创新实验设计（共12篇）
创新实验设计 篇1
摘要：实验教学可以培养学生的观察能力、分析和解决问题的能力, 可以培养学生的创新精神和实践能力, 还可以培养学生的创造性思维。文章通过具体的案例诠释了实验体验对学生思维的拓展和对疑难问题的突破, 意在促进有效教学。
关键词：实验体验,教学难点,思维拓展
余文森教授指出:所谓教学的有效性指在教学活动中, 教师遵循教学活动的客观规律, 采用各种方式和手段, 用最少的时间、最小的精力投入, 取得尽可能多的教学效果, 实现特定的教学目标, 满足社会和个人的教育价值需求而组织实施的活动。每个学生都参与教学活动是实施有效教学的前提, 学生有无进步或发展是教学有没有效益的唯一指标。
学生知识理解的疑难处就是课堂要解决的问题。通过实验解决疑难是课堂有效性的体现。
试验可以使一些不易理解的现象直观呈现, 使一些不明显的现象变得明显。排除外界因素的干扰, 呈现给学生真实的实验现象, 避免无力的解释, 也是提高课堂有效的措施。
一、巧增实验, 拓展思维
案例1:凸透镜成像
在浙教版科学七年级下册第二章第六节《透镜和视觉》中凸透镜成像实验的教学时, 学生经常遇到的难题是: (1) 不小心将凸透镜边缘损坏了一小部分, 在物距不发生改变的情况下, 烛焰在光屏上所成像的情况; (2) 不小心让一滴泥水溅在了凸透镜的上半部分, 观察到的光屏上的像的情况。对于这两个问题仅仅用空泛的语言描述, 实在难以让学生领会。因此在开展凸透镜成像的实验时, 有意识地增加两个实验步骤: (1) 在光屏上观察到清晰的像时, 用手遮住凸透镜的上半部分, 观察光屏上的成像情况; (2) 在光屏上观察到清晰的像时, 在凸透镜的上半部分滴上一滴泥水, 观察光屏上的成像情况。把一些不易理解的现象通过实验呈现, 学生亲自动手尝试后印象深刻, 同时也会产生浓厚的学习兴趣。
案例2:弹簧秤测力计的使用
在浙教版科学七年级下册第三章第二节《力的存在》中用弹簧测力计测量力的大小时, 学生常会遇到这样的疑惑:两手分别用5N的力拉弹簧测力计时, 弹簧测力计的读数是多少?在练习使用弹簧测力计时, 学生已经学会了基本的操作, 但对于两手用同样的力拉弹簧测力计时弹簧测力计的读数多少有些不解。遇到这种情况, 不妨在实验中增加实验: (1) 一端固定弹簧测力计使读数为5牛; (2) 一手固定弹簧测力计, 一手拉动弹簧测力计使读数为5牛。在实验过程中, 学生的切身体会使其意识到手起到的固定作用和墙壁起到的固定作用是一样的, 从而解除学生的困惑。
案例3:粉尘爆炸实验
在浙教版科学八年级下册第三章第二节《氧化和燃烧》中关于“爆炸”概念的教学, 如果燃烧以极快的速度在有限的空间里发生, 瞬间累积大量的热, 使气体体积急剧地膨胀, 就会引起爆炸。学生很难理解爆炸的发生, 此时, 可以增加粉尘爆炸实验:在奶粉罐中放入几根火柴, 在罐口上放一层沙布, 用橡皮筋将沙布固定。在沙布上放上一些面粉, 盖好。将奶粉罐放在三角架上, 下面点燃酒精灯, 敲击罐体, 使面粉洒下, 形成粉尘。一段时间后看到粉尘爆炸。面对爆炸现象, 学生便很容易理解面粉加工厂等地方要严禁烟火。
二、巧用实验, 释疑解惑
案例4:探究金属钾与硫酸铜的反应产物
在浙教版科学九年级上册第二章第二节《金属的化学性质》中有这样一道习题:已知排在金属活动性顺序表最前几位的活泼金属能与水反应生成碱和氢气。请写出下列反应的化学方程式, 并推测可能产生的实验现象。
(1) 把1块绿豆大的金属钠放入1小杯滴有酚酞的水中;
(2) 把1块绿豆大的金属钾放入1小杯硫酸铜溶液中。
对于习题 (1) , 学生见过金属钠与水的反应, 不仅能准确写出化学方程式, 还能准确描述实验现象, 然而对于习题 (2) , 学生根据碱的性质, 能写出相应的化学方程式, 但对于产生的现象无法准确描述, 在学生推测可能产生的实验现象后, 适时地增加实验金属钾与硫酸铜的反应, 实验结果出乎意料, 试管中不仅出现了蓝色絮状沉淀, 还出现了黑色的物质, 这黑色的物质究竟是什么?由此展开实验生成资源的探究。该实验的增加不仅培养了学生应用知识的能力, 更进一步加强了学生综合分析问题的能力。
在此习题基础上, 增加实验“将钠投入水和煤油中”, 发现金属钠沉在煤油层下, 浮在水层上, 在交界处剧烈反应。借此现象提问:
(1) 钠为什么会在煤油和水的分交界处?
(2) 钠表面为什么会产生气泡?
(3) 钠为什么能上下跳舞?
(4) 让实验现象更加显, 可加入酚酞试液, 酚酞试液变红的说明生成了什么?
这个实验不仅体现了密度等物理性质, 还体现了化学反应和浮力知识等。
科学的综合性不仅体现的在知识的综合上, 也体现在培养学生能力的综合上。以实验为载体培养学生的动手、动眼、动口、动脑的能力。
案例5:浮沉的判断
在浙教版科学八年级上册第一章第三节《浮力》中有这样一道习题:小科和妈妈一起上街到夜市买了一袋观赏鱼, 袋内约有1/3的体积是封闭的空气。小科回到家后将没有打开塑料袋的观赏鱼直接放入家里的鱼缸中。若不计塑料袋的自重, 那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸的水中所处的状态是 () 。
A.悬浮在水中 B.漂浮在水面
C.下沉到缸底D.先悬浮, 后下沉
对于这类问题, 我们不妨做个实验, 让学生一目了然。
综上所述, 在新课程新理念下, 教师依然可以从一个普通的知识点上寻找出实验与知识联系, 挖掘他们丰富的内涵。课堂教学不是简单地传授给学生知识点, 而是在教学过程中激发学生学习科学的欲望和兴趣, 努力培养学生分析问题解决问题的能力, 通过探索、发现、质疑、反思等途径培养学生的科学态度。只要在教学教学活动中多开动脑筋, 就一定能设计出更符合学生实际、更有利于学生科学素养提高的教学案例, 也只有这样才能提高初中科学教学效率。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社, 2011.
[2]郑金洲.基于新课程的课堂教学案例[M].福州:福建教育出版社, 2003.
创新实验设计 篇2
一、竞赛主题：
“物理改变生活创新成就梦想”。竞赛设两个竞赛课题（涉及基础和应用），参赛团队可以任选一个课题进行作品设计
二、竞赛课题
1.基础课题：温度的测量
作品要求：
1）突出作品设计的物理思想和原理；
2）作品设计的科学性、方法和技术上的创新性；
3）操作简易、测量准确度高、便于教学演示；
主要评判依据：
1）作品的设计理念所体现的物理思想和原理的运用；
2）特色鲜明（设计巧妙、新颖、独特，方法和技术上具有创新性）；
3）测量的准确度高。
2.应用课题：热能的利用
作品要求：
1）突出作品设计的物理思想和原理；
2）作品设计的科学性、方法与技术上的创新性；
3）操作简易、性价比高、有实用价值、易于推广。
主要评判依据：
1）作品的设计理念所体现的物理思想和原理的运用；
2）特色鲜明（设计巧妙、新颖、独特，方法和技术上具有创新性，具有艺术观赏性）；
3）科学性、实效性（检测效果、防护作用）、实用性（操作简易、性价比高、能解决实际问题、便于推广）。
三、竞赛课题说明：
自感现象的创新实验设计 篇3
1 引入新课
师：我们先来玩一个小游戏，这里有一节干电池，我直接用手指按住电池的正负极，会不会触电？
生：不会.
师：肯定不会，是吧.现在我把它改装一下，我这个游戏叫做“千人震”，就是让很多人体验一下“震”的感觉，或者说，有个“触电的感觉”.这个装置，仍然只用一节干电池.一个支路连上一个线圈相连，另外一个支路，就需要同学们参与一下，谁愿意主动上来体验一下？
演示：准备好了没有？我要合上开关了，没事（突然断开，学生一震）
2 自感
师：刚才这个游戏中，产生触电感觉的电流是谁提供的呢？
生：线圈
师：电池本身不会让人触电，这个线圈很神奇啊，它让我联想到了法拉第的线圈.法拉第的线圈神奇的地方在于发现了电磁感应现象.请个同学回顾一下以前学过的内容.如图1，闭合开关S，B线圈中会产生感应电动势（电流）吗？如果有，方向如何？
生：会，感应电流的磁场与原磁场方向相反，用来阻碍原磁通量的变化.
【演板】黑板上画出原磁场与感应磁场
师：先判断原磁场的方向，在通电瞬间是增强的，感应电流的磁场与之反向.按照安培定则，判断感应电流的方向.
师：我们刚才游戏中的线圈只有一个，干脆把B线圈去掉，结合刚才触电的现象，大家想想，A线圈自身上会发生电磁感应现象吗？即在A线圈自身上能产生感应电动势吗？
生：会，或者不会
师：如果会的话，会有什么情况发生？（若学生回答不会，就引导，万一会呢？）
生：阻碍A的变化（师补充完整：这个感应电动势的效果是阻碍原电流的变化）
【设想1-通电自感】通电时，线圈会阻碍自身电流变化，电流是“慢慢增强”.
【设计实验】将灯泡与线圈串联，通过灯泡亮度的变化来反应电流的变化.
步骤1：电流慢慢增大的效果是：灯泡慢慢变亮（效果不明显）（自感现象演示仪，只露出一个支路）
是根本没有我们预想的效果出现呢？还是效果不明显呢？
师：我们在研究问题时，不能粗略的判断后就放弃自己的设想，是不是应该更加充分的考虑后面这一种情况啊？有可能是“快慢”的视觉效果不明显？
步骤2：直接看，视觉效果不明显.怎么办？对比！我们说某人跑得快，说不清楚，找个速度不慢的对比一下就可以了.我们可以再加一个支路与之对比.图3（撕开报纸隐藏的支路）
观察结果：与R串联的灯泡直接变亮；与线圈串联的灯泡延后发光（说明设想合理）
【提问】与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？（用哪个原理可以解释）
解释 在接通电路的瞬间，电路中的电流增大，穿过线圈L的磁通量也随之增大，因而线圈中必然会产生感应电动势，这个感应电动势对应的感应电流阻碍线圈中电流的增大，所以通过A2的电流只能逐渐增大，灯泡A2只能逐渐亮起来.
师：如果我将这个电路的开关断开，大家猜猜会发生什么现象？
生：电流不会马上消失，而是慢慢变小.A1、A2的熄灭时间会延后
师补充：电源给A1提供的电流直接没有了，与A2串联的线圈会让电流逐渐衰减，与A1形成一个回路，会让A1、A2一起慢慢熄灭.
【设想2-断电自感】断电时，线圈会阻碍自身电流变化，电流会“慢慢变弱”.
步骤1：灯泡慢慢变暗（效果不明显，基本看不出来）
猜测原因：时间太短，难以区分（同学们思考讨论一下，可以如何改进）
步骤2：【实验设计】学生可能会提出的方案
方案一：把A1换成电流表
思路：通过电流表来观察电流是否逐渐变小（图4）
（结果：电流表“反应太慢”，无法显示）
方案二：将灯泡A1换成二极管，二极管具有单向导电性，判断L中是否有电流通过二极管（图5）；
思路 断开时，如果L中电流是逐渐减小，这个电流通过上方的“二极管”，“二极管”会闪一下.
【提问】：断开电键，通过上方的“二极管”的电流会沿着什么方向？接“二极管”时正负极应怎样连接？
解释 在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势.虽然这时电源已经断开，但线圈L和上方支路组成了闭合电路，上方支路中有反向电流通过，二极管的正负极应与原电源正负极反向.由于二极管的单向导电性，断电之前不发光，断电之后二极管会闪一下再熄灭.
方案三：干路中接入A3（图6），观察A3熄灭时间是不是比A1、A2延后
（结果：电流持续时间太短，无法显示）
方案四：电流一大（IL）一小（IA），从亮度上判断是否有反向电流通过A
（1）把灯泡A和带铁芯 的线圈L并联在直流电路中.
（2）接通电路，待灯泡正常发光，断开电路.
现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭.
解释 在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势.虽然这时电源已经断开，但线圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，并且因为IL> IA，所以灯泡会闪一下再熄灭.
师：大家有没有觉得这个电路很眼熟呢？跟“千人震”的电路结构完全相同，你们就是电路中与线圈并联的灯泡啊！
方案五：将灯泡换成电流传感器，用图象更清楚的说明电流的变化（图8）
【传感器演示实验-通电自感与断电自感】通电时，相比IR，IL逐渐增大，曲线逐渐平缓.断电时，IL逐渐减小，曲线逐渐平缓；同时，IR突然反向，然后随IL逐渐减小，曲线逐渐平缓（图9）.
方案六：A2前面加线圈（很难有明显现象）
让学生同时展开几个实验进行观察，然后说明元件的工作原理并解释现象
归纳：
通电自感：有线圈的电路电流只能逐渐增大
断电自感：有线圈的电路电流只能逐渐减小
特征：有线圈的电路电流不能发生突变
总结：自感现象
1.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象.
2.自感现象中产生的电动势叫自感电动势.
自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化.
注意 “阻碍”不是“阻止”，即对电流的变化起延迟作用.电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了.（而且这个变化率——斜率是在变小，越往后曲线逐渐平缓）
化学实验创新设计二则 篇4
一、验证性实验--二氧化碳的密度比空气大
教学中常用的实验方法, 是利用托盘天平或杠杆吊着纸杯的"土天平", 通过向某一端的杯中倾倒二氧化碳, 努力捕获杯子下沉的现象, 企望问题得到验证。事实上, 由于托盘天平受到自身感量因素的制约, 集气瓶盛放的二氧化碳质量很小, 导致实验的可见性很差。也有不少教师改用"土天平"来实验, 但"土天平"杠杆两端悬挂的纸杯摇摆起伏不定, 增大了实验操作和观察现象的难度。近年来又有不少老师设计了用两个气球 (或塑料保鲜袋) , 分别充满二氧化碳和空气, 置于同一高度同一时刻下落, 观察气球落地的先后 (先落地的是二氧化碳, 后落地的是空气) 。殊不知, 实验中存在许多不严密的地方-气球自身的质量不完全相等;充气后气球的体积和形状不完全相同。这些因素都直接影响气球落地的先后。凡此种种, 从现象的不稳固性到结论的不确定性, 很多教师苦于找不到理想的突破方法, 其制约教学效益的瓶颈作用越发显现出来。
在长期的教学中, 本人针对实验中暴露出的问题, 逐一研究。尊崇彻底消除实验弊端、赋予操作方案的科学性的原则。全力确保实验的稳固性和现象的可见性, 使实验有100%的成功率。于是设计出以下实验方法:取一只集气瓶, 注入少量澄清的石灰水 (做显示剂) , 然后向瓶内倾倒一瓶二氧化碳 (持续约6秒钟) , 盖上玻璃片振荡。非常清晰地观察到澄清的石灰水变浑浊。此现象表明二氧化碳已成功倒入瓶内, 这个事实铁证了二氧化碳的密度比空气大;接着顺势分析澄清的石灰水遇到二氧化碳变浑浊的原理, 揭示二氧化碳能和氢氧化钙起反应的化学性质。在事先准备好二氧化碳和澄清石灰水的条件下演示, 不存在任何不确定的因素。该实验的最大创新之处在于, 彻底排除了传统实验中的诸多不确定因素, 稳固性、可操作性以及可见性极强。
此项操作的另一个妙用在于, 一个实验折射出二氧化碳的两种性质, 实现了教学二氧化碳物理性质和化学性质的无缝对接。
二、探究性实验-二氧化碳的灭火性
二氧化碳不可燃也不支持一般物质的燃烧。对于此性质的探究, 教材中一直沿用了较为传统而又经典的二氧化碳灭烛实验:即在烧杯内点燃两支呈阶梯形的蜡烛, 然后倒入一瓶二氧化碳气体, 观察蜡烛燃烧的变化。实际上, 只要是动手演示的老师, 都深深体验到了实验本身存在着以下几个严重的缺陷:①实验的安全性差。在倾倒二氧化碳的过程中, 操作者双手被蜡烛火焰灼烤, 苦痛难耐, 背离了人性化的原则;②蜡烛正常燃烧的火焰较旺, 在烧杯内燃烧放热使杯内气体热膨胀, 二氧化碳气体很难倒入杯底, 导致灭烛实验失败;③受烧杯自身口径的制约, 倒进的二氧化碳往往会将高的火焰扑灭, 从而造成实验的负效应。笔者基于长期的感悟所得, 借参加2008年江苏省初中优秀化学实验教学课大赛的契机, 彻底改变了原有的实验思维, 变"静态"的蜡烛为动态, 变"动态"的二氧化碳为静态, 从改进方案到演示效果都得到了省级专家组评委的高度赞同。具体做法是:即向烧杯内倒入一瓶二氧化碳气体, 然后将燃着的阶梯形蜡烛缓缓地伸进烧杯内。看到矮的蜡烛先灭, 高的蜡烛后灭。实验的节奏和现象, 完全由演示者按意愿控制呈现, 不受时间因素干扰。实验以简洁的操作、准确的现象、科学的结论, 征服了亲临课堂的省级评委组的每一位专家。演示者完全拥有现象的掌控权, 操作十分方便自如, 变蜡烛的静态为动态, 可视性极强。实验的成功率100%。非常科学严密的体现了蜡烛不支持燃烧的灭火性质。
初中物理创新实验设计方案 篇5
两峪乡中心学校 李云诗
实验名称：气球爆破试验 实验目的：证明大气压强的存在
改进原因：验证大气压强存在的实验是大气压强这节课的重要实验，老师们常做的试验是有一个覆杯实验（小学自然里也有），其目的是想证明大气压强的存在，此实验有两方面的缺陷：第一，有同学认为是水把硬纸片弄湿后沾在杯口了，不能很好的证明是大气压的原因；第二，硬纸片和杯口密封不好，容易掉下来。为此，我做了如下创新：用一个在常温大气压下鼓起的小气球，然后借鉴第二章声现象中讲到的真空铃试验，利用该装置可以建立一个局部的真空环境，然后通过气球被变化来验证大气压强的存在。设计思路：随着新课程的改革和教材的改版，要我们改革传统的实验设计理念，通过全新的实验教学，提高学生的观察、探究和创新能力。教科版八年级物理下册第九章第四节大气压强中，有一些小实验证明大气压强的存在。由于大气压强非常抽象，学生难以理解，这就要求我们教学时，充分利用身边的物体，巧妙地设计实验，对一些实验进行细微的改进与创新，既可以帮助学生理解，又可以提高学生的学习兴趣。于是，我想到气球爆炸试验，为我们物理课堂增光添彩。
实验器材：小气球（气球不可过大，不然气球可能不会胀破，气球最好带有颜色，如红色、蓝色等）、钟罩、抽气机，导管。
实验操作步骤：
1、在常温下给有颜色的小气球充入适量空气，让气球膨胀。
2、将鼓起的小气球放入钟罩中，然后打开抽气机的开关，对钟罩内空气进行抽取。）
3、观察小气球形状的变化情况。
4、可以看到小气球逐渐变大，当抽气机工作一定时间后可以看到气球在里面爆炸了，由此可以证明我们生活中大气压的存在。
实验创新点：
1、利用气球爆炸：学生小时候都玩过气球，也有气球在自己嘴中被吹爆的经历，而这个试验却能用大自然地力量——压强来使气球自己胀破，学生可以结合自己的亲身经历来比较它们爆炸的不同原因，从而引起学生的共鸣，也更能让学生快速的接受新知识。
实验注意事项：
1、试验中用到抽气机，试验指导老师一定要提醒学生安全操作。
“燃烧条件”实验的创新设计 篇6
关键词：燃烧条件；白磷燃烧；实验改进；创新设计
文章编号：1005–6629（2016）4–0075–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
现行的人教版九年级《化学》教材中“燃烧条件”实验是初中化学中的一个非常重要的探究性实验，也是学生建立燃烧条件概念的一个经典实验。该实验操作简单、现象明显，体现了控制变量的教学思想和对比的思维，有利于学生认识燃烧的条件及本质。但该实验也存在不足之处：实验中红磷和白磷均处于敞口开放体系，燃烧产生的白烟对讲台周围学生的影响很大。因此，教材中特别注明该实验需要在通风橱下进行，但事实上，很多教师往往在普通教室里演示该实验，或者某些教师干脆就在黑板上讲实验。这一处理方式，弱化了这一经典实验的教学功能。对此，笔者做了以下改进措施，供同行参考。
1 新方案一
1.1 实验装置
实验装置如图1所示。
1.2 实验材料
大烧杯、注射器、三只玻璃瓶、导管、80℃热水等
1.3 实验步骤及现象
（1）在1号玻璃瓶中加少量红磷，2号玻璃瓶中加少量白磷，3号玻璃瓶中加少量白磷并注入适量的水。把三个玻璃瓶同时放进盛有80℃热水的大烧杯中，发现2号瓶中白磷燃烧起来，产生大量白烟，1号瓶和3号瓶中无现象，对比1、2号两瓶现象可知，燃烧需要可燃物温度达到着火点。
（2）用注射器向2号瓶中注入适量的水，白烟逐渐消失，避免污染环境。
（3）用注射器把3号瓶中水抽出，发现3号瓶中的白磷燃烧起来，并产生大量白烟。对比2、3号两瓶中的现象可知，可燃物燃烧需要与氧气接触。
（4）把注射器内从3号玻璃瓶中抽出来的水再次注入到3号玻璃瓶中，白烟逐渐消失，不污染环境。
改进后的实验取材十分方便，实用性强，现象更为明显。利用生活中的常见物品做实验，提高了学生探究实验的兴趣。实验具有安全性、可靠性，且绿色环保，亦可重复使用。
2 新方案二
2.1 实验装置
实验装置如图2所示。
2.2 实验材料
注射器、大试管、小试管、导管、锥形瓶、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、烧杯、广口瓶、镊子、药匙、橡胶管、白磷、80℃热水、5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、1%氢氧化钠溶液、酚酞试液等
2.3 实验步骤及现象
（1）在锥形瓶中加入一药匙二氧化锰，用注射器吸取约40mL 5%的过氧化氢溶液，把注射器的针尖刺进锥形瓶的橡皮塞中。
（2）向广口瓶中加1%的氢氧化钠溶液，直至其中上部位，再用滴管滴入几滴酚酞试液，塞紧双孔橡皮塞。
（3）取一小块白磷放进小试管中，再加入少许80℃热水（热水的高度大约为小试管高度的二分之一）；把大试管稍稍倾斜，让小试管沿着大试管的内壁滑入大试管中。把双孔橡皮塞的长导管伸到小试管中靠近白磷正上方的部位，塞紧双孔橡皮塞，并把大使管放进烧杯中。
（4）按照图2连接仪器，加入约250mL的80℃热水，确保小试管中的温度达到白磷的着火点（此刻，如果浸在氢氧化钠溶液中的长导管口有气泡冒出，则说明装置气密性良好，否则，就需要重新连接仪器才能进行实验）。
注：加入80℃热水后，白磷不燃烧，推动注射器活塞，锥形瓶中出现大量气泡。气体沿着导管进入小试管中，白磷先冒出少许白烟，等空气排尽后，小试管中白磷被点燃，并且持续燃烧，产生大量白烟，白烟进入氢氧化钠溶液中。实验说明可燃物在温度达到着火点的时候，还需要与空气或氧气接触才能燃烧起来。
该实验在密闭容器中进行，一方面，多余的氧气可以促使白烟（五氧化二磷）更充分地被吸收；另一方面，滴有酚酞的氢氧化钠溶液可以帮助判断氢氧化钠溶液是否已经完全反应。
3 新方案三
3.1 实验装置
实验装置如图3所示。
3.2 实验材料
烧杯、漏斗、试管、白磷、红磷、热水、止水夹、导管、橡皮塞、木板、注射器等
3.3 实验步骤及现象
（1）取一只1000mL的大烧杯，并向其中倒入约500mL热水，把一块白磷放入烧杯底部。
（2）用热水对试管预热，把等质量的两小块白磷和红磷分别放入试管底部，旋紧带有单孔橡皮塞的导管，用止水夹把乳胶管夹紧。同时把两支试管通过木板浸入水中，观察实验现象。
（3）把注射器内的空气缓慢推入试管中，打开止水夹，白磷燃烧产生的白烟沿导管进入盛有热水的烧杯中，使其被水充分吸收，避免污染环境。
此方案过程中所用药品的量很少，实验的连贯性强，增强了实验的可对比性，热水可以吸收产生的白烟，避免了环境污染。
4 新方案四
4.1 实验装置
实验装置如图4所示。
4.2 实验材料
直通管（Φ3.5×15cm）、橡皮塞、带小孔的圆形铝片（Φ3.4cm）、白磷、热水、薄胶垫
4.3实验步骤及现象
（1）将一块铝片剪成Φ3.4cm的圆形状，并以中点为圆心，半径分别为0.5cm、1.0cm、1.5cm画出三条圆弧，在每个圆弧上打上均匀的小孔。
（2）用薄胶垫把圆形铝片的边缘包好，放入直通管内（距离管口三分之一处），夹紧。
（3）把一小块白磷放在直通管的下方，塞紧橡皮塞，从直通管的上方注入约直通管总体积三分之一的热水（约50℃）。
（4）用向上排空气法收集氧气，用橡皮塞立即塞紧直通管的上方，即为甲图，此时，水下的白磷不燃烧。
注：演示本实验时，可以将甲装置倒立，即为乙图，水就会从圆形铝片的小孔流下，氧气从下往上流动，白磷就会在铝片的上方燃烧。
该实验操作简便，省时，学生在课堂上能亲自动手完成。此外，该实验绿色环保，生成的五氧化二磷被水吸收，整个实验过程十分具有观赏性，对教材中原有装置的改进有利于培养学生的创新能力。
5 新方案五
5.1 实验装置
实验装置如图5所示。
5.2 实验材料
大烧杯、两支18×180mm试管、一支30×200mm试管、橡皮塞、酒精灯、试管夹、镊子、氢氧化钠溶液、红磷、白磷、热水等
5.3 实验现象及步骤
（1）取一个与30×200mm试管口相匹配的橡皮塞，用打孔器在橡皮塞细的一端中间位置打一个约0.5cm深的凹槽，便于放置白磷。
（2）在大烧杯中注入约三分之二体积的热水，把有凹槽的橡皮塞放在烧杯底部，再用镊子把绿豆大小的白磷放在橡皮塞的凹槽上。
（3）分别向两支18×180mm试管中加入一小块干燥的白磷和红磷，并在试管口堵一团浸有氢氧化钠溶液的棉絮，然后把两支分别装有白磷和红磷的试管放入盛有热水的烧杯中，试管中的白磷很快就燃烧起来，产生的白烟被氢氧化钠溶液吸收，直至白磷燃烧熄灭后，水中白磷和试管中的红磷都没有燃烧。上述实验证明了燃烧离不开氧气，温度达不到着火点也不能燃烧。
（4）拿出水中的两支试管，把装有红磷的试管用布擦干，放在酒精灯上稍稍加热，不一会儿，试管中的红磷燃烧起来，产生的白烟也被氢氧化钠溶液吸收，直至红磷燃烧熄灭。上述实验证明燃烧需要温度达到着火点。
（5）取一支30×200mm试管，管口朝下，竖直罩在橡皮塞凹槽里的白磷的稍上位置（确保白磷与水接触），白磷燃烧起来，一段时间后熄灭。上述实验证明燃烧离不开氧气或空气。
（6）把试管向下压，让水中的橡皮塞塞紧试管口，再把橡皮塞和试管从水中移出，试管中没有反应完的白磷可以用硫酸铜溶液或酸性高锰酸钾溶液吸收。
该实验操作简便，现象十分明显，时间长短适中，对比性强。白磷和红磷燃烧产生的白烟能被氢氧化钠溶液有效吸收，避免了环境污染。热水中的白磷燃烧时不会随意游动，实验结束后，没有反应完的白磷也得到了有效处理。
参考文献：
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[2]钱胜，冯红霞.对“白磷在水下燃烧实验”的多种改进[J].化学教学，2011，（11）：38～39.
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艺术设计实验课程考核方法创新 篇7
1.过程的考核
艺术设计专业与其他专业有所不同, 不能仅凭一纸试卷或一个作品来对学生的成绩进行考核, 艺术设计专业的考核应该注重过程的考核以及结果的考核, 其中过程的考核主要包括考勤、课堂表现、学习态度等方面。
首先, 艺术设计实验课的专业性很强, 因此需要教师和学生一起营造良好的学习氛围, 这样才能使学生顺利的接受知识, 一旦有学生缺席或者迟到, 必然会影响课堂氛围, 一方面缺席的学生会失去学习的机会, 另一方面迟到的学生会干扰其他学生的正常学习, 因此个人认为, 无论是艺术设计实验课还是其它课程, 都应该严格考核学生的出勤情况, 防止学生无故迟到或缺席。例如, 可以制定以下考核标准:
1.1每无故缺席1次, 成绩降低1个等级;
1.2无故缺席超过3次, 成绩即为不合格;
1.3每迟到或者早退3次, 即视为无故缺席1次。
这样一来, 就可以对学生实施约束, 促使学生按时上课。
其次, 要对学生的学习态度以及课堂表现进行考核, 由于艺术设计专业具有很强的综合性, 因此学生不单单需要学习理论知识, 更要熟练掌握各项专业技能, 此外艺术设计工作并不是一个人单枪匹马就可以完成的, 因此学生还要具备团队合作能力、表达能力、沟通能力等, 而想要提高学生的综合素养, 就需要学生端正学习态度, 在学习过程中集中精力, 如果学生的学习态度不好, 或者在课堂中三心二意, 那么将来很难适应艺术设计工作的实际要求, 因此艺术设计实验课程的考核还应该注重学生学习态度以及课堂表现的考核。例如, 教师在课堂中可以将同学分组, 每3-5个学生作为一个小组, 然后让各组组员相互配合, 共同完成某个设计项目, 此时对于那些学习态度不端正的学生, 教师应及时给予批评, 对于扰乱课堂的学生, 可以将其成绩降低一个等级, 严重扰乱课堂, 耽误其他人正常学习的学生, 可以将其成绩定为不合格。
2.结果的考核
艺术设计实验课程的教学目的, 就是要帮助学生学以致用, 使学生将自身的知识应用到实践当中, 使学生更加适应社会需要, 而艺术设计实验课程的考核, 就是要及时对学生的实践能力进行评价, 进而发现学生在实践中的不足, 帮助学生解决困难, 提高学生的专业素养, 在评价考核过程中, 不仅要注重过程的考核, 同时更要重视结果的考核, 根据学生所设计的作品, 评价学生的专业能力。
为了找到更科学、更贴切的考核方法, 在考核前教师应根据艺术设计实验课程的教学要求, 结合学生的实际情况, 制定详细、合理的考核要求以及评分标准, 并且应该明确考核作品的类型、制作要求以及规格, 对于学生作品的呈现形式, 可以直接交给教师, 可以向同学们展示, 也可以采取其他一些呈现方式, 另外在考核过程中还要注意一点, 就是要杜绝抄袭现象。为了促进艺术设计实验课程考核方法的创新, 本文在此提出以下几种考核方法。
2.1通过作品展览来进行考核
在艺术设计实验课程中, 通常是由教师集中指导, 之后再由学生完成一个或多个作品的设计, 当学生完成设计之后, 可以可以通过展览的形式来展示作品, 教师可以在本班组织一个小型展览室, 学生可以采用作品展示的方式, 直接呈现给考核教师以及本班同学, 一方面教师可以根据设计作品评分标准, 结合作品展示的情况, 考核学生的设计作品, 并给出相应成绩, 另一方面便于学生之间对设计作品的沟通与交流。此外为了杜绝抄袭的现象, 教师应要求学生将设计过程中的设计思路、方案创意过程、设计作品的草图以及其他素材都记录下来, 并提供给教师。
另一方面, 对于艺术设计专业的学生而言, 对作品展示效果的表达也是学生们应该具备的专业技能之一, 因此布置展览的过程也是学生学习专业知识的过程, 当各个班级的展览都布置完毕之后, 各位授课教师可以集中为不同班级的学生打分, 这样能够保证考核成绩的公正性、公开性, 避免教师的主观因素和审美情趣影响学生考核成绩, 在打分过程中, 每个作品的原作者要为大家介绍作品的禅意, 这样也可以提高学生的表达能力, 此外也可以让学生们为各个作品打分, 让学生们交互交流, 这样可以提高学生的沟通能力。
2.2通过设计比赛来进行考核
目前国内各个地区都经常举办一些设计比赛, 在这些比赛中, 组委会的评审员都具备很高的专业水平, 教师可以选择几个具有影响力的比赛项目, 将学生们的作品交给组委会, 进而根据学生的比赛结果以及评奖结果, 给予学生相应的成绩。
2.3通过实际设计项目来进行考核
教师可以利用一些实际设计项目, 对学生的设计作品进行考核, 学生根据实际设计项目成设计作品之后, 教师可以将学生的设计作品呈现给业主, 由业主对其进行评价, 教师最终给出最后的成绩。这种形式的考核, 可以提高学生实践设计能力, 而且如果学生的设计作品得到了业主的认同, 学生还可以获得相关的报酬, 这样大大提高的学生学习的积极性, 这样也会使艺术设计作品的考核更加具有意义, 但是这种考核方式对学生来说难度较大, 需要学生具有较强的实践设计能力。
课程考核具有很多种的方式, 因此需要教学管理部门以及任课教师根据课程的具体内容以及要求, 制定科学性、合理性的考核模式。
3.总成绩的比例分配
完成考核之后, 如何分配总成绩的比例, 对学生的考核评价具有重要作用, 一般情况下, 对课程考核分为两部分, 主要为平时成绩和考试成绩, 其中平时占总成绩中的30%, 考试成绩占剩下的70%, 由此可以看出课程考核主要部分是在最终的考试成绩上, 但是与其它课程考试不同的是, 艺术课程的考核贯穿于艺术设计课程的学习的始终, 因此按照平时成绩30%, 考试成绩的70%是不合理的, 个人认为, 根据艺术设计课程内容和性质, 可以对艺术设计课程内容进行分解, 并按照单元的内容对学生的进行考核, 作为艺术设计课程的平时成绩, 笔者认为艺术设计课程的平时考核成绩至少设置在50%以上, 或者教师将考核成绩按照一定的比例, 分配到艺术设计课程各个单元中, 作为艺术课程考核的总评成绩。
总结
艺术设计专业对学生实践能力以及综合能力的要求较高, 在学生们的学习过程中, 如何对学生的学习情况进行考核, 掌握每位学生的专业水平, 一直是教学管理部门和教师广泛关注的问题。艺术设计实验课与其他课程有所不同, 不仅对学生实践动手能力的要求非常高, 而且还要求学生具备沟通能力、表达能力等, 因此仅凭一个作品或者一纸试卷, 无法了解学生的专业素养, 本文在此分析了艺术设计实验课程考核方法的创新, 提出了几种考核形式, 希望对相关工作有所帮助。
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创新实验设计 篇8
应用化学专业综合性、设计性实验是在无机、有机、物化、 高分子等基础化学实验的基础上建立起来的集文献检索、实验设计、基本操作、仪器测试、数据处理、论文撰写等为一体的高层次的、独立的综合性的实验课[3]。该课程培养学生在熟悉掌握基础理论和操作的基础上, 能够独立设计实验、准备实验、完成实验、分析实验, 并能够适时面对和处理实验过程出现的新问题, 对提高学生的综合素质能力奠定了坚实的基础, 具体表现在以下几个方面:
1夯实基本操作, 增强学生动手操作能力
在综合设计实验中, 重要的是设计过程, 但基本的是操作准确, 每一个综合设计实验都有可能涵盖多个甚至全部的基础实验操作, 如果在新物质制备研究过程中出现如温度失控、分离时离心机使用失误、重结晶操作不当等基本操作失误问题, 就可能得不到目标产物, 更不用谈其性能检测和应用推广了。 因此, 综合设计实验对学生规范的操作能力、较强的动手能力要求至高, 通过它既夯实了基本功, 又避免了传统基础实验老师演示为主、学生观看为辅的弊端, 大大提高了学生自己动手的操作能力和水平。
2掌握主动权力, 增强学生积极主观能力
兴趣是第一位老师, 根据学生自己的兴趣、爱好以及以后的考研方向和就业取向来设计实验、进行实验、完成实验, 这是综合设计性实验较传统“照单抓药”式基础实验的最大优势。 学生在实验过程中可以根据自己所查文献或自己掌握的知识选择合适的、合理的实验路线, 真正做到“我的实验我做主”, 让自己在新事物的合成当中各抒己见, 真正感受到我是“小小化学家”的快乐和成就感, 因此, 学生的主观能动性得到了充分发挥, 真正达到寓教于乐、寓学于乐, 涉及到的实验技能和理论知识也能更好的得到理解和掌握, 改变以往因理论课程的枯燥乏味, 而厌弃实验学习的态度, 反而使同学们学习化学的兴趣更加浓厚, 学习的主动性大大增强。
3培养团队精神, 增强学生组织协调能力
对于应用化学专业的毕业生面对的是科研和生产, 这都不是通过一个人的力量可以实现的, 无论是科研实践还是生产实践都是通过一个团队的精诚合作来完成的, 在实际生产和研究中遇到的复杂的综合问题, 不仅需要实践技能, 还需要一个人道德的感染力和意志力、在团体中的大局意识、协作精神和合作能力以及与人恰当的交流与沟通能力、组织协调能力等素质。而综合设计实验内容多、步骤繁, 往往一个人很难单独完成, 所以大多采用分组形式进行, 在同一小组内, 每个学生都参与其中, 根据各自分工, 统筹安排, 互帮互学, 取长补短, 才能使整个实验如期完成, 一旦一人存有个人私利、偷懒行为或操作失误等, 就会影响整个实验进程, 甚至导致实验失败。
4提高综合素质, 增强学生应用创新能力
综合素质能力是一种高级素质能力, 是主动性、独立性和综合性的完美结合, 要求具有者不但有获取与处理信息的能力, 又有独立完成实验的能力, 还有处理比如技术、经济、社会、 心理等综合问题的能力[4]。针对应用化学专业学生, 除了具有大学生应有的专业、德育等知识和素质能力外, 还应紧跟时代步伐主动收集、独立查阅学科前沿信息, 并将之融于实验进行分析, 同时还要能够综合运用己有知识、信息、技能和方法提出新观点、新问题, 创新性的完成工作。综合设计实验将大学低年级分类进行的基本操作实验和理论知识融合在一起, 真正达到融会贯通、举一反三, 不仅使理论与实践相结合, 增强了同学们的综合应用能力、思维创新能力, 而且将各个单元操作结合起来, 使学生能综合性地考虑问题、发现问题, 并考虑全面地去解决问题, 进而使其综合素质和科研创新能力得到大大提高。
总之, 综合性、设计性实验是化学理论与实践的有机结合体, 是德育教育与素质教育的融合体, 它不仅包含了化学各基础学科的内容, 更涵盖了化学与其它学科, 如生物、物理、信息等学科的交叉性, 在培养应用化学专业复合创新型人才方面起着积极促进作用。
摘要：在强调国家对综合性、设计性实验教学重视的基础上, 提出了应用化学专业开设综合性、设计性实验在提高学生动手操作能力、发挥学生在实验中的主观能动性、培养学生团队合作精神和增强学生应用创新能力方面的重要意义。
关键词：综合设计性实验,创新能力,应用化学
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创新实验设计 篇9
1 药学实验课的现状
(1) 课程设置不够重视实验教学。受传统教育文化的影响, 实验教学长期处于理论教学的从属地位[1]。实验课成绩一般只占总评成绩的15%~20%, 这使得教师和学生都更重视理论课的教授和学习, 而把实验课放在次要位置。这严重影响了学生实验能力的培养和提高。
(2) 实验教学模式陈旧, 缺乏创新设计。传统的实验教学模式是以教师为主导, 而教师以教材为模板, 大多仅进行教材中提到的实验, 实验内容陈旧、方法单一、与实际需要脱节。长期以来形成了一种基础验证性的固定模式, 缺乏新颖性和探索性。而且, 以往的实验多是相互孤立的, 并未与课程开展、当今学科发展、生活与生产实践的进度相配套, 未能充分体现它们之间的联系, 衔接存在脱节, 少见综合性、创新性的实验。
(3) 学生的学习兴趣和创造力得不到充分激发。以验证性实验为主的传统实验方法和实验步骤一成不变, 学生已习惯于按照实验讲义上的步骤按部就班地进行实验, 渐渐失去了对实验课的新鲜感和对知识的渴望。学生主要把注意力放在实验数据的正确与否和测量误差的大小上, 很少有学生注重实验原理、过程、本质以及实验对象产生与演变的规律。学生在整个过程中, 完全处于被动状态。这种旧有的实验教学模式, 在一定程度上压制了学生的自由发展, 严重束缚了学生的独立思考能力, 阻碍了学生的创造力, 学生的能力培养受到限制。学生不能充分自由地发表自己的见解或提出质疑。
2 设计性实验教学改革的提出和实践
为了改变实验教学的现状, 深化实验教学改革, 提高实验课的教学质量, 我们摸索出了一条通过开设设计性实验来促进实验课质量的提升、培养学生创新实验能力的路子。
通过基础性实验—综合性实验—设计性实验—研究探索性实验, 形成了4个层次递进的实验教学体系, 强调学生能力培养的系统性和科学性[2]。在设计性实验中, 学生能够在教师的指导下独立完成实验设计以实现自己的想法, 该模块作为课程的第三部分开设。学生经过验证性实验模块和综合性实验模块的训练, 已具备了独立开展实验设计的基础和能力。为了使实验能够顺利进行, 提出的设计性实验流程为:提出实验题目→可行性论证调研→设计性实验的实施及结果分析→学生分组设计提交设计报告→教师审阅实验设计报告→实验技术人员提供相关试剂、材料和仪器→学生独立完成实验→整理实验数据、撰写实验报告→学生进行课堂答辩, 教师对学生实验做出评价→设计性实验的考核。
设计性实验分为3个阶段进行。第一阶段是确定实验方案阶段。在实验之前, 将3~4名学生分为一组, 实行组长负责制。学生利用课余时间到图书馆、资料室查阅有关手册、文献进行分析选择, 学生互相讨论, 最后根据所学的理论知识和实验基本方法及操作进行实验设计, 确立实验目标、规定实验时间范围、给出实验方案等。第二阶段是学生在实验室动手做实验的阶段。学生根据实验任务书的要求, 在规定的时间内完成实验操作, 观察实验现象, 分析整理实验数据, 小组内相互讨论、交流, 达成共识。第三阶段是实验后答辩交流评价阶段。由于分组进行设计性实验, 每个组都有自己的实验设计思想, 获得的实验结果不同, 通过汇报交流, 可以提供一个交流经验、共同提高的平台。最后, 教师对学生的实验进行点评, 提出值得学习和需要改进的地方。
与验证性实验和综合性实验不同, 设计性实验是在教师指导下学生自主设计、独立完成以实现自己想法的实验, 工作量大, 实验时间长, 因此组织管理十分必要。教师从学生实验设计到实验总结报告进行全程管理, 包括设计方案的审核、材料仪器的准备、实验过程的监控、数据分析及论文撰写、答辩交流评价、实验结果报告和最终的考核认定等。
3 设计性实验的作用
3.1 实现了“以学生为本”的教育理念
设计性实验将学习的主动权交给学生, 学生真正成为实验课的主体, 而教师则充当导师的作用。由学生来确定实验方案、设计实验路线、自主测试和分析数据、得出实验结果、写出小论文式的实验报告。这就要求学生在实验过程中学会自己查阅和搜集资料, 自行应用所学的相关理论进行分析, 从而设计出自己的实验方案并独立进行实验操作, 有时还需要学生自行选择实验仪器, 从而变被动实验为主动实验, 整个过程完全由学生自己提出问题、分析问题、解决问题。
3.2 激发了学生的创新意识
传统的实验教学以验证性和演示性实验为主, 实验教学讲义已近乎一个“菜谱式”的操作程序[3], 好像教师做饭、学生吃饭。而设计性实验是学生自己想吃什么就做什么。
设计性实验又称为创新性实验, 是培养学生创新意识及科研设计能力的有效手段, 设计性实验旨在培养学生的创新意识和创新精神、提高学生分析问题和解决问题的能力。我们在药学实验中增设自主设计性实验, 使学生对药学实验课产生了浓厚的兴趣, 拓宽了知识面, 进一步提高了学生灵活应用多学科知识、全面思考、自主学习及创新的能力。
3.3 培养了学生的综合实践能力
整个设计性实验由学生自行完成, 通过实验更好地掌握实验原理, 达成理论与实践的统一。培养了学生的自主学习、交流合作、分析总结、语言表达和论文写作等实践能力, 尤其是他们的自我调控、自主学习能力得到了提升。在药学实验过程中, 网络的应用必不可少。学生可以在实验初期利用网络查阅相关文献, 了解相关背景知识, 不仅如此, 对于一些高端仪器设备也可以通过网络进行了解。同时, 网络也为学生提供了共同交流的平台, 学生可以通过网络共同探讨相关问题, 将网络与实验学习有机结合, 更有利于发挥自主学习的作用[4]。
3.4 强化了教师的整体素质
设计性实验追求的是利用当代最新科技成果改造传统的实验方法, 这就要求教师也必须不断更新知识结构, 探索和完善设计性实验方案, 因此, 开设设计性实验就对教师提出了更高的要求:由于设计性实验大部分内容都由学生自己完成, 出错率和仪器的损坏率都会提高, 这就要求教师对实验的原理、步骤及仪器的使用非常熟悉, 对可能出现的问题做到心中有数, 以便及时解决;由于设计性实验所需要的工作量高于验证性实验, 这就对教师的敬业奉献精神也提出了更高的要求。因此, 开设设计性实验的前提是拥有一支高素质的指导教师队伍, 当然, 设计性实验的开设也可以促进教师的业务水平和指导能力的提高, 从而形成良性循环[5]。
实践表明, 设计性实验充分调动了学生的积极性和主动性, 对培养学生的自学能力、创造性思维能力和运用所学知识解决实际问题的能力提供了很大的帮助, 打下了坚实的基础。学生在设计性实验中的收获是对教师教学工作的最大鼓励, 我们将在今后的教学实践中继续总结探索, 不断更新与完善设计性实验的教学模式, 深化实验教学改革。
关键词：设计性实验,创新能力,作用
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综合设计性实验的创新性教育 篇10
1 传统实验教学的弊端
传统的实验教学是理论教学的附属手段, 以教师为中心和主体, 学生被动地按照实验要求和操作步骤进行, 最后上交一份实验报告进行考核, 教学模式单一。实验内容是理论知识的验证, 学生按照实验指导书上规定的步骤完成实验, 在整个实验过程中学生完全是消极被动的。此外, 按各门课程分别开设实验教学课程的最大弊端是以本门课程为中心、授课分散, 不仅导致专业理论教学内容的过多重复, 而且开设的实验课内容比较分散、零乱, 系统性较差, 造成学时和经费投入的浪费, 而学生想学的内容有时很难学到。由于一般实验不独立设课, 不计学分, 所以很难对学生的学习情况做一个较准确的量化考核, 目前很多高校都选择实验报告作为主要的成绩评定依据, 由于试验方法、步骤和现象分析差异不大, 给了一部分学生抄袭的机会, 增加了成绩评定的难度, 很难做到公平、公正、准确, 影响了部分学生的学习积极性和创造性。
这种教学模式培养的毕业生实验组织能力没有得到很好的培养, 分析和解决问题能力的训练不足, 实验操作技能训练欠缺, 实际动手能力不强, 综合素质不高, 与当前市场的人才需求有很大差距。为适应时代和社会发展的需要, 必须进行传统实验教学改革, 增加综合创新性实验的比例。
2 综合设计性实验的创新与特色
综合设计性实验是教师给定实验目的、要求和实验条件, 要求学生在实验前充分查阅相关文献、技术、方法等, 根据实验室已有的仪器设备, 写出详细的实验实施方案, 包括题目、理论依据、实验目的、材料和方法等, 由指导教师进行审阅修改, 然后在指导教师的协助下, 由学生自主完成实验。整个实验以学生为主体, 彻底改变了传统实验教学中学生被动做实验的局面, 激发了学生学习的主观能动性和创新性, 培养了学生独立思考和驾驭知识的能力, 严谨的科学态度和工作作风, 相互协作的团队精神, 高效的实验组织能力和实际动手能力, 以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。综合设计性实验项目往往综合几门课程的内容, 有效整合课程资源, 解决了传统教学中课程内容分散、各实验方法和技能脱节和系统性差的问题, 使学生能系统掌握学科基础知识、专业知识以及实践技能, 并且能够将所学知识灵活运用、具体实践, 为学生毕业实习、毕业设计以及将来的工作奠定夯实的基本。例如, 西南科技大学食品专业开设综合设计性实验“植物蛋白质的制备及应用”, 要求学生选择某种植物资源提取分离蛋白质, 进行新型功能性蛋白质饮料开发, 并进行质量控制分析, 实验内容综合了生物化学、食品化学、食品分析、食品工艺学、食品分离、软饮料工艺学、果蔬工艺学等课程的内容。通过自主完成实验, 学生获得了真实的体验, 活跃了思维, 逐步形成了创新意识、研究意识、动手能力和收集信息及处理信息的能力, 综合实验技能显著提高, 收到了较好的教学效果。
3 综合设计性实验的实施难度及质量保证
3.1 综合设计性实验的实施难度
传统教学中的验证性实验具有定时、定点、定方法、定结果等特点, 操作性简单, 容易管理, 而综合设计性实验强调学生自主创新, 使实验操作技能得到锻炼, 综合运用知识的能力得到培养。综合设计性实验在实施过程中往往存在一些问题, 如开设时间如何选择, 由于综合设计性实验需要多学科知识, 大三的学生刚刚开始学习专业课程, 大四还有一部分专业课, 所以综合设计性实验需要在大三期末和大四前半学期进行, 而此时正值学生考研、开始找工作的阶段, 很多学生不愿意把过多的精力放在课程学习上, 造成综合设计性实验效果不理想。此外, 实验每组人数太多, 少数学生的积极性不足, 有依赖思想;实验课时不足, 在教学中, 有不少同学的实验设计颇有创意, 但因为课程的限制而未能实施;还有实验仪器设备的限制、实验经费的投入不足等问题存在, 因此, 需要在实验方案、方法、实验室管理等方面进行改革。
3.2 综合设计性实验的改革及质量保证措施
3.2.1 研究方案设计的拟定与审核。
研究方案与路线是整个实验成功与否的前提和关键, 体现了综合设计实验区别于传统实验教学的创新性特点。通过拟定实验方案, 可以检验学生对理论知识的掌握程度、检验学生是否具备查阅文献、综合归纳等能力, 还可以为学生以后的毕业实习、毕业论文以及工作奠定基础。应特别注重研究方案的拟定与审核, 实验课程开始前先将学生分组, 布置实验题目, 要求学生独立查阅题目相关的最新文献, 以了解课题的研究和进展动态, 然后根据资料提出方案, 在小组内讨论, 确定实验方案, 并递交给指导教师审阅, 得到审批后即可进入实验室进行实验。
3.2.2实验操作过程完成情况。
严格的实验操作过程是培养学生严谨的科研态度和搞好科学研究的关键, 也是培养学生基本操作水平和解决实际问题能力的重要手段。综合设计性实验要求学生按照实验方案, 自主完成实验过程, 包括实验装置的组装、试剂的选择、溶液的配制及标定、实验室安全与卫生的保持等。这一环节不仅要求学生自觉动手, 还必须积极动脑思考, 随时发现问题、解决问题, 与指导教师和实验岗教师及时讨论, 在教师的指导下, 解决试验过程中遇到的难题, 提升教学效果。
3.2.3 学生成绩的综合测评。
考试是检测学生对知识掌握程度、运用知识能力的有效手段, 也是教学过程的重要环节。有效制定综合测评的内容和方法, 不仅可以公平、准确、合理地评价学生学习、论文撰写、自主创新等的综合能力, 还可以提高学生积极性并督促学生自觉完成实验。测评内容至少应该包括试验方案设计、实验操作能力和主动性、提出问题与问题分析讨论情况、实验安全和卫生工作情况、实验报告完成情况, 使成绩评定更加科学化、规范化和标准化, 调动同学们做试验的主动性和积极性, 同时有效监督学生试验过程中的每个环节, 加强其自觉遵守实验室规章制度、仪器使用与维护以及实验室安全卫生等章程的责任感, 显著增强实验教学效果。
3.2.4 实验室开放。
传统实验教学定人、定时、定点、定内容, 学生缺乏自主性和创新性, 资源浪费严重, 完全不能达到综合设计性实验的要求。应实施实验室的开放性教学, 积极创造实验室开放教学的良好环境, 让学生根据自己设计的方案和路线, 主动进行实验室预约, 经实验中心批准后进入实验室, 然后学生根据自己的实验方案, 自觉完成实验过程, 充分发挥学生的自觉性、独立性、积极性、主动性和创造性, 提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。高效的实验室开放教学及动态管理是保障综合设计性实验有效实施, 培养学生创新精神和综合能力的重要途径。
3.2.5 综合设计性实验平台。
综合实验平台建设能综合学科群、加强跨学科教学, 培养基础扎实、专业知识面宽、能力强、素质高的复合型应用人才, 提高学生学习积极性、充实实验教学资源, 有利于实验室人力、物力、财力等方面资源的共享, 提高了仪器设备的综合利用率, 降低了实验室平时低值易耗的费用, 也有利于实验室技术人员之间的业务协作与水平的提高。
4 结语
综合设计性实验在教学中呈现的创新性、主体能动性和探索性特色, 突出了学生的主导地位, 极大地调动了学生学习的积极性和主动性, 适应了学生需求的多样性, 有利于促进现代大学体系的创新性教育。为保证综合设计性实验的质量, 并提高教学效果, 必须进行实验方案拟定与审核、成绩的综合评定, 以及实验室开放等项目的实施与改革, 同时需要提高教师业务水平和实验室动态管理能力。
摘要：评述了综合设计性实验开设的必要性、重要性、实施难度、方法以及质量保证的措施等, 以期推进高校以学生为主体的创新性教育, 从而有利于21世纪高素质应用型专业人才的培养。
关键词：综合设计性实验,实践教学,创新教育
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创新实验设计 篇11
下面笔者就从事初中物理教学的经验与体会，谈谈初中物理教学中用心创新实验设计，提高课堂效率的几点做法。
1灵活处理课堂教学中的突发事件，建立融洽的师生关系
比如在上《磁是什么》这一节中，同学们在做“磁极间的相互作用规律”的实验时，已经把磁极间的相互规律得出：“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。”就在快要结束这部分课程时，一个学生不小心让条形磁体掉地上，断成了两截。学生很快就举起手向笔者示意，笔者走到学生的身边，看到这个条形磁体已经断成两截了。看到条形磁体刚好是在N极和S极的接头处断开的这个可怕的现象，笔者突然来了灵感。于是笔者就对学生说：“这个条形磁体断了，不要你赔钱，我来赔吧。”笔者接着就把这根断了的条形磁体拿到讲台上，对着学生们说：“刚才一位同学不小心让这根条形磁体掉地上断成两截，同学们想想，我手中拿的这个N极是不是一个单名磁极呢？”学生开始猜想，大部分学生觉得应该只是一个单名磁极N极。于是我在讲台上演示，利用磁极间的相互作用规律，得出结果同样是异名磁极，结论在学生的意料之外，学生非常开心，并且深刻地领会了这一物理知识。
笔者接着顺着这个思路往下走，提示学生，如果把两根条形磁体的N极和S极接在一起，那么中间是不是磁性最强呢？学生开始了猜测，可能是最强的部分，于是开始了实验，出乎意料的结果得出新磁体的中间也就是N极和S极接头处是几乎没有磁性。学生因此而掌握了课本所没有的知识，为此而开心的笑了。笔者及时提醒学生，对于实验器材要加以保护，不能损坏实验室的器材与设备，学生都认真的点了点头。此后学生也真正的做到，没有损坏过实验仪器，那位让条形磁体不小心掉地上摔断的学生，也更加的认真学习物理，因此而进步更大。
这样把学生不小心的错误，变为学生学习一个新的知识的亮点，运用教育机智灵活处理课堂教学中的突发事件，创新实验设计，融洽了师生的关系，提高了课堂效率。
2巧设悬念，引入新课
在上《空气的“力量” 》这一节时，笔者创新设计了一个小实验，上课前在每组学生的桌上放一个底部用针扎过小孔的纯净水瓶子，向瓶中装满水并拧紧瓶盖。上课时，笔者也带上一瓶经过同样处理的纯净水走进教室，对学生说：“今天天气真热，让老师喝口水吧。”学生同情的点点头，同时也看看自己桌面上的水，高兴并纳闷：“等下，老师是不是怕我们渴，也请我们喝水？”
笔者神秘的一笑，然后把瓶子举起，提醒学生看笔者喝水时可爱的样子，吸引学生的眼球。当笔者拧开瓶盖准备喝水时，细心的学生发现瓶子漏水了，大叫：“瓶子漏水了，快堵上！”笔者也跟着学生的视线直视瓶底，假装发现瓶子真的漏水了。笔者快速地把瓶盖拧紧，结果瓶子不漏水了。这一反常的止水方式把学生惊呆了，学生又惊奇又想自己试试，去玩一玩这种瓶子，亲历实验过程。笔者就顺势让学生用桌面上的纯净水瓶子做实验，重复笔者刚才的实验过程，满足了学生跃跃欲试的愿望。学生的好奇心提到更大的高度：“怎么不堵住漏洞也能止水？拧紧瓶盖水为什么不会流出来？”“是什么力量把水堵住了？”学生在笔者的引导下，聪明的悟出了其中的道理：“空气的力量！”学生大声回答。在学生成功、激动和好奇的气氛中，引入本节课的内容：《空气的“力量” 》。
这个创新实验设计，器材容易，操作简单，给学生设置了足够的悬念，笔者用心创新的实验设计点燃了学生学习的热情，使学生对于本节课的学习有更大的期待，从而极大的提高了课堂效率。
3抽象的概念具体化，提升学生的理解能力
在上《科学探究：凸透镜成像》这一节时，凸透镜的焦点、焦距的概念及凸透镜对光线的作用比较抽象，难以理解。上本节课时刚好有阳光射入教室，笔者灵机一动，创新设计了一个小实验，上课时，笔者向学生提出一个请求：“我可以抽一根烟吗？”因为学生从来没看过笔者抽烟，所以学生用诧异的眼光中盯着笔者，疑惑的点了点头。笔者戴上墨镜，用嘴叼上一根烟，把凸透镜正对着太阳光，让焦点停在烟头上，一会儿功夫，烟被点燃了。笔者深深地吸了一口烟，又帅气地吐出了口中的烟，学生自发的为笔者实验的成功而鼓掌。同时学生也被这种点烟的方式迷惑了：“用太阳也可以点烟？” “这个凸透镜到底起什么作用？”“那个又小又亮的光斑是什么？”
笔者因势利导，讲解了凸透镜的焦点、焦距概念及凸透镜作用，这样焦点、焦距的概念自然而然地在学生头脑中扎根。同时，介绍了焦距的测量方法，学生此时很想玩凸透镜，甚至想亲自点燃香烟。为满足此时学生的实验需求，笔者要求学生每组自带一把刻度尺，同时给每组学生分给一根火柴、一张白纸、一个凸透镜。把学生带到操场上，用同样的方法点燃火柴头，提醒学生要把最小最亮的光斑也就是焦点停在火柴头上，在等待火柴头燃烧的过程中，可以先测出凸透镜的焦距。很快学生们测出了焦距，接着部分学生的火柴头燃烧起来了，学生惊声尖叫：“成功了，我们成功了！”很快，全部学生的火柴头都燃烧起来了，学生的脸上露出了快乐的笑容，兴奋异常。
这样学生在笔者用心创新设计的实验中的得到快乐，通过对焦距的测量，掌握了焦距的测量方法，知道了凸透镜对光线的会聚作用。让抽象的概念具体化，加深了对焦点、焦距概念的理解，增强了学生对于凸透镜作用的运用能力，提高了课堂效率。
4增强实验动态效果，让物理实验延伸到课外
在上《物体的浮与沉》这一节中，讲到物体的浮与沉时，笔者给学生进行了魔术表演。先将一个乒乓球放入水中，问学生乒乓球会上浮、下沉还是在原来的位置不变？学生很快的根据自己的生活经验说出乒乓球在水中会上浮，可是笔者松开手后，乒乓球却下沉了。学生看到跟自己预想的情况不一样，很快就来了兴趣。笔者接着对学生说，笔者把乒乓球拿去用毛巾擦一下，让乒乓球变轻，就可以浮起来。学生瞪大了眼睛看笔者转过身去，在毛巾里面擦乒乓球，一会儿笔者说乒乓球擦好了，已经会上浮了。学生就很好奇的看着可能发生的情况，结果乒乓球“听话”的上浮了。接着，笔者又把乒乓球拿去毛巾里面擦一下，再放入水中，问学生现在会怎样？学生回答不出来，因为刚才已经有上浮和下沉两种情况了，第三种情况学生没接触过。笔者引导学生看，并提示学生“见证奇迹的时刻到了！”，于是笔者就让乒乓球没入水中，手松开后，乒乓球在原来的位置不动，学生为此一片哗然，迫不及待的想知道魔术中的秘密。
这样极大地增强了学生好奇感，很想知道这毛巾里面到底有什么东西，当我把毛巾打开时，学生都笑了。里面放着三个相同颜色的乒乓球，原来是这样啊！那怎么做到让乒乓球听话呢？于是，我让学生看我在处理乒乓球的部分视频，学生在视频中学到了这样变魔术的方法，相当快乐。同时也可以用所学的浮力的有关知识，对这三种情况进行解释。乒乓球没入水中后，浮力大于重力时，乒乓球就上浮；浮力小于重力时，乒乓球就下沉；浮力等于重力时，就悬浮。这样乒乓球“听话”上浮、下沉和悬浮，吸引了学生的眼球，学生好奇的眼神让笔者好有成就感。
这个创新实验设计，由于器材获取方便，容易成功，所以学生非常感兴趣。学生更清晰地知道实验现象，理解实验原理，知道浮力大小与物体所受重力大小的关系决定了物体的浮与沉。学生在课后很有兴趣的去进行实验，体会到成功的愉悦，实现了物理课堂的课外延伸，增强了物体浮沉条件知识的运用能力，提高了课堂效率。
初中化学创新性微型实验设计四则 篇12
一、分子的性质实验———分子间有间隙 (教师演示实验)
1. 取一根长25cm的细玻璃管 (直径5~6mm) , 用蜡封
严一端, 从封严一端起, 量出10cm长的一段, 用蓝线缠绕一至二周作标记, 再量出10cm的一段, 用红线缠绕一至二周作标记, 上面留出5cm的一段。
2. 实验时, 用塑料移液管吸取5ml水, 缓慢加入玻璃
管内, 至蓝线标记处, 再用细竹签蘸少许油酸放到水面上, 形成一层油酸膜, 之后用移液管吸取5ml酒精, 加入玻璃管内, 至红线标记处即可。
3. 用食指或中指指腹堵严玻璃管上口, 迅速将玻璃
管颠倒、振荡几次, 再把玻璃管竖直起来, 放开堵玻璃管口的手指观察, 可以看到原来不溶于水的油酸溶解在水和酒精的混合溶液中, 并且混合后的液面很明显地低于原来红线标记处, 这说明了一体积的水和一体积的酒精混合后, 总体积小于两体积。这说明分子间存在一定的间隙, 相互挤占了空间, 所以总体积减小。
教材上的实验是将100ml水和100ml酒精混合、观察总体积小于200ml。实验耗用酒精量比较大, 100ml酒精至少够10个小组做一次加热的分组实验。而且容器较大, 现象并不明显。创新改进后的实验只需要4ml酒精, 且现象比原实验更加明显。
二、分子的性质实验———分子在不断运动 (学生分组实验)
该实验的创新改进来源于“普实”验收时期, 要求分组实验“生生会”。原实验是用两个20ml的小烧杯分别装5ml的浓氨水和5ml的酚酞试液, 再用一个1000ml的大烧杯罩住, 看到酚酞试液慢慢变红。可是我们农村中学化学仪器配置数量有限, 1000ml的烧杯只有5个, 要开24组的分组实验显然不行。情急之下我就想到用一块玻璃片, 在玻璃片上分别滴一滴酚酞、一滴石蕊、一滴浓氨水 (隔一定的距离, 越大越好) , 迅速用一个100ml的烧杯罩住, 过一会儿就看到酚酞的那滴变红, 石蕊的那滴变蓝, 颜色也逐渐加深, 说明了分子在不断地运动。这个实验药品用量极少, 现象也明显, 达到了实验的目的, 且增加了石蕊的变色情况, 拓展了实验教学内容。
三、灭火器原理实验 (学生分组实验)
1. 取一个橡皮塞, 中间打一个稍大的孔, 用一个5ml
的医用废弃注射器 (去针头) 塞入其中, 并移至注射器活塞的出口处, 橡皮塞要能够塞严20ml的注射器口。
2. 取一个20ml的医用废弃大注射器 (去针头) 待用。
3. 实验时, 用20ml大注射器抽取约10ml浓碳酸钠溶
液 (加入少许发泡剂, 如洗涤剂等) , 慢慢取出活塞, 并用左手中指指腹堵住注射器下端防止溶液漏出。再用塞好橡皮塞的5ml注射器抽取约4ml的浓盐酸, 并塞紧在20ml的注射器口, 迅速推下5ml注射器的活塞, 使浓盐酸和浓碳酸钠溶液混合, 大量混有气泡的溶液便从大注射器口喷出。
该实验是教材上的一个分组实验, 是用吸滤瓶和小试管、橡皮塞来做的。所耗的药品量比较多, 而且吸滤瓶的喷出口口径较大, 现象不够明显。
四、一氧化碳还原氧化铜实验 (学生分组实验)
1. 取一个废弃的电烙铁, 去掉套在加热芯上的焊
头, 在加热芯上缠绕满一圈一圈的细铜丝 (尽可能地多绕) , 并把靠近加热芯处的隔热手柄削细, 套上一个橡皮塞。通电加热, 使细铜丝的温度升高, 和空气中的氧气充分反应生成黑色的氧化铜, 再让它自然冷却。
2. 收集一试管验纯的一氧化碳气体, 用套在加热芯
上的橡皮塞塞紧, 之后通电加热, 使电烙铁芯上的铜丝受热, 表面黑色的氧化铜就和一氧化碳反应, 黑色的氧化铜就逐渐变成光亮的红色的铜。
这个实验操作简洁, 也不用清洗仪器, 并可反复使用。有毒的一氧化碳气体和过量的氧化铜反应, 免去了繁琐的尾气处理, 不会污染空气。该实验装置还可以用于氢气还原氧化铜实验。
摘要：创新性微型化学实验具有现象明显、效果良好、节省经费和时间、减少污染、安全、方便等优点, 能激发学生的兴趣, 增强学生的节约意识, 培养学生的创新意识。本文旨在与同行进行交流, 以提高初中化学实验教学水平, 培养学生的实验创新能力。