實驗設計能力培養例文第1篇
1強化實驗設計思想的教學，培養實驗設計能力
科學家完成一個成功的實驗須要經歷坎坷的探求、設計過程，因而引導中學生領會前人的實驗設計思想，體驗科學家所經歷的探求過程，是一條培養中學生具有設計實驗能力的有效途徑。每一個實驗都有各自的設計思想，每一個成功的實驗其設計思想總是包含著對已有知識的靈活應用與創造性的科學設想。如萬有引力常量測定的實驗、觀察桌面微小形變實驗中所彰顯出放大的設計思想等；研究加速度與合外力、質量的關系，研究勻速圓周運動中向心力與質量、角速率、半徑的關系等實驗中所彰顯出控制的設計思想；平拋運動規律的探究等實驗中彰顯出的對比的設計思想等。所以在教學只有加大設計思想的教學，能夠更好地培養設計實驗的能力，這是每一位化學班主任在平常教學中都必需要注意的。
2提高實驗的探求性，產生實驗設計能力
現行湖南科學技術出版社發行的高三化學新教材中的實驗，探求性實驗的比列有所降低，這些安排有利于培養中學生的設計實驗能力。因而班主任應按照中學生的實際情況，本著循序漸進的原則，悉心安排并引導中學生做好課本上的每位探求性實驗，就研究哪些問題?設計哪些方案?使用哪些儀器?觀察哪些現象?記錄哪些數據?怎樣處理數據?怎樣進行偏差剖析等一系列問題引導中學生進行實驗設計，讓中學生在班主任引導下，通過設計實踐來提升自己的設計實驗的能力。下邊以“探索彈力和彈簧伸長的關系”實驗為例，列表如下：
最終產生了該實驗的設想，進而完成整個實驗的方案設計和操作。
3編擬實驗設計題，加強實驗設計能力
目前，高中數學教學中的實驗設計性試卷，通常是按照課本中已出現的化學實驗的基本原理，所使用的基本器材以及實驗學校過的有關方式，設計一些新的實驗，根據實驗的設計方案及要求，完成實驗有關內容；或則是提供有關的實驗器材以及實驗的目的要求，按照有關知識以及在實驗中學過的方式，自己設計實驗方案，并完成實驗要求。在青少年初步具備了設計實驗能力的基礎上，班主任可以有針對性地編擬一些設計性實驗題來加強中學生的設計能力。限于學生的知識和能力，編擬題目要求不宜偏低，過程不宜太復雜，通常可從三個角度考慮編題。
3.1從檢測化學量來編題
如在講完自由落體運動規律后，可提出用哪些方式測重力加速度?(滴水法、落桿法、頻閃拍照法等)；講完滑動磨擦后，提出怎么測一張紙與桌面間的動磨擦質數等。這類題較容易，以便結合中學生所學的數學知識，促使中學生借助基礎知識來進行實驗設計。
3.2改變現有實驗條件來編題
如超重和失重規律的探究實驗中，不僅用彈簧秤做演示實驗外還可以用哪些來做實驗。這類題有一定難度，有利于培養中學生的發散性思維，中學生所設計的方案只要有道理的，班主任均應鼓勵。
3.3從實驗應拿來編題
如設計一個測單車所遇阻力的方案、如何借助自由落體運動的規律來檢測房屋的高度等，這類問題要求較高，只有中學生具備了較強的實驗設計能力后才可出現。
4通過實際操作，提升實驗設計能力
中學生在進行實驗設計的過程中，常常會出現在理論上可行，但實際操作卻未能做到的情況。例如，在勻變速直線運動的實驗探究中，有的朋友不用帶滑輪的長木板，直接在實驗桌上做實驗，理論上是可行，但實驗偏差較大。在實際操作中會發覺：有的朋友對打點計時器的用法不知怎么使用、有的朋友電源使用錯誤、有的朋友對紙帶不知怎么使用、有的朋友對帶滑輪的長木板使用錯誤、有的朋友不知怎么處理紙帶等等，造成難以弄成這個實驗。
只有通過實踐檢驗是正確的實驗設計，才是一個成功的實驗。因而在教學中應盡可能創造條件讓中學生在設計好實驗方案后進行實際操作，提高中學生的感性認識，這樣就能使她們的實驗設計愈發合理、更切合實際，因而提升她們的實驗設計能力。
5通過課外小實驗來強化設計實驗能力的培養
課外小實驗常須要中學生自己設計實驗原理、尋找器材和裝配儀器等，它有利于培養中學生克服困難，借助簡單設備做好實驗的精神，也是培養中學生設計實驗能力不可忽略的一環。“用最平時的儀器做出最好的成果才算真能耐”（卡文迪許實驗室想法），這是一個實驗者應有的信念。
如講完中學數學選修中學滑動磨擦力一節后，可安排中學生這樣的一道實驗，請朋友們設計一個檢測紙與桌面之間動磨擦誘因的實驗。有一些設計性課外小實驗是以“討論與交流”的方式在教材中單獨列舉，如小學數學選修中學第49頁中“他們采用了哪些方式檢測井深”，這種設計性課外小實驗，技巧靈活，取材容易，并因所給的檢測工具不同，而要求尋覓不同的實驗原理和方式，由中學生獨立尋覓和操作，便于發揮中學生的主觀能動性，養成愛獨立設計實驗的好習慣。
實驗設計能力培養例文第2篇
關鍵詞：實驗設計能力；思維程序；注意問題
作者簡介：薛福成（1966-），男，學校一級班主任，研究方向：數學教育教學.所謂實驗設計能力，就是中學生運用已具有的數學知識和實驗技能，構思出解決問題方案的本領.通常來說，一個完整的探究式學致包括七個要素，即：提出問題、猜想與假定、制定計劃與設計實驗、進行實驗與搜集數據、分析與論證、評估、交流與合作.“實驗設計”是其中一個重要的要素，它是實現《課程標準》中“過程與技巧”目標中培養中學生“信息搜集和信息處理能力”的渠道，是科學探究能夠實現的必要條件，是培養中學生創新意識和創造能力、檢驗“探究式教學”與“研究性學習”效果怎樣的較好題型和有效途徑.
按照中學生在認知過程中的作用實驗設計題主要有：探求性實驗設計、創造性實驗設計和驗證性實驗設計三類.
1培養方式
11思維程序
怎樣培養中學生的實驗設計能力高中物理實驗目錄及器材，須要告訴她們設計的方式.由于技巧的把握可以說是能力產生的一種標志.把握的方式多，意味著能力高；把握的方式少，意味著能力低.方式分為兩類，一類為“程序化的方式”，是由許多環節、要素組成的操作過程，簡稱為“過程”；另一類就是解決具體問題的具體化方式，簡稱為“方法”.這三者可以稱作為“過程與技巧”.為此，要培養中學生的實驗設計能力，就應當在課堂教學中培養中學生把握各類相應的方式.
這二類題目的實驗設計，其實質都是按照實驗題目，明晰提出的問題，運用已具備的數學知識或實驗技能，有時甚至是按照實驗題目所給的信息或提示，構思出解決該問題的方案.
這一思維過程，可按如圖所示的程序進行.
12實例剖析
下邊結合具體實例，對其思維程序作簡略剖析.
例題老師給小明朋友如下器材：一只較粗的尖頭試管、一些小沙子、一只酒杯、水、刻度尺.請小明設計一個可直接測定（簡略）液體密度的裝置.小明犯了難，請你幫他設計一下，寫出設計過程及使用方式.
思維程序剖析這是一道創造性實驗設計題.該類題目具有一定的難度，須要中學生具有一定的綜合能力以及知識遷移能力，方可解決問題，因而該類題目宜置于把握了探求性實驗設計和驗證性實驗設計后再進行.
（1）明晰問題
將一試管轉制成可以測液體密度的裝置.
（2）構思實驗假定
借助試管簡略測定液體的“密度”，我們曉得應該通過它溶入被測液體中的“深淺”來判斷.這樣，我們就必須在“密度”和“深度”兩個量之間，找到一個聯系兩者的函數關系式.依照此關系式，達到解決問題的目的.
（3）知識、技能組合
按照題意，運用已學過的知識，試管中倒入適量小鐵塊，以使其裝入被測液體中懸浮，這時：F浮=G
即ρ液gV排=G
ρ液gSh@=G
ρ液=GgSh′（h′為試管沒入被測液體中的深度）
此式就是我們要找的函數P系式.經過剖析，首先要在杯內注入適量的水，將放有小鐵塊的試管裝入水底使其懸浮.再依照上述關系，找到一組組對應數據，因而轉制檢測工具.
（4）方案確定
經過前三步的剖析、思考、梳理，即可完成設計方案.
方案如下：
裝置轉制過程：將試管中倒入適量的小沙子，使其能豎直懸浮在水底，此時海面抵達的試管處就是1g/cm3（在試管壁上標定好）.之后再用刻度尺測出溶入水底的試管的深度h.
懸浮
F浮=G
即ρ水gV排=G
ρ水gSh=G
ρ水=GgSh
設GgS=K（常數）
則ρ水=GgSh=kh
K=ρ水h=1?h
因而，懸浮在其它液體中：ρ液=GgSh′=Kh′=hh′
這樣，按照上述關系高中物理實驗目錄及器材，找到密度與深度的對應關系：
當h′=1cm時，ρ液=h（g/cm3）；
當h′=2cm時，ρ液=h2（g/cm3）；
……
當h′=0.1cm時，ρ液=10h（g/cm3）；
當h′=0.2cm時，ρ液=5h（g/cm3）；
……
按上述對應關系在試管外壁上標好密度刻度盤.
使用方式：將裝有適量沙子的試管裝入被測液體中，按照液面抵達的刻度，從密度刻度盤上便可直接讀出被測液體的密度.
2設計時應注意的問題
（1）科學合理智
實驗設計的原理、程序以及方式等，都必須與化學知識的科學性和實驗操作的合理智相一致.
（2）簡潔性
實驗的設計等需盡可能的采用簡單的儀器或裝置，用較少的實驗步驟，用較短的時間來完成實驗.這就是實驗的“簡約性”.
（3）安全性
實驗的設計在操作中，要盡量避開危險.另外，所選藥品要盡量避開有毒藥品.如，水銀等.
（4）療效顯著性
就是根據你設計的實驗進行操作或改建的裝置進行使用時，形成的現象等要顯著、直觀，以便觀察與記錄.
實驗設計能力培養例文第3篇
《新物理課程標準》中要求中學生能設計和完成一些簡單的物理實驗。由于它是發揮物理學科優勢，進行科學探究的突破口和契機。新物理課程中，我們看見在“標準”和“活動與探究建議”中共提出了41個實驗或實驗系列，其中80％以上的實驗要求中學生親自動手完成，50％以上的實驗是以科學探究的方法呈現的。新教材這樣做是希望中學生通過義務教育階段物理課程中的實驗內容的學習，除了能迸發起學習物理的興趣，把握實驗的基本技能，并且還能逐漸在教學中培養中學生實驗設計的能力，初步產生科學探究的能力。
一、培養中學生物理實驗設計能力的方式
培養中學生的實驗設計能力，按圖示程序教給她們設計的方式。
1.實驗目的的確定。從所給實驗課題出發，確定實驗的目的。實驗目的是一個實驗的核心，做此實驗干哪些，要解決哪些問題。必須清楚。
2.實驗原理的選擇。要選擇好實驗原理，首先向中學生明晰，實驗原理是選擇實驗所需的藥品和儀器、實驗的裝置，編撰實驗步驟，形成實驗結果的根據。其次要明晰，選擇實驗原理必須從實驗目的出發，找尋與實驗目的相關的物理規律。其實，在原理剖析中所涉及的許多情況、因素和信息要靠自己去找尋、探究，原理必須正確，否則實驗不會成功。
3.實驗用具的選擇。根據實驗原理選擇實驗用具，即實驗所需的藥品和儀器及實驗裝置。實驗用具的選擇還要考慮實驗室的條件。所選擇的藥品、儀器、實驗裝置要經濟、可靠，裝置要簡單便捷，操作要安全可靠。
4.實驗步驟的編撰。實驗步驟就是實驗操作步驟，編撰它要以實驗原理為根據，按照所選的器材確定施行的過程。必須向中學生明晰，實驗步驟是實驗施行的過程，不能隨便確定。每一步驟操作都要能說出其道理，要曉得它的作用，以及它所形成的后果。讓中學生曉得每一步操作是由一個或幾個動作組成的。每位動作都有一定的要求，都要到位、都要符合一定的規范。同時，向中學生說明實驗的核心步驟是：實驗與事實、解釋與推論。即操作、現象、結論。實驗步驟的編撰必須做到操作要領清楚、前后J惻芋合理，且不重復、無遺漏。
5.設計實驗表格。
實驗表格是記錄實驗操作步驟、實驗現象、得出實驗推論的一種形式。設計實驗表格的根據是實驗原理和實驗步驟。(見下表)
二、培養物理實驗設計能力的步驟
1.中學生自主設計實驗方案。班主任把實驗課題及要求展示給中學生，并要求中學生在一定時間內完成設計方案。剛開始接觸設計性實驗，中學生不習慣這樣做，覺得比較困難，用的時間也較長。班主任可依照課時安排情況，做些調整，可讓中學生在課前做這項工作。課前做2--3個后，中學生對這些實驗設計的方式也熟悉了，班主任可在課上進行，并限定時間。中學生通過自己設計實驗方案，逐步理解并學會怎樣設計實驗方案。
2.班主任指導。其實中學生早已曉得了做設計性實驗的方式，而且，中學生在自己動手設計時，就會出現這樣或那樣的問題。針對不同問題，班主任一定要按照實驗進行補習，應當如何寫，為何這樣寫。反復指出步驟的編撰方式，使中學生在實踐過程中漸漸感受、內化，逐漸學會編撰實驗步驟。班主任要對中學生進行指導，某些問題進行某些補習，對存在問題較多的進行集體講解。
3.中學生動手操作。中學生按照自己的設計方案和班主任的賜教，進行實際操作。因為班主任只是引導中學生如何設計方案，并不是把設計方案全盤交給中學生。所以，中學生在把設計方案落實到他的操作過程中時才會發覺他的方案是否存在問題，之后進行更改。班主任巡視中學生的操作情況，對有問題的給與指導，這時，中學生對自己存在的問題會更明晰，會更理解為何錯了，錯在哪里。這樣就起到了培養中學生實驗能力的目的，同時也起到了以實驗為教學手段，鞏固和加深對知識的理解、掌握的目的。
實驗設計能力培養例文第4篇
從微型物理實驗的基本特征及常用的器材、初中物理微型實驗創新設計案例、微型物理實驗的優點三方面探究，以迸發中學生的學習興趣，提升中學生的創新能力。
關鍵詞：
中學物理；微型實驗；能力培養；探究性
物理是一門以實驗為基礎的科學，通過實驗除了能驗證知識的科學性、可行性，更重要的是能提升中學生對知識的實際運用能力和知識的再創造能力。為此，班主任在教學中可以依照教學須要和和中學生的接受能力來改進一些實驗，以提升中學生的興趣，培養創新精神。在目前全球提倡紅色物理、節約資源的情況下，將常規實驗微型化是一種挺好的選擇。
一、微型物理實驗的基本特征及常用的器材
（1）基本特性。微型物理實驗的兩個基本特點：操作簡便、安全和取材廣泛，制做便捷。并且微型實驗不是常規實驗的簡易微縮或減量，也不是對常規實驗的補充，更不是與常規實驗的對立，它是在紅色物理思想下用防治物理污染的新實驗思想、新技巧和新技術對常規實驗進行變革和發展的必然結果。（2）用于微型實驗的器材。最常用的代用具是抗生素杯子，它可以做反應容器，也可以用于存儲藥品；其次是注射器，它可以取液、做反應容器等，它的最大優勢在于較確切計量和控制反應量，由于注射器上都有精確的刻度。在我們的實驗實踐中，發覺的其他常用的代用品還有：1）酒精燈：可用抗生素藥盒做燈體，在膠蓋上打一個小孔，插上一段小瓷管，用絲線弄成燈芯，燈帽用日光燈的舊啟起輝器機殼即可。2）燒瓶：可用塑膠瓶塞、透明的拍照膠片盒取代。3）試管：可用無色小藥盒取代（如獼猴桃糖注射液大桶）。4）水槽：可用大小合適的塑膠盆或其他玻璃容器。5）集鋼瓶：可用大小合適的塑膠瓶，也可用抗生素瓶取代，搜集二氧化碳后，用原先的橡膠塞堵住。6）燒杯：可用不同體積的注射器制成。7）導管：可用廢棄的打針管、飲料吸管或醫用橡膠管取代。8）軟管的膠頭：可自制，也可用眼藥盒弄成。9）試劑瓶：在青霉素藥盒里倒入各類固體或液體試劑，貼好標簽即可。10）藥匙：可用硬塑膠片或吃冰淇淋的小勺經過加工制成。11）漏斗：用打針器截下其圓柱部份即可。
二、初中物理微型實驗創新設計案例
在新的課程理念下，物理班主任應樹立全新的實驗教學資源觀，在實驗教學中創造性地開發和借助身邊的實驗教學資源，進行實驗改進，自制微型化、環保型實驗教具，這既是對廢棄生活用具在物理實驗中發揮的取代作用，又是對中學生進行的創新教育和可持續發展教育。下邊，列出一個中學比較重要的微型實驗案例。測定空氣中二氧化碳的濃度。在裝有足量紅磷的玻璃管兩端各聯接有兩個針頭，內封閉有10ml空氣，加熱玻璃管，同時交替推進兩個針頭的活塞，至玻璃管內的紅磷燃燒弄成冒煙，且一段時間后無進一步變化時停止。停止加熱后，待冷卻到溫度后將二氧化碳全部推至一個針頭內，觀察針頭內空氣容積的變化。這樣既可防止生成的五氧化二磷排放到空氣中對空氣導致污染，同時還可依據針頭的刻度較確切地測出二氧化碳的濃度。
三、微型物理實驗的優點
物理實驗常常把它與環境污染、有毒、危險等畫上等號，加之偏僻小村實驗器材短缺，致使不少學校對物理實驗幾乎沒有舉辦。并且微型物理實驗設計巧妙，操作簡便安全、實驗成功率相對較高。因而，它可以迸發中學生對物理學習的興趣，有利于培養中學生觀察和動手實踐能力。微型物理實驗具有常規實驗沒有的以下優勢：第一，驗污染小，有利于環境保護。實驗中化學藥品在反應時，會對環境導致一定的污染，污染的程度與藥品的藥量成反比。而微型實驗試劑藥量小，形成的實驗廢物相應降低，減少了對環境的污染，對中學生的身心健康也有用處。第二，實驗成本低，有利于實驗舉辦。在微型物理實驗中，試劑的藥量通常只為常規實驗的幾非常之一乃至幾百分之一，且儀器取材廣泛，使實驗的成本較常規實驗明顯增加，對辦學條件相對較差、缺少儀器和實驗設備的農村分校，可促使對物理實驗代用儀器、藥品的開發和推廣，進而達到預期的教學療效。第三，試劑藥量少，降低實驗安全性。常規實驗中使用試管、試劑瓶等玻璃儀器較多，而微型物理實驗用注射器、飲料瓶等替代的比較多，能防止儀器炸裂導致的危險。并且，微型物理實驗中使用藥品劑量少，能防止試劑噴濺、中毒、爆炸等導致實驗車禍，減少了對師生健康的害處，使物理實驗顯得較為安全。第四，動手設計實驗的機會多，強化中學生創新能力。因為常規實驗忽略了對實驗的探究與創新，不少實驗者根據實驗要求盲目操作，欠缺對實驗的探究與創新。一個微型實驗的設計本身就是進行創造性學習的彰顯，因而班主任指導中學生舉辦微型實驗設計也是創新教育的具體實踐。
四、結束語
微型物理實驗的不足是在實驗中容易忽略基本操作的規范性，實驗過程中現象不夠直觀、難以多人參與等。為此，班主任在教學中應按照實驗的內容、目的，使常規實驗和微型實驗相結合，有效借助實驗素材組織中學生進行科學探究，迸發中學生的學習興趣，豐富課堂教學信息，落實新課程標準的施行要求，這有利于培養中學生關心自然、關心社會的情感和創新精神，提升中學生的創新能力。