计实施效果和学生的意见与建议。

2.3 调查内容

主要涉及：（1）学生在创新实验设计进程中有遇到的障碍；（2）在实验设计进程中老师应该扮演的角色；（3）学生实验设计存在的不足之处；（4）通过创新实验设计提高了学生哪些方面的能力等。

2.4 统计分析

调查结果录入“问卷星”调查问卷系统，由系统自动统计。

3 创新实验设计教学模式对大学生综合科研能力的提高作用

3.1 开展创新实验设计教学模式的重要性与意义

目前，由于人数、科研经费、科研场地、老师的科研水平等因素限制，在普通本科院校全面开展科研培训的可行性较低。相对而言，创新实验设计受到的制约因素较少，也能较好地锻炼和提高学生的综合科研能力。大学生创新性实验是高等学校本科教学改革的一项重要举措，其实质是以学生为主体，以学生自主选题、自主研究为基础，以问题和课题为核心的新型教学模式，其目的在于提高本科学生的创新能力和实践能力。②

3.2 创新实验设计教学模式提高了学生的综合科研能力

（1）激发了学生的科研兴趣。学生根据自己的兴趣设计题目，使枯燥、乏味的科研变得有趣。这不仅激发学生的思维，开拓学生的视野，还增强学生的自觉性和积极性，提高学生的综合素质。 （2）提高了文献查阅能力。文献查阅是学生知识的来源，为学生提供参考方向，是学生需掌握的基本技巧。在学生实验设计过程中，54.21%的受调查学生认为存在文献查阅困难。大部分学生主要通过百度搜索，只有少部分曾接触过科研培训的学生才知道万方、维普、中国期刊等数据库。本次创新性实验设计模式教学后，59.71%的受调查学生认为其文献查阅能力有所提高。

（3）培养了学生撰写实验申报书的能力。设计实验并撰写实验设计书是开展创新实验设计教学的关键。通过创新实验设计，学生学习了实验设计书的撰写，锻炼了科研表述能力和实验方法的应用能力。42.86%的受调查学生认为其实验申报书撰写能力得到了提高。实验设计书的撰写，不仅提高了学生的文字表达能力，中英文摘要写作能力，还使学生清楚了解其拟研究课题的研究前景与意义，熟悉实验研究内容和所用到的实验方法，为毕业论文的设计与撰写奠定了基础。

（4）提高了逻辑思维能力。61.9%的受调查学生认为通过本次创新实验设计课程提高了其逻辑思维能力。创新性实验设计的开展充分发挥学生的主观能动性，大胆提出不同的观点和见解， 通过科学研究，获得新的结论， 培养了学生创造性思维和自主创新的能力。③本次创新性实验设计模式教学还安排了实验设计答辩环节，该环节模拟研究生的开题报告形式开展，锻炼了学生制作PPT、语言组织与表达、科研逻辑思维、现场应变等多项能力。

（5）促进了所学知识在科研中的应用。45.79%的受调查学生认为其应用所学知识的能力得到了提高。创新实验设计是由学生根据研究内容而选择实验方法，需要学生把所学知识与课题研究需要相结合，不仅使学生熟悉了所涉及的实验方法，更提高了学生把理论知识与实践应用相结合的能力。

实验设计方法范文第8篇

关键词：新课程；高中化学；实验设计

化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的化学实验目的和要求，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置、步骤和方法等进行规划的过程。教学中要真正落实高中化学新理念，调动学生自主参与、主动探究，化学实验教学发挥着重要作用，化学实验设计则是重中之重。

一、实验设计研究，有利于推进课程改革发展

化学实验设计是化学理论和化学实验之间的桥梁，对化学实验设计的研究，符合课程改革的教学理念、教学方式，也有利于改进教材上某些不合理的实验设计。教材中有些实验存在实验设计上的不足，有些实验装置过于繁杂不易操作，方法不适合，可见度较低，影响化学教学效果，需要改进方案，重新设计。通过实验设计研究，充分发挥化学实验的教育功能，推动化学课程改革发展。如焰色反应的改进设计：为了能让现象更明显，一般选用溶液（离子化）做焰色反应，钠的焰色反应比较明显，但钾的紫色火焰却往往因为钠离子的干扰包括酒精灯上存在的钠元素的干扰而很难观察得到，透过蓝色钴玻璃也很难看清楚。钾离子：钾离子的焰色较弱，而且常会被掺杂的钠离子的焰色阻碍，用书上介绍的方法时，经常无法看到紫色的光，而且观察钾的焰色时，室内光线不要太强，否则浅紫色的钾的火焰会不明显。通过尝试其他方法，发现用以下实验方法现象较明显：铁丝——棉花——水法。取少许碳酸钾粉末放在一小蒸发皿内，加一两滴水调成糊状；再取一条小铁丝，一端擦净，弯一个小圈，圈内夹一小团棉花，棉花沾一点水，再把水挤干，把棉花沾满上述糊状碳酸钾，放在酒精灯外焰下灼烧，透过钴玻璃片可看到明显的紫色火焰。固体粉末也可换用其他含钾的盐进行实验，如氯化钾、硝酸钾等。

二、开发设计实验，有利于增强学习化学兴趣

教学中学生根据自己所学的化学知识，在教师的启发引导下，尝试设计解决实验问题，大大激发学习热情，成为进一步学习化学的动力。经过设计实验，提高了灵活地、创造性运用所学的化学基础知识和基本技能，从而培养学生解决化学问题的能力。如案例：实验探究氯水的成分。

实验原理：氯气溶于水而且与水发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO。

实验过程及现象：①观察氯水的颜色，初步推测氯水中有氯气分子，说明氯气溶于水。② 氯水滴到PH试纸，变红，几秒钟后变浅褪色说明氯水中含有H+和HClO。③加入NaHCO3，反应出现大量气泡确定氯水中有H+。④加入2滴蓝墨水，溶液褪色无色透明，说明氯水中有HClO，HClO有强氧化性能使墨水褪色。⑤加入AgNO3白色沉淀生成，再加稀硝酸沉淀不溶，说明氯水中有Cl-。注意事项：设计适当问题，引导学生设计出合理方案。

【观察分析】在试管中加入少量石蕊试液，并向其中逐滴加入氯水，结果看到，刚开始滴入氯水，溶液变红，继续滴入氯水红色逐渐褪去。

【讨论交流】启发学生阅读、分析、讨论找出原因，然后教师再演示：在试管中加入少量氯水，再取一滴管石蕊试液，将滴管插入氯水液面下，当石蕊试液迅速挤入氯水中一刹那溶液变红，然后又迅速褪色。

设计优点：能充分调动学生的积极性，使大部分学生主动参与实验设计及实验操作。最后实验验证出氯水真正存在的成分，分子：H2O、Cl2、HClO，离子：H+、Cl-、ClO-、OH-。

三、研究实验设计，有利于实现教学的最优化

化学实验设计实现了化学教学的最优化，促进化学基本概念和基本原理的掌握。实验设计作为一种较高级的思维活动，是转变学生学习方式和发展科学探究能力的重要途径。如案例：氢氧化铝的制备及其两性的探究。

实验原理：铝盐与碱反应生成氢氧化铝。

教师活动：①告知活动目的：制取氢氧化铝。② 设置问题情境：现有2mol.L-1氧化铝溶液、6mol.L-1氨水、6mol.L-1氢氧化钠溶液，请制备少量氢氧化铝。③指导学生设计实验方案。

学生活动：设计实验方案，根据自己的方案进行实验，记录实验现象。①氯化铝溶液加入NaOH溶液 NaOH溶液过量，②NaOH溶液加入氯化铝溶液 氯化铝溶液过量，③氯化铝溶液加入氨水氨水过量，④氨水 加入氯化铝溶液 氯化铝溶液过量。

设计优点：学生根据所学的化学知识，在教师启发下设计出各种实验方案，成功地解决化学实验问题，从而产生成功后的喜悦，激发他们更大的学习热情。

四、研究实验设计，有利于培养创新精神和能力

化学实验教学以其直观生动、现象新奇鲜明等特点激发学生的好奇心和求知欲。开展实验设计能提高分析鉴别能力，去粗取精，把合理的部分保留下来，不合理或不完善的得到改正和充实，有利于培养学生创新思维和创新能力。实验过程可以帮助形成科学概念、验证和理解学科基础理论的感性材料。比如：牛奶是胶体还是乳浊液？实验是培养学生运用实验解决问题能力的重要途径。实验教学中的问题发现和形成、实验设计、操作、观察、思维、表述和交流等活动，可以有效地培养学生的科研意识、课题发现能力、实验设计能力、实验操作能力和实验观察能力。这是其他活动形式难以替代的。如案例：浓硫酸与蔗糖反应实验。

实验原理：蔗糖与浓硫酸反应，产物有CO2、SO2等。

实验过程：取三支等同试管，第一、二支各注入2ml品红溶液，第三支注入2ml澄清石灰水。取3~5药匙干净的蔗糖于大试管中，加少许水，搅拌糊状。接着向大试管注入3ml~4ml浓硫酸，用玻璃捧搅拌至蔗糖变黑时塞上带导管的胶塞，与前面三支小试管串联。

实验现象：①当浓硫酸慢慢注入蔗糖里，大试管迅速发烫，原因是浓硫酸吸水放热。②浓硫酸注入蔗糖变黑即碳化。原因是浓硫酸把蔗糖中的水脱去碳化。③浓硫酸注入蔗糖后膨胀产生气体使第一支盛品红的试管褪色，第二支盛品红试管不褪色，第三支盛石灰水试管浑浊。注意事项：蔗糖加少量水调成糊状；品红试剂浓度小，浅红为宜，不然褪色很慢；保证CO2迅速通入石灰水，选小试管盛品红试剂，留空气应少为宜。

优点：浓硫酸的特性主要表现为吸水性、脱水性、氧化性，蔗糖与浓硫酸产生CO2、SO2等串联检验，是对学生进行绿色化学教育的生动实例。通过学生对实验设计方案的讨论，取长补短，完善方案，丰富设计内容。

总之，在教学中根据教学内容的特点，通过实验设计的研究，对某些实验进行重新设计和改进，能彻底改变学生被动学习方式，能充分调动学生学习的积极性，使学生的主体地位得到完全确立。这既能培养学生求异创新的精神，激发学生学习化学的兴趣，又能促进学生对知识的理解和掌握，使化学课堂教学质量有效提高，不失为一种重要而有效的化学教学手段。

参考文献：

[1]王磊.中学化学实验及教学研究[M].北京:北京师范大学出版

社,2009.

[2]蔡亚萍.中学化学实验设计与教学论[M].杭州:浙江教育出版社,

2000.

[3]孙旭,黄新阶.中学化学实验设计与改进的研究[J].化学教育,