实验设计

实验设计（共15篇）

实验设计 篇1

“反射”一节的实验教学设计

江苏省如皋市石庄镇初级中学

226531 顾彪

1、教学目标

通过膝跳反射实验，让学生亲身体验反射的过程，帮助理解反射的概念，并激发起学生进一步认识反射弧的兴趣；

通过测定反射时间，让学生了解到不同个体的差异性； 通过本节的实验，可以增进同学间的友情，并促进有效互助、协调合作。

2、实验内容

（1）膝跳反射实验：无需实验材料。（2）测定反射时间：无需实验材料。

3、实验类型

学生实验 膝跳反射实验。

4、设计思路

重点：让学生注意观察刺激和反应、体验反射过程。

难点：受测者需要保持腿部放松、不故意控制腿部动作。测试者敲击点准确、力度适中，既能够产生预期的效果，又不让受测者有疼痛感。

作用：本实验能够让学生对反射的概念（人体通过神经系统对外界或内部的各种刺激产生有规律的反应）形成印象比较深刻的认识，并引起学生进一步学习反射形成途径的兴趣。只有两两配合默契，才 能很好的完成实验。

策略：让两位学生示范，教师说明实验方法和注意事项，然后全班学生两两合作实验。实验完毕，让学生代表说一说实验现象：膝跳反射的刺激是什么？反应是什么？实验失败的原因是什么？

5、教学过程：

同学们听到上课的铃声会走进教室。这里，上课的铃声是同学们受到的刺激，反应是走进教室。像这样，人体通过神经系统对外界或内部的各种刺激所产生的有规律的反应叫做反射。请两位同学到讲台前做膝跳反射实验示范。受测者坐姿，两手的十指交叉在一条大腿下握紧，将大腿抬高，使足离地，小腿可自由晃动。保持放松，不紧张。测试者用一手掌外侧缘敲击受测者膝盖下缘，观察实验现象。如果未有预期效果，教师代替测试者实验。示范结束，全班学生两两合作、并互换角色进行实验。

可能：座位空间小---让学生到两侧和中间的过道上实验；有胆怯不操作者---教师上前积极鼓励、师生合作实验；效果不明显者---教师帮助分析原因，尝试重做；借机胡闹者---教师及时制止、规范课堂行为；其它情况---随机应变。

6、说明：

膝跳反射实验无需实验器材，容易实施。在教学实践中发现，有一半以上的学生腿粗或偏胖，如果按照课本上设计的实验方法，受测者把一条腿搭在另一条腿上时，小腿不能自由活动，无法有效完成实验。因此，笔者对此做了如前文所说的改进。改进之后，学生不再因 为自己腿粗而不好意思，每一位学生都能完成实验，效果很好，并且激发了学习兴趣，达成了教学目标。

后续：膝跳反射是如何形成的呢？由此引导学生开始反射弧等内容的学习。反射时间实验

4、设计思路

重点：体验不同个体的反射时间长短差异，进一步培养小组成员有效合作。

难点：小组内最后两人难分上下时的解决，实验时间的控制，课堂秩序的控制。

作用：本实验能够对不同个体的反射时间存在的客观差异形成深刻认识。进一步培养学生学会合作，进一步增进同学之间的友谊。

策略：先让一小组示范，教师说明方法和要求。然后全班分小组合作实验。小组内最后两人如果难分上下，可以让第三人协助。实验完毕，让合作效果好的小组谈谈经验，失败的小组说说原因。思考、讨论问题：反射时间长好，还是短好？如何使反射时间变短？

5、教学过程：

从刺激出现到反应形成需要一段时间，这就是反射时间。不同的人的反射时间相同吗？让一小组（4人或6人）示范，每人分配一个新的称呼，如包子、油条、麻团、烧饼、馄饨、面条。一名学生（包子）先站立说“包子站、包子站、包子站了馄饨站”，该学生立即坐下。被称为馄饨的学生快速站立说“馄饨站、馄饨站、馄饨站了油条 站”，以此类推。说话、站立、坐下速度要快，如果说错、站错或未迅速站立的，即算失败。示范结束，全班分小组开始实验。

可能：有少数学生性格内向、不积极参与---教师上前积极鼓励；声音过大影响其它组---示意小声，不要影响其他组；有借机调皮捣蛋者---教师及时制止，示意按要求实验；占用过多时间---提示快速，实在不能完成的，课后继续；其它情况---随机应变。

6、说明：

该实验借鉴了电视台综艺娱乐节目的方法，学生喜欢，效果好。课本上设计的方法是用直尺实验，有的学生没有直尺，即使用直尺实验，因为操作方法等原因，效果并不好。依照笔者设计的方法进行实验，先失败的学生反射时间长，后失败的学生反射时间短，该实验可以给学生留下深刻印象。

实验设计 篇2

一、充分利用多媒体手段增加演示实验的可见度

有的演示实验效果明显, 学生易于观察到实验现象, 从而总结结论或验证所学知识, 如在做“探究压力作用效果的影响因素”实验时, 实验器材直观, 现象明显, 学生可根据实验现象直接得出结论。但是, 有的演示实验现象细微, 教师只能在讲桌上进行演示, 后排学生看不清楚实验现象, 这就增加了学生在理解过程中的难度, 直接影响教学效果。利用投影器将演示现象放大, 使其在银幕上清晰地显示出来。这样既有利于学生观察思考, 又缩短了观察时间。如在做“磁体周围存在磁场”的实验时, 将磁体和小磁针放在实物投影上, 学生通过大屏幕就可观察到小磁针的指向发生了偏转, 从而认识空间磁场的存在和分布情况。有的演示实验在特定的条件下不能完成, 如在做光的色散实验时, 在没有自然光的前题下, 就可以用多媒体的幻灯机作为光源, 将色散后的光谱投到大屏幕上。

二、利用已有经验创造性地设计实验

在教材中有的教学内容没有配套的演示实验, 教师可根据生活经验自己创造性的设计实验, 还可以用自制仪器模型增强演示效果, 增大演示可见度。例如, 在进行“分子间存在引力和斥力”的教学时, 可用调配好的肥皂水吹泡泡, 在自制的铁圈上缠上绵线浸肥皂水演示分子间存在引力, 用乒乓球和弹簧自制教具演示分子间的作用力和分子间的距离等。在学习“潜水艇的工作原理”内容时, 教师就可以利用身边的物品如药瓶、软胶管、口服液吸管、铁块和502胶, 自制一个潜水艇模型, 演示其工作原理。

三、将实验有机结合再重组

中学物理实验教学从其教学组织形式来说, 可分为教师的演示实验、学生边学边实验、学生分组实验和课外小实验四种类型。各种类型的物理实验, 具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程, 为学生的学习提供了丰富的感性材料。弄清各类实验的特性和作用, 并把它们有机结合起来, 使它们在培养学生能力上发挥最佳功能。因此, 可以创造性地将演示实验变为边学边实验, 使每一个学生都参与到实验中来, 体验实验带给我们的收获。例如, 在学习“物质质量”时, 就可以把天平发给学生, 使其认识天平的结构, 知道天平的使用方法, 会使用天平测物质的质量。在学习“平面镜成像”的内容时, 可以用现有的实验室器材, 自制底座和支架, 学生分组进行实验, 增加实验的可操作性和直观性。学生边学边实验。

物理是一门以观察、实验为基础的自然科学, 物理规律都是在观察和实验的基础上, 认真总结和思考得来的。教师要尽一切可能, 在物理课堂上为学生展现出丰富多彩的物理现象和活生生的物理情景, 不仅可提高物理教学效果, 还可提高学生的实验素质, 有助于培养学生的创造性学习能力。在实验探究活动中, 让学生通过实验得出的结论所产生的效果是不能用语言来替代的, 所以说实验是最丰富的语言。

实验设计 篇3

关键词：高考；电学；实验设计；教学策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-61

48(2007)7(S)-0056-3

纵观近几年的高考试题可知，电学设计性实验是最为常见的题型。其特点：均为课本实验的拓展与变式，均需要对电路的基本原理和规律进行思考与设计，弱化了直接用公式或模型，强化实验设计中的原理意识。如何让学生能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，提高学生掌握知识的水平和实验设计能力，是复习教学中有待解决的重要问题。本文以测定电源电动势和内阻为例，谈谈传统高三实验复习的一些误区及突破电学实验设计难点的教学策略。

1 对实验复习教学误区的审视

从目前的情况来讲，对高考命题方向、内容的把握其实并不难，难在如何高效地解决教学中的实际问题，如何切实提高学生的掌握水平和解决问题能力。对此，首先要反思实验复习中一些实际做法。在新课程背景下，目前还有不少教师对实验复习保持着陈旧的做法，存在不少误区，具体表现如下：

1.1 教学过于简单化倾向

实验复习往往为了省时间赶进度，热衷于多练题，简单采取逐个复习课本实验，教师讲清实验原理、器械选择、操作步骤、注意事项等，学生进行记忆、理解，接着做习题的方式。缺乏整合、联系、体验，导致学生的理解简单片面，只见树木、不见森林，妨碍了在具体问题中的广泛而灵活的迁移。

1.2 照本宣科，造成学生思维定势

把课本知识当成定论，把课本提供的方案当成唯一正确的方案。如用伏特表、安培表测定电源电动势和内阻实验中，对课本实验方案没作解释、质疑，只让学生被动接受。使学生知其然而不知其所以然，停留于教条式掌握、简单套用。

1.3 重结论，轻设计过程、轻体验

传统教学认为熟能生巧，从而进行反复训练。在实验练习分析中往往想当然地认为，只要告诉学生答案就能一点即破，以自己的思维代替学生的思维，忽视让学生经历实验设计的判断、评价过程。

2 突破电学实验设计的策略

新课程重视过程与方法，在过程中感悟，从而构建对事物的个人看法，鼓励学生独立思考，培养创新精神和实践能力。这些也应该是我们实验复习教学的基本理念、基本办法。复习中应引导学生自主建构知识，积极参与实验电路设计、系统误差分析，在具体实验设计中揭示思维过程，提高实验设计的探究能力。

2.1 引导学生自主建构知识，促进原理、方法迁移

电学实验设计过程是综合运用电路知识的过程，教学应重视对知识系统的构建，充分注意知识的完整性、系统性和综合性。在实验复习中，应让学生独立地对课本电学实验所涉及到的概念、原理进行初步归纳总结，比较不同实验之间在知识、方法上的联系、区别，做到整体把握。在此基础上，探究具体实验中可用的原理、方法，促进原理、方法迁移。如测定电源电动势和内阻实验，基本原理为闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串并联电路等，是这些知识的综合应用。

2.2 引导学生积极参与实验设计，培养学生实验设计探究能力

诱导学生运用学过的物理知识，变换思维角度，进行多途径、多方向、多侧面思考，从而设计出尽可能多、尽可能新的实验方案，这是提升学生实验规划、设计能力的一条重要途径。如要求学生利用常用的仪器与仪表设计几种“测定电源电动势及内阻”的实验方案，说明实验原理和方法，并画出电路图。学生在经过思考、讨论之后，能设计出如下几种实验方案：

方案一 如图1所示，当R变化时，由电压表和电流表可读出电压和电流的数值。由闭合电路欧姆定律列出方程组：

方案二 如图2所示，其原理和结论同方案一。

方案三 如图3所示，电路中R1、R2的阻值给定。实验时分分别测量电键S连接R1和R2时的电流I1和I2则有：

解以上方程得：

方案四 如图4，电路中R1、R2的阻值给定。实验时分别测量电键S连接R1和R2时的电流V1和V2则有：

2.3 重视系统误差分析，拓宽实验设计思路，培养创新能力

实际测量中由于电表本身内阻影响，不同测量方案带来误差原因、效果不同。学习中如缺乏对实验的系统误差分析，会导致对实验方案优劣不能判断，只能束缚于课本知识，造成思维定势。

在上述方案一中，由于电压表的实际分流作用，引起实验误差。以I真=I+URV，代换闭合电路欧姆定律中的I，解得：

在方案二中，由于电流表的分压作用，引起误差。以U真=U+IRA代换闭合电路欧姆定律中的U，解得：

由上述误差分析可知,为了减小误差,如满足RVr,采用方案一；如满足rRA，则采用方案二较为合理。一般情况由于电源的内阻满足RVr，而RA≈r，应采用方案一（这就是课本中所采用的原因）。但笔者认为，如果安培表的内阻已知，则采用方案二更为合理。方案三误差分析同方案二，方案四误差分析同方案一。通过误差分析让学生拓展思路，激发学生的学习兴趣，发展学生的创新能力，改变过去按教科书上电路“依葫芦画瓢”的情况。

2.4 重视应用中评价、判断，揭示设计的思维过程，提高实践能力

在学生掌握基本概念、原理，形成基本技能基础上，引导学生在各种变化的情景中应用知识，解决问题。组织学生展开充分讨论，透视学生的理解，洞察学生的思考方式，揭示实验设计的思维过程，形成深层次理解。

例 测量电源的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω）。器材：量程3V的理想电压表V，量程0.8A的电流表A（具有一定内阻）。固定电阻R=4Ω，滑线变阻器R，电键K，导线若干。

①画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。

②实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E=______，r=______。（用I1、I2、U1、U2及R表示）

解本题时首先想到的是上述设计方案一（同课本），但电压表的量程只有3V，而电源电动势约为4.5V，故不能直接用电压表测量电源的路端电压，在此处学生碰到困难。这时，教师不能直接提供答案，而应该引导学生打破思维定势，从多角度出发，设计出各种可能的方案。学生常见方案如图5-图8所示。接着让学生从精确性、安全性、可操作性进行判断、评价，充分暴露、展现学生的思维过程，最后在集体讨论下确定最佳方案。答案如下：

①实验电路原理图8所示。

②根据U1=E-I1（r+R）,

总之，电学设计性实验已成为高考实验考核的主要内容之一，高三物理实验复习教学，应在新课程理念指导下，重视学生学习中的思维过程，提高学生的科学素养，才能做到事半功倍。

参考文献：

［1］张健伟.孙燕青.建构性学习.上海教育出版社.2005.6

［2］陈才兴.对2005年高考实验题的分析和思考.中学物理教学参考.2005.8

(栏目编辑王柏庐)

实验设计 篇4

《夜晚的实验》

教师行为

学生学习活动

设计意图

一、创设情境，激趣导入

1.鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船；鸟儿在天空有自由飞翔的本领，人类就模仿鸟儿的结构制造飞机。这就是仿生学的例子。今天我们也来学习一个和仿生学有关的重要实验。夜晚的实验

2.板书课题：夜晚的实验

3.看了课题，你想知道什么? 有什么疑问吗？

①学生倾听老师的介绍，了解仿生学。

②学生读题。

③积极思考，大胆质疑

教师的介绍能够唤起学生已有的知识储备，生活中类似的例子比比皆是，有助于知识的迁移。

读课题后的质疑，又能极大地调动学生探究的兴趣。

二、初读课文，理清脉络

1.指名分自然段朗读课文，检查学生对课文的掌握情况。

2.回答揭题时提出的两个问题。

3.(板书：蝙蝠 斯帕拉捷)——能不能根据这两个词把文章的内容概括出来？

4.指导分段 ：默读课文，看看课文是由哪几个部分组成的？

5.三部分中哪个是我们学习的重点，为什么？

①自由读课文，借助词典并联系下文自学生字词。

②学生读课文，其他同学边听边思考。

③学生以小组为单位概括课文主要内容，并交流分段情况。

④交流汇报自学情况。

掌握自学的方法。夜晚的实验

养成认真倾听的良好习惯。

在自学的基础上进行交流，可以帮助学生理清思路，锻炼学生的概括能力和表达能力。

抓住重点段落，便于学生掌握课文的结构安排和写法特点。

三、再读课文，亲历实验

1.出示表格。

2.按照所填写的图表说一说斯帕拉捷实验的过程。

①自读课文，根据表格的要求边读边思考，再尝试着填表。

②小组交流学习结果。再全班交流。

表格的出示，可以帮助学生准确了解课文内容，深入理解四次实验的方法

步骤及结果。四、三读课文，学习写法

1.第一次实验作者是怎样写的？后三次和第一次有写法什么不同？这样写你作文有何帮助？

2.课后有这样一个习题，让我们也来探究一下好吗？

①第二次、第三次、第四次实验过程，作者并没有像第一次一样面面俱到。

②学生读相应的句子，体会不同句子中引号的作用。

通过比较，感受课文有详有略的写作方法。

感受标点符号的神奇作用。

五、整体把握，受到启发

1.斯帕拉捷的实验为后来的研究者打开了一扇门。看看人们都有哪些收获？

2.斯帕拉捷的实验完成了，说说看他在你的印象中是个怎样的科学家？

学生汇报自己课前搜集的资料。

小组交流，感受斯帕拉捷大胆实

验、不怕失败、严谨认真、一丝不苟、善于观察、善于发现的品质。

充分利用报纸、网络等媒质进行学习，掌握收集资料的方法。

通过课文的学习，培养学生从小细心观察身边事物、积极思考探究的好奇心和求知欲。

六、联系生活，拓展延伸

大家还知道哪些仿生学的事例？

学生举例说明。

模具设计(含精度设计)实验报告 篇5

实践名称：模具设计基础

学时：实验学时10

实验教学指导书和参考书

1． 杨慧智，主编 《工程材料及成形工艺基础》，机械工业出版设

2． 刘瑾，主编 《机械制造》，光明日报出版社

实验一：冲裁模具设计

1． 目的要求：

（1）了解冲裁模的类型，结构，工作原理以及零件的名称和作用。

（2）了解冲裁模各零件之间的装配关系及装配过程。

（3）学会使用各类冲裁模，提高自己动手能力。

2.方法原理。

3．主要实验仪器及材料。

4．掌握要点。

5．实验内容。

实验二：拉伸模具设计

1． 目的要求：

（1）了解拉伸件的类型，结构，性质及用途。

（2）了解拉伸件的工作程序。

（3）能熟练的使用拉伸件。

2． 方法原理

3． 主要实验仪器及材料

4． 掌握要点

5． 实验内容

三．多工位级进模设计

1．目的要求：

（1）了解多工位级进模的种类，结构，性质及使用场合（2）掌握多工位级进模的工作原理

（3）熟练使用并能设计出多工位级进模

2．方法原理

3.主要仪器及材料

4．掌握要点

5．实验内容

四：塑料注射设计模

1． 目的要求：

（1）了解注射设计模的结构，功能，性质及使用场合（2）了解注射设计模的工作方法

（3）熟练使用掌握塑料注射设计模

2． 方法原理

3． 主要实验仪器及材料

4． 掌握要点

毕业实验设计方案 篇6

药品：

半枝莲、95%乙醇、盐酸小檗碱对照品、蒸馏水、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、碘-碘化钾试剂

仪器：

722型紫外分光光度计、电子分析天平、电热恒温水浴锅、数据超声波清洗器、微型植物粉碎机、PH计、加热板、循环水式多用真空泵

实验方法：

超生波提取法、半仿生法、正交实验、生物碱的鉴定方法

实验步骤：

一、药品、仪器的准备

二、对照品溶液的制备、波长的测定、标准曲线的制作、推算出回归方程

三、样液的制备

四、用半仿生法提取半枝莲中生物碱

1、单因素实验

（1）温度对提取效果的影响

（2）酸度对提取效果的影响

（3）碱度对提取效果的影响

（4）料液比对提取效果的影响

2、因素、水平的确定及进行正交实验设计：

由单因素温度、酸度、碱度和料液比作为正交试验的四个水平进行正交实验以确定半仿生法中最优的提取条件

五、超声波辅助半仿生法提取半枝莲生物碱：在上述半仿生法得到的最优提取条件下进行超声波提取

1、单因素实验

（1）温度对提取效果的影响

（2）提取次数对提取效果的影响

（3）酒精浓度对提取效果的影响

2、因素、水平的确定及进行正交实验设计：

由单因素温度、提取次数、酒精浓度作为正交试验的三个水平进行正交实验以确定在超声波辅助半仿生法提取中的最优条件

六、在超声波辅助半仿生法提取的最优条件下提取半枝莲中生物碱

七、利用紫外分光光度计测定上述提取到的生物碱的吸光度，与标准曲线进行比较，计算出生物碱的量及产率。

八、生物碱的鉴定：

生物碱沉淀反应

1、碘化铋钾试剂反应取渗漉液1ml，加碘化铋钾试剂1滴～2滴，生成棕色至棕红色者为阳性反应在。

2、碘-碘化钾试剂反应取渗漉液1ml，加碘-碘化钾试剂1滴～

2滴，生成棕黄色沉淀者为阳性反应。

实验设计 篇7

物理是一门实验性学科,大家普遍认为“课堂教学中开展实验教学”是必需的,为学生学习提供丰富的学习经历的理念已经深入到每位教师的心里,所以一时间物理课堂中大谈体验、探究等,实验、工具和数据等概念无处不在。有的教师以为只要课堂热闹了,学生做了实验就可以了,殊不知学生在无任何指导的情况下做实验,根本无从下手,也没有迫切完成实验的心理需求,实验效果也就可想而知了。我通过观察发现,目前在开展实验教学时存在的最大问题,就是教师缺乏对实验必要且有效的研究,致使实验的开展比较盲目。因此,基于教学目标(任务)和学生的实际认知水平开展实验设计就显得尤为重要,下面以《阿基米德原理》第一课时的实验设计案例作简要阐述。

[案例]

《阿基米德原理》是上海教育出版社九年级物理教材第六章《压力与压强》第四节的课文,学生对生活中“浮力产生的现象”司空见惯,但学生极少关注过这种现象产生的原因,更少关注“这个力”到底是什么力。因此,本节课教学的首要目标是让学生建立“浮力”概念,完整地认识浮力三要素,以此为基础进一步探究影响浮力的因素,理解阿基米德原理。同时由于是第一课时的教学,教学必须要为下节内容——浮力产生的原因和阿基米德原理的应用做铺垫。为此我在教学过程中为学生搭建了一系列学习的实验支架,把教材中的验证型实验改为探究型实验,具体做法如下。

实验1 (演示实验)“把玩具小船放入装有水的水槽”,引导学生观察,让他们从生活中的现象出发,在司空见惯的现象中提出“物体所受力”的问题,引发他们思考,同时激发学生兴趣,引出课题。

实验2 (学生实验)“用手将浮在水面上的空饮料瓶慢慢向下按”,让学生通过体验感受手上的感觉,从而使学生在活动中感悟浮在水中的物体会受到水对它向上托的力,即浮力的存在。

实验3 (学生实验)“把空塑料瓶继续向下按直至完全浸没在水中”,体会手的感觉,使学生感受浸没在水中的物体同样也受到水对它向上托的力,并联系前一个实验的结果从而引出浮力的概念。

实验4 (演示实验)“将绑住乒乓球的红线系在紧贴在烧杯底部的小磁铁上,在烧杯底部放张小铁桌使小磁铁固定住位置,然后慢慢往烧杯中注水,直至乒乓球完全浸没”,这时引导学生观察乒乓球的情况以及红线的受力方向,并且同时“将大烧杯慢慢向左右和前后倾斜”,同样观察红线的受力方向,从而得出浮力的方向。

实验5 (演示实验)“用弹簧测力计测出石块的重力,然后把石块浸没在水中”,引导学生仔细观察此时弹簧测力计的示数,根据两次弹簧测力计示数的变化,引出测浮力大小的方法,为后面探究浮力大小的影响因素实验奠定基础。

实验6 (学生实验)“用手将空饮料瓶慢慢按入水中,直到浸没”,让学生体会整个过程中手的感觉,并适当提醒此实验的关键是手受到的力的变化情况,引导学生感受浮力的大小与排开水的体积的关系,为猜想和继续研究浮力的大小与排开水的体积的定量关系打下基础。

实验7 (学生实验)“用3个体积大小成倍数关系的铝柱体通过弹簧测力计测出浸没在水中时的浮力大小以及利用排水法测出排开液体的体积大小”,并通过对多组实验数据的分析,帮助学生归纳得到浮力的大小与排开水的体积的定量关系。

实验8 (学生实验)“用石块分别测量出在水中和硫酸铜溶液中受到的浮力和石块排开液体所受的重力”。通过反复的实验操作,让学生感受科学探究的艰辛过程,体验认真、严谨的科学态度在物理学中的重要性,最终根据多组的实验数据得到物体所受浮力的大小与物体排开液体所受的重力的关系。这样得出实验结论更加让人印象深刻。

[反思]

我参加了上海市青浦区初中物理组“围绕课堂教学目标的系列实验设计”的项目研究。通过大量的观摩和研究,以及在实际教学过程中的实践,我逐步掌握了实验设计的要领,取得了很好的教学效果。同时我对实验设计有了如下的体会:1.物理课堂教学中的实验应该是系列化的,系列中的每个实验之间都应具有一定的逻辑关系;2.实验的开展是有目的的,是为了达成某一教学目标服务的,绝不只是简单的实验操作而已;3.实验设计包含了一定的科学思想和研究方法的教育,旨在使学生在各种实验操作中获得在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的协调发展。

物理学习就是教师引导学生通过对物理现象的认知过程获得必要的感性认识,这种感性认识可以来源于学生的生活,也可以来源于实验提供的物理事实,上述安排利用实验还原了“生活”场景,提供了认知通道。

化学实验方案的设计与实验探究 篇8

一、化学实验方案的设计

1.实验方案设计的基本要求

根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的实验方案，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。

（1）制备实验方案的设计思路（如图1所示）

（2）性质实验方案的设计思路（如图2所示）

（3）物质的检验实验方案的设计思路

①对试样进行外观观察。

②对固体、液体样品只能取少量进行检验，留一定的试样备用。

③检验时除了要考虑各物质的特征反应外，还要排除物质间的干扰。

④充分利用离子的特征反应。

⑤确定检验操作顺序要“先简后繁”。

⑥确定物质检出顺序要“先活后惰”。

2.了解实验设计的基本步骤

（1）首先必须认真审题，明确实验的目的，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而确定实验原理。

（2）选择仪器、药品根据实验目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、反应物和生成物是否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围等，选择合理的化学仪器和药品。

（3）设计装置、步骤根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型实验装置图的能力，实验步骤应既完整又简明。

（4）记录现象、数据全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。

（5）分析得出结论

根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等方法，得出正确的结论。

二、化学实验探究

化学实验探究的基本程序梳理，可用如图3所示的流程图表示：

1.提出问题

要提出问题，首先得发现问题，在学习新知识、实践新方法中进行思考、对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。通过探究能更好地理解并掌握物质的性质。此外，实验中出现异常现象也是发现问题、提出问题的重要契机。

2.提出猜想

在实验中，发现了问题不要轻易放过，要查阅资料并与同学和老师交流、讨论，这时有许多问题就可能得到解决，而有一些问题的结论有多种可能（这就是猜想），只能通过实验进行验证。所谓猜想就是根据已有的知识对问题的解决提出的几种可能的情况。

3.设计验证方案

提出猜想后，就要结合实验室的条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实验设计中，最关键的是试剂的选择和实验条件的控制。在进行实验的过程中，实验方案可能会出现问题，要及时进行调整。

4.观察实验现象，得出结论

根据设计的实验方案，认真进行实验，观察实验中出现的现象并及时记录，根据实验现象进行推理分析或计算分析得出结论，如不能得出结论，则要加做实验，或进行对比实验，或将设计的实验改进。若实验中遇到新的问题，则可以推出新的问题进行探究。

例（2015·新课标全国卷Ⅰ）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其

K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图4所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是，由此可知草酸晶体分解的产物中有

。装置B的主要作用是。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和图5所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、。装置H反应管中盛有的物质是。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是。

（3）设计实验证明：

①草酸的酸性比碳酸的强。

②草酸为二元酸。

答案：（1）有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝（水蒸气、草酸等），防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验

（2）①F、D、G、H、D、I CuO

②H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊。

（3）①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生。

②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍。

解析该试题属于典型的化学实验综合能力测试题，问题（1）与（2），为化学实验基本知识的考查，问题（3），注重侧重能力的考查，考查化学实验探究能力和创新应用能力，具体解答见答案部分。

机械设计实验要求 篇9

本学期机械零件设计课内实验采取如下方法开展进行：请同学们按下列4个题目要求，自己找资料学习、可以通过看我发给大家的实验指导书，通过查找资料，看模拟仿真视频和动态教材，之后撰写实验报告（用实验报告专用纸按规定的实验报告模式写）由班长届时收齐交给我即可。

（1）螺栓连接测试实验（2学时）

（2）V带传动试验（2学时）

（3）渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定实验（2学时）

（4）减速器拆装实验（2学时）

实验要求：通过虚拟实验加深了解各种机械零件的结构特点、设计方法、传动方式、装配关系，掌握机械零件设计的基本步骤和方法。

交报告的时间：18周周末由班长统一收齐交来。（本门课程总体成绩由理论课成绩+实验成绩+平时成绩构成）

实验设计方案 篇10

材料：纸杯2个、牙签1支、蜡烛1支、胶带1卷、绳子1根、剪刀1把

操作：

1、取一纸杯，在杯身对称处各剪开一个方形大口，在杯底固定上蜡烛，作为灯的底座。

2、另一个纸杯则在杯身约等距离位置剪出三四个长方形的扇叶，在杯底中央处穿上绳子，并用牙签棒固定，作为灯的上座。

3、将两个纸杯上下对口用胶带贴好固定。

4、点上蜡烛，拉起绳子，看看有什么现象产生。

讲解：

1、蜡烛燃烧的时候，火焰尖端多呈朝上的方向。

2、空气受热会上升，然后沿着上方纸杯的扇叶口流动，因而造成旋转的现象。

创造：

你能让蜡烛纸杯灯向相反的方向转动吗

注意：注意蜡烛燃烧时的安全!

浅谈实验方案设计

在高中化学教学实践中发现，化学实验方案的设计与评价是化学实验的重点资料，是高考考查的重点，是经久不衰的热点，重点考查考生综合分析、推理和想象的本事以及知识的迁移本事。

研究近几年来的高考，对化学实验方案设计方面的要求不外乎下头几个方面：实验常用仪器的主要用途和使用方法;设计物质制备实验;设计物质性质实验;探究性实验，这也是命题的重点。

考查的重点在于对化学实验中一般事故的预防和处理、实验原理的掌握、过程与设计本事。实验细节和中间环节，命题的趋势由设计实验向评价实验优化实验方向转变，而一个完美的实验必须保证实验原理、操作程序和方法正确，也就是实验方案的科学性。用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题，也就是实验方案的安全性，更要满足中学现有的实验条件，也就是实验方案的可行性，还要使装置简单、步骤少、药品用量少、时间短，即实验方案的简约性。

高考中运用已有的化学实验基础知识和基本操作技能去设计实验方案，是对知识的综合运用本事和对知识迁移本事的很好的考查，并能实现对实验题多方位多层面多角度的考核。结合多年教学经验，化学实验设计题的解答应从以下几个方面入手：

一、明确目的

也就是审题要细，这是一切学习解题的关键步骤，明确命题的实验目的要求，新命题中往往是没有直接系统实践过的，必须弄清题目有哪些新信息，从信息加工角度分析解答时，还要能够敏捷地从题目中获取信息，分析评价信息选择调用已储存的相关知识，经过类比，迁移分析从而明确实验目的。

二、设计原理

经过对新信息的加工及知识的迁移明确指定的设计要求，从设计的要求选定实验方法，这是从宏观上对实验的要求，因为实验方法主要受制于实验原理，并受实验条件的制约，再就是实验装置和实验操作设计，装置和操作属于实验方案细节的设计，其重点在考查实验技能。这就要求学生在日常学习过程中积累扎实的实验知识、经验。

三、仪器、药品的选择

了解以上实验要求后，根据实验目的中设计的装置和操作选择适宜的仪器和药品，注意反应物和生成物状态以及能否腐蚀仪器，反应是否需要加热及温度是否可控制等。

四、实验步骤

实验步骤的设计，力求合理、最简，但细节不能忽略，通常要研究以下细节：(1)气体参与反应的装置气密性的检验;(2)加热操作先后顺序的选择;(3)有没有必要设计冷凝回流装置;(4)冷却装置的选择;(5)实验中有加热操作的要防止倒吸，如气体易溶于水的要防倒吸;(6)还有一些改善装置作用的分析;(7)拆卸装置时的顺序要注意科学性和安全性。

五、现象及结论

近几年高考化学实验命题中有关实验现象的考查，有的是直接考实验现象，也有的由现象得出正确的结论，还能够将有关实验现象与实验方法及正确的结论等联系起来，实验结果的分析，通常是分析实验关键、细节和误差等等，而实验结果的处理能够直接报告数据，也能够是找出相关关系得出公式或者绘制必须的曲线等等。

实验设计 篇11

氢气制备与性质实验是现行人教版初中化学教科书中比较重要的一个实验，能否做好实验直接影响到学生对氢气化学性质的掌握。然而在常规实验中无论是教师的演示实验或是学生的自主实验仍存在以下不妥之处：

1.实验难以控制。常规实验中氢气的制备难以随时控制反应的开始与停止，且由于市售锌粒纯度较高导致反应速率较慢。且在性质实验中检验氢气纯度时，常常出现难以吹出气泡而影响教学效果与教学进度的安排。

2.实验比较繁琐。常规氢气性质实验是分步进行的，这样势必造成药品用量多，耗时长。

3.部分实验现象不明显。如在氢气的性质实验中，理论上氢气燃烧的火焰为淡蓝色，而在检验氢气可燃性时通常使用的是玻璃尖嘴管，由于玻璃中含有钠离子而导致火焰呈黄色，易将氢气燃烧时的淡蓝色火焰掩盖，使学生误认为氢气燃烧的火焰为黄色。

针对以上问题，笔者利用微型仪器将实验进行了改进。微型化学实验是一种使用微型仪器，实现实验操作简单化、药品节约化及过程安全化的实验方法。而且微型仪器精巧，更能激发学生参与实验的兴趣。具体改进方案如下。

一、实验的改进

1.实验用品

微型仪器一套、注射器一支；锌粒、稀硫酸。

2.实验装置图

实验装置图如下所示（略去铁架台和铁夹）。

3.实验步骤及现象

（1）按上图所示连接好实验仪器，并检验装置的气密性。

（2）添加药品：在具支U型管右边放入一个装有锌粒，并用铜丝绑住的内套管（目的在于通过提拉铜丝控制反应的开始与停止，同时铜也可与锌粒构成原电池加快反应速率），往右边的具支试管中加入随意曲折的CuO丝，在具支口用软导管连接一注射器针头，往针头内加入肥皂水。最后在U型管左侧加入稀H2SO4直到没过锌粒。

（3）检验气体纯度：反应有气体生成时，注射器针头将不断有泡泡逸出，通过点燃吹出的泡泡，即可检验气体的纯度，若H2纯净，能听到噗的一声，若不纯，则有尖锐的爆鸣声。

（4）验证氢气具有还原性：如上图所示，当检验到装置中的空气已被排尽后，用酒精灯加热具支试管中装有CuO丝的地方，CuO丝由黑色变为红色的铜，撤去酒精灯，继续通氢气至装置冷却。

（5）验证氢气的可燃性：将软导管上的注射器针头换上另一根干燥的针头，在针头处点燃H2。H2安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。再在火焰上罩一冷而干燥的烧杯，烧杯壁上有水珠生成。

二、改进后的优点

1.利用微型实验，节约实验用品，且更安全。

2.将H2的制备与性质实验连为一体，简化实验步骤。

3.反应装置中，铜丝具有双重作用，既可通过提拉铜丝控制反应的进行与停止，又可与反应物锌构成原电池，加速锌的氧化过程，从而提高氢气生成的速度。

4.将玻璃尖嘴管换成注射针头检验气体纯度时，可在针头中预先加入肥皂水，这样气体一生成即可连续吹出泡泡，通过点燃肥皂泡来验证氢气与空气混合的爆炸实验，更安全，更方便。同时由于气泡往上飞，可证明H2的密度比空气小。

5.通过酒精灯的加热与否来控制H2还原实验的进行与停止。

实验设计 篇12

一、传统机械设计实验教学的现状

就目前的机械设计实验教学来看, 其作用仅仅是让学生能够加深对理论知识的理解, 验证理论知识的一种手段。例如为了验证带的弹性滑动及带传动的效率变化情况, 传统机械设计实验中开设了带传动实验。传统的实验课程的设置、实施、管理都由老师管理, 学生只是被动地参与来完成教师规定的学习内容, 没有一点自主学习的空间, 这样就完全扼制了学生的主观能动性、创造性的发挥。传统的机械设计实验教学课程的设置突出强调了实验课程服务于理论教学, 完全偏离了其培养学生的综合素质和创新思维能力的宗旨。

传统的机械设计实验在设置上完全没有考虑到实验内容之间的内在逻辑关系, 实验课之间往往都是孤立的, 没有形成一个完整的实验体系。学生在实验课上只能是被动地去操作测试仪器和记录数据, 所以整个实验课下来, 学生还是没有对机械设计仪器的应用产生一个系统的认识。除此之外, 在传统的机械设计实验体系中, 每个实验所涉及的知识面都很窄, 并且实验手段也比较简单陈旧, 缺少综合性和创新设计性的实验, 而这些实验对于培养学生综合运用理论知识、现代技术分析和解决工程实践中的实际问题的能力, 对充分发挥学生的主观能动性, 培养学生综合素质和创新能力有着不可替代的作用和意义。

二、机械设计实验中心建设目标

纵观传统的机械设计实验教学, 不论是从体系结构, 还是从内容、方法和手段上看都已经不能适应当代教育的要求。所以为了适应现代社会对复合型、创新型机械设计人才的要求, 必须对传统机械设计实验教学进行改革。在保证完成机械设计专业人才培养目标的前提下, 我们对机械设计中的所有实验进行了分类和整合并建立了机械设计实验中心, 并明确规定了以下几条建设目标:

(一) 培养学生的基本技能与实践动手能力

虽然现在的机械设计理论课程中会应用一些实物模型来增加学生的感性认识, 但是对于机械设计这样一门实践性很强的基础课, 理论知识与感性认识是远远不够的。现在的学生进行工程实验的基本技能都不是很扎实, 而且普遍缺乏工程实践和实际的动手能力, 所以在机械设计实验这个重要的实践环节中, 为了给每一个学生都打好基础, 必须针对这个问题, 加强对学生的基本技能与实际动手能力的培养。

(二) 培养学生的创新设计能力

在现代社会, 创新能力已逐步成为衡量一个人才的基本要求。培养学生的创新设计能力作为教学改革的核心, 已经逐渐演变为机械设计专业教学改革和实验教学中心建设的根本目标。因此不仅要在理论教学课上培养学生的创新意识, 更要在实验教学环节培养学生创新设计的实际能力, 只有这样才能达到培养创新型人才的核心目标。

(三) 培养学生解决问题的能力

机械设计实验作为工程设计中的一个重要环节, 不再只是为了验证某个公式或结论, 而更多的时候是通过实验来验证某种设计模型的可行性。除此之外, 一些新设计出的产品也需要通过实验来测试其各方面性能。可以看出, 机械设计实验的应用已不仅仅局限于教学, 随着实验方法不断的发展和完善, 现代的机械设计人员应不断地学习充实自己, 做到应用现代技术来解决工程实际问题的能力。

三、机械设计实验中心项目探索与实践

本着培养学生的动手能力、创新意识以及解决问题的目标, 我们对所有机械设计实验进行了分类, 并进行了相应调整, 确定了新的实验教学模式。

(一) 保留传统实验项目

传统的实验课程既然可以应用到今天, 说明其对于学生的学习来说具有一定的必要性。因此, 我们通过对所有实验进行了分类和整理, 保留了部分验证性的实验内容, 并对其侧重点进行了调整, 将其侧重点由原来的验证理论知识为主转变为展示测试方法的手段, 改造成为交叉性的综合实验项目, 使学生不仅验证了课程教学中所学的理论知识, 而且又了解了不同机械量测试和数据处理的方法, 可谓一举两得。

(二) 增加设计性、创新性和综合性实验项目

当前学生的动手能力及创新意识都急需提高, 因此设计性、创新性和综合性实验必须作为实验中心建设的重点, 加大投入力度进行积极建设。增加的设计性、创新性和综合性实验主要有:组合式轴系结构设计实验、机构运动方案创新组合实验、多轴系传动设计搭接与性能实验等。通过这些实验项目的开设, 可以从提高学生的设计能力和创新能力的基础上, 从整体提高学生认识问题和解决问题的能力。

(三) 提供给学生更多的自主权

实验室在进行教学的同时, 可以在空闲时间对学生开放, 让学生有自主学习的时间。通过自主学习, 学生能够积极主动地开展实验学习和科学探索活动, 能够更好地提高自身的创新能力与认识、解决问题的能力, 而且也能不断提高实验教学的成效。

四、机械设计实验中心运行模式思考

(一) 推进实验室的开放式教学

开放式教学能够方便学生自主安排学习, 从而提高学生的积极性与主动性, 同时又能够提高实验设备的利用率, 能够最大限度地发挥实验室的价值。实验中心会预先设计并提供实验项目菜单给学生选择, 学生只要去实验室管理处登记就可以选择要做的实验项目。在实验过程中, 从实验方案设计到结果分析, 均由学生独立完成。实验室实行开放管理, 不仅提高了学生的积极性, 同时也点燃了教师进行科研的热情, 因此实验中心在服务于教学的同时也作为了科研基地, 达到以科研促进教学发展的良性循环。

(二) 理论课老师参与实验中心建设及其教学

理论课教师具有扎实的理论基础, 对教学内容有深刻的理解和认识, 因此理论课任课教师参与实验中心建设与教学, 不仅有利于提高实验教学的水平和质量, 而且也可以提高理论课任课教师的实践经验, 同时也可解决师资力量不足的矛盾, 而且也可以避免理论教学与实验教学的脱节等问题。

(三) 加大实验成绩在课程总分中的比重

实验教学不仅是传授知识、验证理论和掌握实验技能, 更重要的是培养学生的独立工作能力和良好的科学素养, 因此必须重视实验教学, 加大实验成绩在课程总分中的分量。

(四) 实验中心网络建设

为使机械设计实验中心在实践教学中发挥更大的作用, 必须进行网络资源建设, 并逐步完善和更新。网络资源包括:实验中心简介;实践、实验教学大纲;实验指导书;实验项目;仪器设备简介;学生创新设计;学生创新设计作品等。

五、小结

按照当前社会发展对高素质人才培养的需求, 机械设计实验中心建设在明确的目标指引下, 综合了传统的基本实验、综合性实验、设计性实验和研究创新型实验等各个层次实验内容的基础上, 通过科学设置实验项目和教学安排, 将对全面培养学生的实验基本技能、综合分析和解决问题的能力, 培养学生的创新意识和实践能力产生积极的作用。

摘要：本文分析了传统机械设计实验教学体系的现状并对其进行了反思, 系统地阐述了机械设计实验中心建设的目标, 并且对该实验中心教学体系进行了探索与实践, 提出了该实验中心教学改革的运行模式。

关键词：机械设计,实验教学中心,建设思路,运行模式

参考文献

[1]谢晓梅等.实验教学中心的建设思路与运行模式[J].实验室研究与探索, 2005 (2) :103-105.

[2]丁鸣.关于高校实验室建设的几点思考[J].南京工程学院学报, 2002, 2 (3) :67-7O.

[3]刘小梅等.机械基础创新实验室建设[J].实验室研究与探索, 2005 (4) :71-73.

[4]孙小权, 邹丽英.实验室开放的探索与实践[J].实验室研究与探索, 2005 (4) :107-109.

实验设计 篇13

关于有机实验教学中开设综合设计性实验的研究

本文探讨了在有机化学实验中开设综合设计性实验的基本思路和实施方法,这对于充分发挥学生的`主体作用,培养学生的创新能力和科研意识具有积极意义.

作 者：王红霞 赵鑫 李理 刘晟波  作者单位：苏州科技学院化学化工实验中心,江苏苏州,215009 刊 名：中国科技博览 英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW 年，卷(期)： “”(12) 分类号：G 关键词：有机化学实验   设计性实验   创新能力  

实验报告要求-综合设计 篇14

实验目的通过课程设计的综合训练，培养学生实际分析问题、编程以及动手的能力。帮助学生系统掌握C语言课程的主要内容。

实验内容

本次综合设计要求学生结合实际应用：自行选择题目，如生活中的小游戏（五子棋、贪食蛇、走迷宫…），星座的查询等，分析源代码超过300行以上的且必须具有一定功能的题目。代码分析应将待分析的代码调试正确运行，撰写对应的程序文档：如该程序的功能、运行流程、算法的思想等。不要对源代码逐行注释。（可以独立完成，可以组成学习小组，但小组人数不要超过2人。）

注意：

本次实验报告打破以前惯例，只写一个。要求包括：

问题阐述、设计思想、基本流程、完成情况以及参考代码等。

实验设计 篇15

一、初中化学探究性实验设计

1. 探究性实验设计分类

(1) 猜想和假设类。例如, 膨化食品、肉松、茶叶等多以真空充气形式包装, 该方式保证了食品的“原汁原味”、营养价值不流失, 且避免食品受压变形。

问题:你们猜猜气体是什么?

验证猜想:也许是N2, 初步验证实验方法与现象, 气体也可能是＿＿。＿＿

解析:该案例选择的是学生熟悉的身边事物, 但是学生对其中的道理不理解, 对这种现象经常视而不见, 提出问题, 就能激发学生探究的欲望, 并以此暗示学生多从化学思维角度观察生活。

再如, 在酒精火焰上放置纯铜片, 一段时间后铜片表面变黑, 试猜测黑色物质的来源, 并设计出实验步骤。

解析:在空气中加热铜, 将得到Cu O, 黑色物质可能为Cu O。另外, 酒精为有机燃料, 如果不充分燃烧, 会出现碳黑。因C、Cu O与酸并不是都相溶, 这样就可得到验证方法。

在猜想、验证类实验中, 学生的猜想会不着边际, 因为前提很模糊, 所以教师应要求学生的猜测必须有根据。

(2) 设计探究方案类。例如, 可溶性镁、钙化合物在硬水中较为常见, Ca (HCO3) 2为钙化合物, 加热后可分解得到气体、水、难溶性盐, 水垢中就含有难溶性盐。

问题:分析加热分解Ca (HCO3) 2后产生的另外的生成物。

猜测:气体可能是CO2, 固体可能是＿＿。

实验方案设计:学生通过条件设计实验方案, 验证猜想。

解析:条件中有“难溶性盐, 且为水垢成分”的提示, 碳酸钙可能为固体。因澄清石灰水遇CO2变浑浊, 则可以此做设计。验证办法则为盐酸与碳酸钙反应, 可得到CO2。

再如, 某学生认为, 可燃物燃烧剧烈程度的决定因素有可燃物和氧气的接触面积、氧气浓度, 请就此选择其中一个因素, 设计实验, 探究效果, 如表1所示。

该实验设计开放度大, 探究问题选择多样, 若为“氧气浓度因素”, 学生可考虑“氧气性质实验”, 对氧气中物质燃烧与空气中物质燃烧现象的差异做判断。

若某问题的实验方法多种, 还要考虑操作简单、科学合理、安全可行、现象明显的原则。

(3) 解释或形成结论类。在该类实验中, 学生不再考虑实验步骤与方法, 因为都已经给出, 学生只需通过已掌握的化学知识去求证, 即可得出结论。

例如, Ti的性能是人们较为关注的, 某化学实验小组探究了Ag、Ti、Mg金属活动顺序。

假设:a.Mg的金属活动性弱于Ti;b.Ti的金属活动性介于Ag与Mg之间。

资料提示:前提相同, 某金属与酸发生反应, 金属活动性与气泡产生速度成正比。

设计实验:在温度相同情况下, 在等质量等体积的稀盐酸中投入金属薄片。

问题:

(1) 在投入前, 都擦亮了金属片, 原因为＿＿。

(2) 表2为实验现象, 请据此填空。

结论:上述假设中, 错误的是＿＿, 原因为＿＿, 金属活动性排序为。

(3) 在该实验设计中, 若盐酸溶质质量存在差异, 则结论是否一定合理?＿＿, 原因为＿＿。

解析:该题立足金属活动性、酸与金属反应等知识, 暗含“假设、实验、验证、结论”等探究要素。Mg与酸反应速度超过Ti, Ti却快于Ag, 为此, 假设b正确。对于问题 (3) , 要求学生掌握酸与金属反应时, 哪些因素影响其速度, 如温度、接触面积、酸浓度等。

2. 设计探究性实验的思路

设计探究性实验的思路如图1所示。

第一, 探究问题选择。题目大小适度, 难易适中, 要考虑学生的爱好特长、认知水平、教学进度, 要有一定的开放度, 注重现实与实用价值。选题应有新意, 如对书本观点发出质疑、对旧课题以新材料加以论证等。

第二, 探究目的确定。初中生的生理、心理发育不完善不成熟, 主要是形象思维, 探究目的可设置为增强自我修正能力、培养创新与实证意识、掌握使用微机查询与组织资料的办法、假说方法等。

第三, 资料信息的收集。主要包括学科知识, 从教师、调查等方式获取的信息, 师生交流信息, 学生通过探究获取的信息等。

第四, 探究实验方案设计。实验内容主要有实验题目、目的、原理、用品、步骤与现象、装置图、结论。实验不同, 设计的方案就该有差异。当然, 相同实验情况下, 设计方案也可多种多样。实验设计格式主要有文本格式、表格式、流程式, 格式要易懂、清楚、简明、完整。

另外, 设计中还要注意实验验证、实验分析与结论、方案的反思和修正等步骤, 确保设计方案合情合理, 满足探究性实验要求。

二、新授课中的探究性实验

对于新授课内容, 探究方向主要有以下几种。

第一, 物质性质。初中化学中常常需要认识物质性质, 例如, 探究盐酸化学性质, 条件有硝酸银溶液、氯化铜溶液、碳酸钙、镁条等, 以此猜测物质性质。

第二, 实验条件。实验条件的差异, 可导致现象、产物的不同。例如, 铁的缓慢氧化, 首先将铁丝石棉网剪成片, 并除去石棉。在盛有稀盐酸的烧杯中放置, 将铁锈除去。在铁丝光亮后, 以水冲洗, 再放置于锥形瓶, 以食盐水浸泡。几分钟后, 液柱在玻璃导管中出现, 表明氧气与铁丝反应, 负压促使液柱产生, 如图2所示。

第三, 实验装置。通常来说, 进行某实验时, 所用的实验装置比较多样, 这就需要选择那些简单、可靠的装置。例如, 氢氧化钠溶液与二氧化碳反应实验, 装置就有以下几种, 如图3、图4、图5所示。

第四, 实验步骤。实验药品相同, 实验方法步骤不同, 实验结果也就会有差异。例如, 氢气还原氧化铜实验, 步骤为:先通氢气, 再加热;在铜被还原后, 加热停止;持续通入氢气, 直到铜粉冷却。

案例:制取氧气

教学准备:

(1) 教师:教学课件, 酒精灯、试管架、试管、二氧化锰、过氧化氢溶液、药匙等组成的氧气发生与收集装置及用具。

(2) 学生分组:薯片、二氧化锰、木条、烧杯、粉笔末、酒精灯等。

教学过程:

首先, 教师引入情境。

教师:氧气让生命得以延续, 但是它看不见、摸不着, 无色无味。它可以从植物叶子中产生, 也可以从我们实验中制取, 下面就跟着我一起去探索吧。

然后, 教师在投影仪上列出可能制取氧气的物质, 如H2O2、KCl O3、Na Cl、HCl、CH4、KMn O4, 并问:“你们认为哪些可产生氧气?”

多数学生选择KMn O4、KCl O3、H2O2。教师询问学生的依据是什么, 然后阐明氧气的实验室制取方法有多种多样, 本节课就选取过氧化氢制取法。

教师再投影市场上销售的过氧化氢溶液标签, 问学生, 为什么上面会出现保质期, 即不能长期放置, 否则失效。

学生陷入思考。教师讲述原因:“这在于过氧化氢化学性质不稳定, 极易分解成水、氧气。但是你们有什么办法快速分解过氧化氢吗?”

试着引导:“若将某催化剂加入过氧化氢, 是否能快速制氧;若将过氧化氢加热, 是否能快速制氧?”然后让学生将过氧化氢溶液分别倒入硫酸铜、薯条、碎瓷片、二氧化锰、活性炭、粉笔末等烧杯, 观察氧气产生的速率。

教师提问:“在实验中, 你们发现快速制氧的方法应该是哪一个?”学生认为是二氧化锰与过氧化氢溶液。

这时, 教师抓住催化剂做文章, 询问学生反应中的二氧化锰有什么作用, 其有无被消耗, 让学生接触催化剂概念, 即催化剂可以改变其他物质的化学反应速率, 但是本身的化学性质、质量却不发生变化的物质。在不同实验中, 可选择不同的催化剂, 使用催化剂, 仅对反应速率有影响, 对生成物质量没有影响。

在该探究实验下, 学生被教师的一连串疑问带着走, 去思考实验的各关键环节, 有利于学生反思、动手操作、猜想等能力的培养, 体现出良好的师生互动。

三、实验课中的探究性实验

案例:二氧化碳制取装置探究。

关于实验室中气体发生与收集装置的确定需考虑的因素, 教材中有所阐述, 如图6所示。

探究目标: (1) 在探究二氧化碳制取装置的同时, 提高学生表达交流、创新的能力; (2) 树立学生合作精神; (3) 总结制取气体思路。

课程类型:实验探究活动。

教学方式:实验探究法、分组实验法。

在实验时, 学生需要用到的器材有以下这些:

各组均配有集气瓶、橡皮管、水槽、玻璃导管、玻璃片。各组分别配备:第一组, 单孔橡皮塞, 锥形瓶。第二组, 锥形瓶, 长颈漏斗, 双孔橡皮塞。第三组, 单孔橡皮塞, 平底烧瓶。第四组, 过滤漏斗, 烧杯。第五组, 橡皮塞, 带支管的烧瓶。第六组, 铁架台, 单孔橡皮塞, 试管。第七组, 铁架台, 单孔橡皮塞, U形管。第八组, 单孔橡皮塞, 铜丝, 破试管, 烧杯。第九组, 分液漏斗, 双孔橡皮塞, 锥形瓶。

学生可自己根据实验要求选择仪器。

提供的资料:稀硫酸H2SO4、稀盐酸HCl等酸与铜不发生反应;1.293g/L为标准空气密度, 1.977g/L为标准CO2密度。水与CO2相溶, 并可生成碳酸, 同时, 碳酸的化学性质不稳定。

具体过程:

教师引入话题:“二氧化碳是地球空气中不可缺少的气体, 其产生来源非常多样。在实验室, 可通过稀盐酸与石灰石或大理石反应制取。为此, 同学们是否知道了怎样制取二氧化碳了?书上也有装置选择的几点意见, 以及某种实验制取二氧化碳的装置, 今天就利用你们桌上的器材, 开动脑筋, 创造性地设计出更多的装置吧, 但是要注意安全。今天希望各小组能通力合作, 发挥才华, 让自己的小组与众不同。”

学生跃跃欲试, 经过一段时间动手操作与思考, 各小组设计了以下装置, 如图7所示。在完成装置设计后, 教师还要组织以下几点活动:交流与展示、评价与反思、比较与归纳, 完善探究性实验教学。