序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

在教學(xué)實(shí)踐中我利用傳感技術(shù)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫胶芎玫膶?shí)驗(yàn)效果。分析教材、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的年齡特點(diǎn)合理選擇利用數(shù)字化傳感器材能夠有效提高課堂實(shí)驗(yàn)效果。課堂實(shí)驗(yàn)探究的高效，傳感技術(shù)儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。只有通過有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，以學(xué)生為主體性，讓學(xué)生配合教師來完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生便于理解，又可增加學(xué)習(xí)興趣，才能使實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單易行，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。以下是四上年級(jí)《運(yùn)動(dòng)起來會(huì)怎樣》一個(gè)有關(guān)于心率傳感器的實(shí)驗(yàn)。首先，連接手握心率傳感器、界面和計(jì)算機(jī)。其次，啟動(dòng)LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序?qū)⒆詣?dòng)識(shí)別手握心率傳感器，這樣就可以準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)了。測(cè)量一個(gè)人在激烈活動(dòng)，例如做跳躍運(yùn)動(dòng)前、之間和之后的心率；測(cè)量一個(gè)人在運(yùn)動(dòng)后的心率返回平常心率要多久。讓學(xué)生在探究實(shí)踐的過程中，注重體驗(yàn)和感悟，又便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受和理解，從而也激發(fā)學(xué)生的興趣。

二、傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)室的組建

為了提高實(shí)驗(yàn)探究效率，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展，創(chuàng)建探究實(shí)驗(yàn)室，合理利用“數(shù)字化”儀器設(shè)備是非常重要的。數(shù)據(jù)采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)探究需測(cè)定的參數(shù)。通過政府采購(gòu)，我們采購(gòu)到探究實(shí)驗(yàn)室套材，主要有濕度、音高、音量、光強(qiáng)、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據(jù)需求來自行選擇；同時(shí)，這些儀器的輕巧與便攜還為學(xué)生進(jìn)行戶外探究提供了可能。計(jì)算機(jī)軟件的安裝將傳感器插入計(jì)算機(jī)時(shí)，傳感器可以精確地測(cè)量實(shí)驗(yàn)中獲取的各種數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)采集器傳到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)經(jīng)由配套軟件將數(shù)據(jù)以表格和圖像的形式呈現(xiàn)，并進(jìn)行分析處理。

篇（2）

2結(jié)果與議論

2.1差熱分析試樣經(jīng)升溫熔化后均勻性更好，故本實(shí)驗(yàn)以DSC降溫曲線結(jié)果為準(zhǔn)。從DSC降溫曲線中得到試樣的相變溫度見表2。從表中可看出：1—4號(hào)試樣在600℃左右開始熔化產(chǎn)生相轉(zhuǎn)變，原因是1—4號(hào)試樣中FeO含量較低，有放熱峰出現(xiàn)所致；隨著試樣中FeO含量增加，試樣的熔點(diǎn)升高，600℃左右不易發(fā)生熔化而產(chǎn)生相轉(zhuǎn)變；1—7號(hào)試樣在接近800℃左右均發(fā)生相變，原因是V2O5發(fā)生了分解反應(yīng)：V2O5V2O3＋O2；3—10試樣在970℃、1300℃、1450℃左右均發(fā)生了相變或反應(yīng)。

2.2XRD分析試樣高溫淬火后用RigakuD／MAX2500衍射儀進(jìn)行分析。試樣在970℃保溫2h后迅速取出用水淬冷，部分試樣的分析結(jié)果見表3。圖1和圖2分別是試樣10在1450℃和1300℃保溫后得到的X衍射圖譜。分析X衍射結(jié)果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eO－V2O5體系在高溫下發(fā)生了反應(yīng)，970℃時(shí)主要生成釩酸鐵FeVO4，1300℃和1450℃時(shí)主要生成反式釩鐵尖晶石Fe2VO4；隨著FeO含量的增加，體系中的物相減少，只有Fe2O3由此可以看出，F(xiàn)eO和V2O5之間發(fā)生了一系列氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是V2O5在反應(yīng)開始時(shí)發(fā)生分解得到V2O3和O2，F(xiàn)eO被氧化成Fe2O3，V2O3與FeO和Fe2O3同時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成Fe2VO4，未分解完的V2O5與Fe2O3發(fā)生反應(yīng)生成FeVO4。

2.3SEM分析通過掃描電鏡可以更直觀形象地觀察鐵釩體系中的物相結(jié)構(gòu)。圖3為試樣分別在1450℃、1300℃保溫30min的SEM。從圖中可以看出，鐵釩體系主要組成為釩鐵尖晶石相和鐵氧化物相，圖中灰白色物相為尖晶石相，黑灰色物相為鐵氧化物相。由1300℃保溫得到的釩渣礦相中尖晶石的粒徑明顯比1450℃保溫得到的尖晶石粒徑大，其尺寸分布范圍也較寬，主要分布在10～30μm之間。在1450℃保溫時(shí)，尖晶石粒徑主要分布在10～25μm之間，尺寸相對(duì)較小。這是由于高溫下形核率大于晶體長(zhǎng)大速率，所以形核較多，晶體尺寸較?。划?dāng)溫度降低時(shí)，形核率增大，但其增長(zhǎng)率小于晶體長(zhǎng)大速度，所以隨著保溫溫度的降低，尖晶石平均晶粒尺寸增加。

3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展

本文所設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)是研究型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以在教師指導(dǎo)下完成系列實(shí)驗(yàn)，包括熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、完成實(shí)驗(yàn)操作、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過該研究型實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生獲取新知識(shí)的欲望，催化學(xué)生創(chuàng)新的熱情，使學(xué)生更加注重知識(shí)體系的系統(tǒng)性和整體性，從而完成理論—實(shí)踐—理論的循環(huán)過程。應(yīng)用TRIZ理論的動(dòng)態(tài)化原理［11－12］，還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行拓展，不斷擴(kuò)充和更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）進(jìn)行鐵釩體系平衡的熱力學(xué)計(jì)算。學(xué)生可根據(jù)最小吉布斯自由能原理進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算的一致性。（2）探索釩鐵尖晶石結(jié)晶規(guī)律。學(xué)生可在前期研究的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探索影響釩鐵尖晶石結(jié)晶規(guī)律的因素。（3）從FeO－SiO2－V2O5系著手，探索釩氧化物的行為，為改進(jìn)造渣制度提供理論依據(jù)。（4）探索焙燒浸出方式制取釩氧化物時(shí)工藝參數(shù)對(duì)釩鐵尖晶石的影響。

篇（3）

1.實(shí)驗(yàn)原型實(shí)驗(yàn)裝置如圖1。利用熱得快分別給質(zhì)量相同、初溫相同的水與食用油加熱相同時(shí)間（或升高相同溫度）。在相同時(shí)間內(nèi)，由于食用油溫度升得高些，如果要升高相同的溫度，加熱水用的時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)。2.不足之處本實(shí)驗(yàn)用熱得快做熱源，由于它的功率較大、溫度升高過快，很難把握，有一定的危險(xiǎn)性。教材中的實(shí)驗(yàn)裝置還有兩個(gè)嚴(yán)重的缺陷，一是熱得快放置方法不正確，液體沒有蓋住熱得快的發(fā)熱部分，導(dǎo)致熱得快易損壞；二是由于等質(zhì)量的水和油相比，油的體積大于水的體積，在油中的熱得快被浸的體積多些，導(dǎo)致兩種液體受熱不一致，數(shù)據(jù)難以令人信服。而且教材上的實(shí)驗(yàn)?zāi)芤姸炔桓?，讀取溫度數(shù)據(jù)困難。

二、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)

1.將新型硅膠加熱器固定在容器底部，使得加熱均勻、精度高，實(shí)現(xiàn)量化實(shí)驗(yàn)，極易控制。如圖2。教學(xué)視點(diǎn)2.使用溫度傳感器及數(shù)顯溫度計(jì)，讀取數(shù)據(jù)方便快捷。3.用220V電壓做電源，實(shí)驗(yàn)隨處可進(jìn)行；內(nèi)部裝有漏電保護(hù)開關(guān)，保證用電安全，便于讓學(xué)生操作。

三、實(shí)驗(yàn)器材

自制液體加熱器2套，食用油、水各120克，停鐘1個(gè)，天平1架，兩份質(zhì)量相等的水。

四、實(shí)驗(yàn)原理及裝置說明

1.實(shí)驗(yàn)原理新實(shí)驗(yàn)使用控制變量法，通過控制使物質(zhì)質(zhì)量相等、吸收熱量相同、升高相同溫度，比較需用的時(shí)間。升高相同溫度時(shí)，所用時(shí)間較長(zhǎng)的物質(zhì)吸收的熱量多，則此物質(zhì)吸收熱量的能力更強(qiáng)。2.裝置說明新實(shí)驗(yàn)采用兩套完全相同的硅膠加熱器，從底部直接給液體加熱，并裝上傳感器及數(shù)顯溫度計(jì)，讓測(cè)量結(jié)果清晰顯現(xiàn)。當(dāng)達(dá)到所需溫度時(shí)，只要將紅色開關(guān)關(guān)掉便可停止加熱。如圖3。

五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)論

實(shí)驗(yàn)一：用加熱器加熱兩份相同質(zhì)量的水，將結(jié)果記入表1，并得出結(jié)論。結(jié)論：質(zhì)量相等的同種物質(zhì)，吸收相同的熱量時(shí)，溫度升高的速度相同。實(shí)驗(yàn)二：用加熱器加熱相同質(zhì)量的水與食用油。將準(zhǔn)備好的質(zhì)量相等的水和食用油倒進(jìn)兩個(gè)加熱器中，幾秒后記錄水與食用油的初始溫度。打開電源，同時(shí)按下停鐘開始計(jì)時(shí)，觀察兩個(gè)加熱器中溫度計(jì)的變化，用停鐘記下加熱液體每階段所用的時(shí)間，讀取相應(yīng)的溫度變化量，并填入表2中。當(dāng)加熱時(shí)間達(dá)到80s時(shí)，記下最后溫度，關(guān)閉電源，停止加熱，分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。結(jié)論：質(zhì)量相等的兩種物質(zhì)，吸收相同的熱量時(shí)，溫度升得越慢的吸收的熱量較多，吸收熱量的能力較強(qiáng)。

篇（4）

2.在飲料瓶蓋中間部位鉆一個(gè)直徑略小于油筆芯的小孔，剪下2cm長(zhǎng)的一段油筆芯，將其一端插入瓶蓋的孔中，并用強(qiáng)力膠黏固在瓶蓋上。把輸液管滴壺上端切掉1/4，做成一個(gè)盛液漏斗。在滴壺的下端留下30cm長(zhǎng)的一段輸液管，其余部分剪掉。再把輸液管的端部套在瓶蓋中的油筆芯上，并用棉線扎緊。這樣,一個(gè)演示浮力產(chǎn)生原因的裝置就制作好了。

二、裝置用法

1.把裝置安裝在支架上。在飲料瓶中加入清水，同時(shí)在水中滴入數(shù)滴紅墨水振蕩，使水變成紅顏色。

2.滴壺固定不動(dòng)，使瓶中液面與輸液管中液面相平。把小球放入瓶中，小球因受到水的浮力飄浮在水面上。當(dāng)用推桿將小球推到瓶口并堵在瓶口處時(shí)，移開推桿，小球仍上浮到水面上。

3.當(dāng)再次用推桿將小球推到瓶口并堵在瓶口處時(shí)，此時(shí)下移滴壺，使輸液管中的液面低于瓶中液面，這時(shí)再移開推桿，可以看到小球不再上浮，而是繼續(xù)堵在瓶口處。這表明，小球雖然完全浸在水里，但并不受浮力作用（小球重力很小，可以忽略）。通過分析水對(duì)小球的作用力可知，這時(shí)小球受到水對(duì)它向上的壓力小于水對(duì)它向下的壓力。因此，浮力等于零。移動(dòng)滴壺，只要輸液管中的液面低于瓶中液面，小球就能堵在瓶口處，即浮力為零。

4.移動(dòng)滴壺，只要輸液管中的液面高于瓶中的液面，小球就能上浮，表明小球受到了浮力作用。通過分析水對(duì)小球的作用力可知，這時(shí)小球受到水對(duì)它向上的壓力大于水對(duì)它向下的壓力，即產(chǎn)生了浮力。

篇（5）

在教材中，該實(shí)驗(yàn)安排為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并且要求在九年級(jí)上學(xué)期的第一周就要完成．具體步驟是:(1)通過實(shí)驗(yàn)會(huì)讓學(xué)生調(diào)節(jié)桿杠，讓杠桿在水平位置達(dá)到基本平衡，因?yàn)檫@樣便于從杠桿上直接讀出力臂的大小;(2)把一定的鉤碼掛在杠桿左側(cè)，用彈簧測(cè)力計(jì)在某一位置豎直拉住杠桿，當(dāng)杠桿達(dá)到水平位置平衡時(shí)，記錄下測(cè)力計(jì)數(shù)據(jù);(3)通過變換鉤碼數(shù)量，或調(diào)整塑料卡子改變鉤碼的位置，或調(diào)整塑料卡子改變彈簧測(cè)力計(jì)的位置，重復(fù)上述步驟;(4)記錄三組數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析．

1．2杠桿平衡條件的定量計(jì)算

杠桿平衡的條件是:F1L1=F2L2，只要有3個(gè)物理量，就可以通過公式運(yùn)算出來第四個(gè)物理量．該階段實(shí)驗(yàn)的難度在于:(1)杠桿示意圖要準(zhǔn)確;(2)單位需要做到統(tǒng)一;(3)保證測(cè)量直尺的密度準(zhǔn)確均勻．核心是討論杠桿的平衡問題，桿杠得以保持平衡的條件是:F1L1=F2L2，如果杠桿達(dá)不到平衡條件，可以將杠桿的支點(diǎn)向乘積較大的一方移動(dòng)．

1．3杠桿實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)平衡的影響．平衡實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般搭配的塑料卡子，但是這會(huì)影響到桿杠平衡的精確度．一般來說，塑料卡子約在0．2克，這對(duì)平衡造成的影響是不可以小看的，因?yàn)檫@會(huì)直接影響到定量計(jì)算的精確問題．關(guān)于這一問題的解決方法，可以變換質(zhì)量更輕的棉線圈取代設(shè)備自帶的卡子．這可以大大減少實(shí)驗(yàn)的誤差問題．(2)杠桿平衡的判斷問題．老版教材采用的是用鉤碼代替作用力F1和作用力F2，沒有使用彈簧測(cè)力計(jì)．雖然使用鉤碼既方便又便于觀察，但是難以連續(xù)改變作用力F1和作用力F2的大小，力臂測(cè)量的不準(zhǔn)確也會(huì)直接影響到定量計(jì)算的準(zhǔn)確問題．因而，新版教材已改進(jìn)為左端用鉤碼，右端用彈簧測(cè)力計(jì)向下拉動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．但是彈簧測(cè)力計(jì)在右端倒置使用時(shí)由于受彈簧測(cè)力計(jì)彈簧、鋁質(zhì)滑片和外殼的影響會(huì)使測(cè)得的拉力要小一些．建議教師使用彈簧測(cè)力計(jì)在左側(cè)(與鉤碼在同一側(cè))施加拉力作用，正置使用，在豎直方向上調(diào)零，學(xué)生也比較熟悉．而且可以嘗試用彈簧測(cè)力計(jì)斜向上拉杠桿，直至杠桿在水平位置平衡，記下此時(shí)的動(dòng)力、阻力、阻力臂的值，需要借助刻度尺及三角板輔助測(cè)量出動(dòng)力臂的值，體會(huì)為什么實(shí)驗(yàn)中要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡．

2杠桿實(shí)驗(yàn)的教學(xué)反思和后繼實(shí)驗(yàn)

2．1保證桿杠實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度

杠桿屬于力的研究范疇，但力是一個(gè)比較抽象的概念．杠桿平衡實(shí)驗(yàn)就是為了讓學(xué)生深切的體會(huì)力和力的作用，但是力臂也是需要考慮的問題．總結(jié)上面的實(shí)驗(yàn)問題可以看出，其中核心問題還是在于測(cè)量和計(jì)算的精確問題．在實(shí)驗(yàn)前，教師要求學(xué)生調(diào)節(jié)杠桿到水平位置的原因也就是考慮到桿杠自身的重力對(duì)平衡造成的影響．傳統(tǒng)的做法是要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)3次，最后來求平均值，以此方法減少誤差．但是很顯然，這樣的做法依然是存在問題的．筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)的次數(shù)可以加大到約10次左右，同時(shí)也對(duì)記錄數(shù)據(jù)的表格進(jìn)行了改變．

2．2教學(xué)過程中的問題意識(shí)

杠桿屬于簡(jiǎn)單機(jī)械，要求學(xué)生在觀察中發(fā)現(xiàn)問題和尋找解決方式，這是蘇科版初中物理教材獨(dú)特的設(shè)計(jì)模式．因此教材設(shè)定了實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)容，不僅有探究、觀察、實(shí)驗(yàn)，還有討論、交流和評(píng)估等內(nèi)容．因此，在課堂中引導(dǎo)學(xué)生提出問題，并想辦法解決是教師的重要責(zé)任．比如在實(shí)驗(yàn)中遇到圖1出現(xiàn)的問題:怎么在不改變O點(diǎn)右側(cè)的數(shù)據(jù)，同時(shí)保持左側(cè)第幾個(gè)鉤碼不變，需要將另外2個(gè)鉤碼移到到其下方?這一問題是考察學(xué)生在限定性條件下，如何動(dòng)腦筋解決問題．根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2，通過相應(yīng)的計(jì)算可以得出答案為第2格．另外，教師也可以根據(jù)具體的教學(xué)情況，詢問學(xué)生一些通過實(shí)驗(yàn)才能讀出的問題．比如問:(1)平衡螺母的在杠桿平衡實(shí)驗(yàn)中的作用是什么?(2)為什么需要調(diào)節(jié)杠桿到水平位置?(3)如果掛好鉤碼后，是否可以再次調(diào)整平衡螺母?

2．3杠桿平衡實(shí)驗(yàn)在生活中的應(yīng)用問題

實(shí)驗(yàn)的目的就是為了讓學(xué)生在生活中可以靈活地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行常識(shí)性判斷，杠桿平衡實(shí)驗(yàn)尤其表現(xiàn)出在生活中的適用性．最簡(jiǎn)單的應(yīng)用問題就是，學(xué)生可以依據(jù)杠桿平衡的條件準(zhǔn)確地判斷費(fèi)力桿杠、省力杠桿和等臂杠桿．即當(dāng)F1×L1=F2×L2時(shí)，若L1＞L2，那么F1＜F2，該杠桿就是省力杠桿;若L1＜L2，那么F1＞F2，那么該杠桿就是費(fèi)力杠桿;若是若L1=L2，F(xiàn)1=F2，那么就是等臂杠桿．經(jīng)歷過杠桿平衡的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生至少應(yīng)該能夠繪畫出杠桿示意圖，并且能夠通過分析數(shù)據(jù)，得出一定的平衡規(guī)律．同時(shí)，學(xué)生還應(yīng)該關(guān)注生產(chǎn)生活，了解杠桿在生活中的作用，比如我國(guó)古代的舂和桔槔就是善于運(yùn)用杠桿的結(jié)果．

篇（6）

2教師引導(dǎo)

對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)猜想如果學(xué)生沒有經(jīng)過科學(xué)猜想就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就難以進(jìn)行下去，不能培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力，經(jīng)歷的探究過程也不能鍛煉創(chuàng)新思維。所以教師必須引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已掌握的物理知識(shí)、隨堂實(shí)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)，把學(xué)生引入科學(xué)猜想的情景，有理有據(jù)地對(duì)問題進(jìn)行猜想，明確探究的方向。在探究“影響導(dǎo)體電阻的因素”的教學(xué)中，筆者通過下面3個(gè)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生猜想：①滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)，電阻變化；②使用的是220V的燈泡，燈絲越粗越亮；③電線常用銅絲制造而不用鐵絲。這樣的設(shè)計(jì)給學(xué)生的探究指明了方向，學(xué)生一步一步地得出自己的科學(xué)猜想。

3教師引導(dǎo)

選用實(shí)驗(yàn)器材如果教師直接給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材，并介紹各種實(shí)驗(yàn)器材的功能，代替了學(xué)生的探究和猜想，學(xué)生沒有學(xué)會(huì)遇到困難如何解決問題的方法。所以可以給學(xué)生預(yù)備多種器材，包括一部分無用器材，讓學(xué)生在問題的引導(dǎo)下思考實(shí)驗(yàn)的原理，選用器材，思考有沒有更好的替代器材，有沒有創(chuàng)新，體現(xiàn)探究的開放性。在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，筆者陳列一些實(shí)驗(yàn)器材：干電池、安培表、伏特表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、電鍵和導(dǎo)線若干根等，讓學(xué)生選擇器材，自行設(shè)計(jì)電路圖來完成實(shí)驗(yàn)。筆者用下面的問題來引導(dǎo)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材：①需要什么儀器，采用什么樣的電路圖，原理是什么；②選擇什么規(guī)格的器材，被測(cè)干電池選內(nèi)阻較大的還是較小的，伏特表選什么量程，安培表選什么量程，滑動(dòng)變阻器選阻值較小的還是較大的。通過這樣的設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生重視分析實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼穆?lián)系，分析為什么要選用這些器材，這些器材有什么用途，把本實(shí)驗(yàn)的知識(shí)融合在一起，在分析問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

4問題引導(dǎo)

自主設(shè)計(jì)初始實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生根據(jù)自己的預(yù)備物理知識(shí)，在教師的問題引導(dǎo)下自主設(shè)計(jì)檢驗(yàn)猜想的實(shí)驗(yàn)方案，包括根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求理解實(shí)驗(yàn)原理、先后測(cè)量哪些物理量、具體如何操作、編寫實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格等。在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，筆者用下面的問題來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初始方案的設(shè)計(jì)。①物體的加速度與它受的力、質(zhì)量這兩個(gè)因素均有關(guān)，應(yīng)采用什么實(shí)驗(yàn)方法得出加速度與力、質(zhì)量三者間的定量關(guān)系？②這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量有哪些？③怎樣測(cè)量小車的加速度？需要什么器材？請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案。④我們要讓細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車受到的合力，怎樣平衡掉阻力？阻力來自哪些方面？怎樣才算平衡掉了阻力？通過以上問題的引導(dǎo)，學(xué)生知道了實(shí)驗(yàn)的方法，解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的困難，最后大多數(shù)同學(xué)都能設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)方案。

篇（7）

2創(chuàng)意設(shè)計(jì)活動(dòng)的類型與組織形式

生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)意活動(dòng)組織形式為筆試(閉卷和開卷的書面表達(dá))，這樣操作方便簡(jiǎn)便，不受實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料等條件的限制。關(guān)鍵是注重看是否設(shè)計(jì)出新意來，設(shè)計(jì)出效果來。

2．1閉卷比賽部分

通過設(shè)計(jì)的比賽試卷，讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)。通過批改以后，數(shù)量多、質(zhì)量高者勝出。如在60min內(nèi)，若能正確設(shè)計(jì)出20個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)，還可以獲“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能手”的稱號(hào)。該類型重點(diǎn)考查和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和發(fā)散思維能力。

2．2開卷比賽部分

通過布置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)活動(dòng)，利用課余時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)。要求根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)、借助書刊和網(wǎng)絡(luò)等工具，對(duì)教材或某一實(shí)驗(yàn)的材料、方法過程進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn);甚至是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，該類型重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)盡可能具有創(chuàng)新性和可操作性。

3設(shè)計(jì)創(chuàng)意活動(dòng)的實(shí)施

3．1活動(dòng)方案設(shè)計(jì)和要求

為節(jié)省時(shí)間，要求學(xué)生用圖表(簡(jiǎn)圖或簡(jiǎn)筆畫)的形式科學(xué)合理地表達(dá)，有針對(duì)性地訓(xùn)練圖表、文字表達(dá)能力。當(dāng)然最好能先給予一個(gè)范例，讓學(xué)生先模仿，這樣更具可操作性。

3．2活動(dòng)方案具體設(shè)計(jì)

分三個(gè)層次，根據(jù)不同學(xué)校的學(xué)生學(xué)習(xí)能力層次設(shè)計(jì)，可通過初、復(fù)賽逐步推進(jìn)。

3．2．1自由式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

僅出現(xiàn)表達(dá)形式，自由設(shè)計(jì)，合理、科學(xué)即可，但不能相似?；虬朊}設(shè)計(jì)，如探究生物(自選)對(duì)環(huán)境(自選)的影響，探究環(huán)境(自選)對(duì)生物(自選)的影響。

3．2．2某主題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

指定某一主題或某一實(shí)驗(yàn)材料，如基于蚯蚓的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);或基于“某一實(shí)驗(yàn)方法”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如模擬實(shí)驗(yàn)法，要設(shè)計(jì)出20個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，難度也是較大的。

3．2．3創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

閉卷自由選題設(shè)計(jì)，學(xué)生有較開放的設(shè)計(jì)空間，但因時(shí)間限制，往往較難出高質(zhì)量的設(shè)計(jì)。或者根據(jù)某一問題或某一材料，進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要求實(shí)驗(yàn)過程或方法有具體的創(chuàng)新。通常采用開卷形式，給予一定的時(shí)間完成。

3．3活動(dòng)實(shí)施的年級(jí)

一般借助每年一屆的校園科技節(jié)，通過比賽推動(dòng)，這樣就較有執(zhí)行力。學(xué)生要選擇初二年級(jí)以上的，才有一定生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和能力積累;且一般以小組為單位，2人一組，體現(xiàn)合作學(xué)習(xí)，這樣可較易實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

3．4活動(dòng)實(shí)施的組織

根據(jù)預(yù)期需要，可以組織全級(jí)或每班推薦若干代表，集中于一個(gè)階梯課室進(jìn)行限時(shí)紙筆測(cè)試，組織簡(jiǎn)單易行，有效且高效。

3．5活動(dòng)評(píng)價(jià)和表彰

活動(dòng)實(shí)施最難的環(huán)節(jié)是評(píng)價(jià)。如何評(píng)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量等級(jí)，需要提前準(zhǔn)備一個(gè)評(píng)價(jià)量規(guī)，主要從科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、表達(dá)力、創(chuàng)新性來評(píng)定。創(chuàng)新性視要求而定，如初賽時(shí)為幫助學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)，對(duì)原創(chuàng)性無要求;復(fù)賽時(shí)已規(guī)定回避教材實(shí)驗(yàn)，要求對(duì)材料、方法或過程創(chuàng)新，進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。此外，注意類似實(shí)驗(yàn)的把關(guān)，如原理相似，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)科學(xué)合理給5分;第二個(gè)至第N個(gè)均只給1分，其他類似得分類推。

篇（8）

2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的成果就是實(shí)驗(yàn)方案。雖然具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和形式不盡相同，但就一個(gè)相對(duì)完整的實(shí)驗(yàn)方案來說，一般包括：實(shí)驗(yàn)名稱（課題）；實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)用品（試劑、儀器、裝置設(shè)備）及規(guī)格；實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法；注意事項(xiàng)；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果處理；問題和討論等。

3.實(shí)驗(yàn)方案選擇的基本標(biāo)準(zhǔn)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題，每個(gè)人的設(shè)計(jì)和操作過程可能不一樣，結(jié)果自然也不會(huì)完全相同。根據(jù)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和教學(xué)實(shí)際，實(shí)驗(yàn)方案選擇的基本標(biāo)準(zhǔn)是：原理正確有科學(xué)依據(jù)；裝置簡(jiǎn)單，在實(shí)際中具有可操作性且操作方便；實(shí)驗(yàn)步驟少，需要時(shí)間短；藥品用量少、無毒且廉價(jià)易得；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要明顯；反應(yīng)條件要簡(jiǎn)單（最好在常溫下進(jìn)行）；盡量不用也不產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，即符合“綠色化學(xué)”的要求；制備實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率高；性質(zhì)實(shí)驗(yàn)誤差小；實(shí)驗(yàn)安全無危險(xiǎn)；設(shè)計(jì)要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)取?/p>

二、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的一般原則

無論哪一類中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，一般都應(yīng)遵循以下原則：

1.科學(xué)性原則科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)程序和操作方法必須與科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)方法論相一致?？茖W(xué)性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的首要原則。例如：實(shí)驗(yàn)室制取氫氣，就不能選用硝酸與金屬鋅反應(yīng)，因?yàn)檫@個(gè)反應(yīng)很難制得純凈的氫氣。

2.目標(biāo)性原則目標(biāo)性是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或創(chuàng)新要根據(jù)一定的教學(xué)目標(biāo)有所側(cè)重與突破。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，教學(xué)目標(biāo)（如教師演示與學(xué)生操作，為了突出環(huán)?；蛉の缎裕┎煌?，設(shè)計(jì)所用的原理、用品、方法、裝置、步驟等是有一定區(qū)別的。

3.安全性原則安全性是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免使用有毒、有害的化學(xué)試劑，以及反應(yīng)產(chǎn)生有毒害的物質(zhì)，或者具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)裝置與操作。“如果必須使用的，應(yīng)該在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中詳細(xì)寫明注意事項(xiàng)，以防止造成環(huán)境污染和人身傷害。”［4］安全是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一要?jiǎng)?wù)，設(shè)計(jì)時(shí)必須要特別引起重視！

4.新穎性原則新穎性是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)在思路、操作方法、器材用品、裝置等方面要有新的突破，使新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)與研究更加適用或具有指導(dǎo)的意義。

5.可行性原則可行性是指設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)所運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)施時(shí)切實(shí)可行，所選用的化學(xué)試劑、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備和方法在現(xiàn)有的條件下能夠得到滿足。例如：實(shí)驗(yàn)室大量制取二氧化碳，不能為了創(chuàng)新而選用碳酸鈉代替碳酸鈣（或石灰石）與鹽酸反應(yīng)，或者用硫酸替代鹽酸與碳酸鈣（或石灰石）反應(yīng)。因?yàn)榍罢叻磻?yīng)太劇烈，后者反應(yīng)不完全，很快就停止了。

6.簡(jiǎn)約性原則簡(jiǎn)約性是指盡量采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置、較少的實(shí)驗(yàn)步驟和試劑，在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。復(fù)雜的裝置與步驟以及時(shí)間太長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)都會(huì)轉(zhuǎn)移中學(xué)生的注意力，容易導(dǎo)致他們產(chǎn)生畏難情緒和疲勞感，影響對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的觀察、分析與思考。

7.綠色化原則綠色化是指從化學(xué)反應(yīng)的原料、反應(yīng)的條件、反應(yīng)的產(chǎn)物和實(shí)驗(yàn)的操作等化學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過程上進(jìn)行控制，盡可能地減少甚至消除有毒、有害的化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。綠色化學(xué)是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

8.啟迪性原則啟迪性是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起開導(dǎo)作用，能夠啟發(fā)學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)原理及知識(shí)的探討和認(rèn)識(shí)，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，從而提高教學(xué)效益。這是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的視角

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是在義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，對(duì)現(xiàn)行教材中所涉及的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化、增設(shè)或創(chuàng)新等，以提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的效益。在初中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是提高化學(xué)教學(xué)有效性的需要，也是義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)要與時(shí)俱進(jìn)，必須符合現(xiàn)代化學(xué)教育發(fā)展的理念，在滿足探究性的條件下，可以從以下視角進(jìn)行：

1.實(shí)驗(yàn)過程綠色化“綠色化學(xué)的理念是在化學(xué)反應(yīng)過程以及化工生產(chǎn)中，不再使用有毒有害物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物，它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)?！保?］化學(xué)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上要體現(xiàn)綠色化，盡可能做到原料（反應(yīng)物）的綠色化，化學(xué)反應(yīng)的綠色化（采用原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)），生成物的綠色化以及催化劑、溶劑的綠色化。例如：在涉及氧氣的制取實(shí)驗(yàn)時(shí)采用雙氧水分解來制取，二氧化錳要回收等。

2.實(shí)驗(yàn)裝置微型化“所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)。”［6］雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千分之一，卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。例如：在“探究微粒的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)”中，可以用試管代替燒杯進(jìn)行微型化實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)單孔橡皮塞上插入一根玻璃導(dǎo)管接近試管底，試管內(nèi)壁貼一張滴加無色酚酞試液的濾紙，從導(dǎo)管口滴上兩滴濃氨水到試管底部，用透明膠封導(dǎo)管口，可以看到，試管里滴有無色酚酞試液的濾紙由下往上慢慢變紅了。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)?；白罴训沫h(huán)境保護(hù)方法是在源頭上防止污染的產(chǎn)生，而不是污染產(chǎn)生后再去處理?！保?］實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中我們應(yīng)該采取一些有效措施使化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和環(huán)境的污染降低到最低限度。這些措施主要是：實(shí)驗(yàn)裝置密閉化，避免敞口操作，防止有關(guān)物質(zhì)散佚到周圍環(huán)境中；采取收集辦法，回收有關(guān)物質(zhì)；對(duì)有毒物質(zhì)進(jìn)行無毒害處理；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的通風(fēng)或采取其他的防護(hù)措施等。例如：一氧化碳還原性實(shí)驗(yàn)，對(duì)多余的一氧化碳可以回收，也可以燃燒進(jìn)行無毒害處理等。

4.實(shí)驗(yàn)操作安全化保證實(shí)驗(yàn)安全，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則要求。有一些實(shí)驗(yàn)，由于物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的特殊性，給實(shí)驗(yàn)增加了難度甚至危險(xiǎn)性。在點(diǎn)燃?xì)錃獾膶?dǎo)管和氫氣發(fā)生器之間，用一個(gè)小塑料瓶裝上大約四分之三的水制成一個(gè)“安全裝置”連接起來，這樣，即使點(diǎn)燃不純凈的氫氣，爆炸也只是在“安全裝置”中發(fā)生，氫氣很少威力小，氫氣發(fā)生裝置不會(huì)發(fā)生爆炸，因此不會(huì)發(fā)生安全事故。

5.實(shí)驗(yàn)趣味化化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有動(dòng)機(jī)功能，增加化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。例如：在研究燃燒與滅火的條件時(shí)，增加演示“燒不壞的手帕”［8］實(shí)驗(yàn)，可以激發(fā)學(xué)生的興趣。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探討手帕燒壞的條件，則能夠使學(xué)生深化對(duì)有關(guān)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

6.利用儀器功能轉(zhuǎn)化儀器本身沒有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要適用于什么。“反思儀器的別樣用途，可以幫助我們加深對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新?！保?］例如：漏斗可以充當(dāng)集氣與尾氣吸收裝置，在鈉與水反應(yīng)氣體產(chǎn)物的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，將漏斗置于水中，倒扣在鈉塊上，產(chǎn)生的少量氣體可順利地富集到試管中。

7.利用學(xué)科知識(shí)遷移我們往往習(xí)慣于使用教材的實(shí)驗(yàn)儀器和裝置，很少重視儀器的笨拙和實(shí)驗(yàn)時(shí)的效率，這種視經(jīng)典為權(quán)威的思想往往就是教師缺乏創(chuàng)新的癥結(jié)所在。實(shí)際上，科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法就是應(yīng)該不斷地發(fā)現(xiàn)問題，傳統(tǒng)裝置的不當(dāng)之處無疑給我們提供了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的課題。例如：學(xué)習(xí)“質(zhì)量守恒定律”內(nèi)容時(shí)，在使用托盤天平稱量氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)前后的質(zhì)量時(shí)，在18×200的中型試管里裝入大約1mL稀鹽酸與酚酞的混合溶液，球形滴管吸入NaOH溶液后，將球形滴管放在試管口，把上述帶有球形滴管的試管放入盛水的100mL量筒中，讓學(xué)生通過觀察比較反應(yīng)前后試管浸在液面中的高度即可（試管作上標(biāo)記）。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作起來方便有趣，不用天平而是利用物理上的浮力知識(shí)，體現(xiàn)了學(xué)科之間的聯(lián)系，有利于學(xué)生知識(shí)的遷移。

8.實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單化教材所選用的實(shí)驗(yàn)方案未必都是最好的，有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)象不明顯、實(shí)驗(yàn)不容易成功、結(jié)果不準(zhǔn)確等問題，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。例如：測(cè)定“空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn)，由于教材提供的實(shí)驗(yàn)裝置密封性和燃燒匙放入不易控制，加上導(dǎo)氣管內(nèi)尚留有空氣導(dǎo)致誤差因素較多，有時(shí)氧氣顯示超過五分之一，讓教師無法自圓其說?？勺鋈缦赂倪M(jìn)：將小顆白磷放在1.5cm×2.5cm的薄銅片上，置于硬質(zhì)大試管中部，塞緊橡皮塞，用酒精燈對(duì)準(zhǔn)銅片加熱使白磷充分燃燒，待試管冷卻后浸入水中，在水面下拿掉橡皮塞，待液面上升穩(wěn)定后再塞上橡皮塞，拿出水面觀察。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)所用儀器少，誤差因素少，結(jié)果比較準(zhǔn)確。

篇（9）

實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是學(xué)生在經(jīng)過網(wǎng)狀拓?fù)涫秸n堂培養(yǎng)后，在語文閱讀能力上能夠體現(xiàn)出批判性思維的相關(guān)特征，提升批判性思維品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)假設(shè)涉及了三方面的內(nèi)容，分為三個(gè)假設(shè)：1.教學(xué)模式與批判性思維意識(shí)培養(yǎng)的關(guān)系。批判性思維意識(shí)應(yīng)包括“尋找真理、開放思想、分析能力、系統(tǒng)化能力、批判性思維的自信心、求知欲、認(rèn)知成熟七種意識(shí)傾向“，在此設(shè)置假設(shè)一：網(wǎng)狀拓?fù)涫秸n堂可以顯著增強(qiáng)學(xué)生批判性思維意識(shí)；2.教學(xué)模式與批判性思維普遍性的關(guān)系。設(shè)置假設(shè)二：網(wǎng)狀拓?fù)涫秸n堂對(duì)培養(yǎng)學(xué)生批判性思維具有普遍性。3.教學(xué)模式與批判性思維能力的培養(yǎng)的關(guān)系。批判性思維包括三個(gè)緊密聯(lián)系、互相影響的階段：“分析思維方式階段、評(píng)估思維方式階段和提高思維方式階段”，具有公正性、普查性、挑戰(zhàn)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、獨(dú)立性五種品質(zhì)特點(diǎn)，以及思維目標(biāo)、問題意識(shí)、觀點(diǎn)分析、概念理論表達(dá)、建立假設(shè)、推理結(jié)論等六種能力。在此設(shè)置了假設(shè)三：網(wǎng)狀拓?fù)涫秸n堂可以顯著提升學(xué)生批判性思維能力以及語文綜合閱讀能力。

二、實(shí)驗(yàn)變量的確定及控制措施

1.自變量與因變量的確定。自變量是研究者出于某種研究目的進(jìn)行操縱以引起因變量發(fā)生變化的因素或條件。自變量是因變量的原因，因變量是由于自變量的變化而產(chǎn)生的現(xiàn)象變化或結(jié)果，彼此相互依存。依據(jù)假設(shè)，實(shí)驗(yàn)操作變量是參與網(wǎng)狀拓?fù)涫秸n堂研究的學(xué)生：實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的語文閱讀教學(xué)采取網(wǎng)狀拓?fù)涫?，?duì)照組學(xué)生的語文閱讀教學(xué)采取傳統(tǒng)閱讀教學(xué)方式。因變量包括：（1）學(xué)生批判性思維能力的總體改變和各個(gè)分量（思維目標(biāo)、問題意識(shí)、觀點(diǎn)分析、概念理論表達(dá)、建立假設(shè)、推理結(jié)論）的變化；（2）學(xué)生批判性思維意識(shí)的總體改變和原則分量的變化。（3）學(xué)生語文綜合閱讀測(cè)試能力的總體改變。2.無關(guān)變量的控制。無關(guān)變量，即為實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量以外的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件。實(shí)驗(yàn)者不能根據(jù)它對(duì)所得的結(jié)果做出正確的判斷和解釋。如果不能控制或消除無關(guān)變量的影響，因變量變化的根本原因就無法判定。所以在選擇研究變量的同時(shí)，必須辨明無關(guān)變量，需要在研究過程中加以控制那些可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的無關(guān)變量。本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭前醋匀话嗉?jí)進(jìn)行試驗(yàn)，因而能對(duì)一部分無關(guān)變量進(jìn)行控制。無關(guān)變量包括下面五個(gè)方面：學(xué)生自身方面的因素、家庭背景、社會(huì)因素、學(xué)習(xí)環(huán)境和教師因素。從高中二年級(jí)和三年級(jí)的學(xué)生中抽取樣本。他們?cè)谛Ｒ延兄辽僖荒甑膶W(xué)習(xí)生活經(jīng)歷，接觸的學(xué)習(xí)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境基本一致。學(xué)生自身的特點(diǎn)，在進(jìn)入新年級(jí)分班時(shí)，皆由學(xué)校從學(xué)習(xí)成績(jī)、綜合素質(zhì)、班級(jí)人員組成等方面綜合平衡控制，在所屬的班級(jí)層級(jí)中，隨機(jī)分配，具有一定同質(zhì)性。實(shí)驗(yàn)中涉及的教師具有高中循環(huán)教學(xué)經(jīng)歷，年齡接近，教學(xué)能力相當(dāng)。

三、抽樣及分組的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)學(xué)校江蘇省海安高級(jí)中學(xué)為獨(dú)立設(shè)置的高中，規(guī)模符合要求。學(xué)校各類設(shè)備設(shè)施齊全，配置先進(jìn)。學(xué)生對(duì)絕大多數(shù)對(duì)教師的教學(xué)比較滿意。學(xué)校教研組和課題組具備開發(fā)課程的能力。語文教研組承擔(dān)了省級(jí)“十二五”規(guī)劃課題，初步形成了較為可行的課程評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)等體系，基本滿足實(shí)驗(yàn)開設(shè)的需要。為了保證實(shí)驗(yàn)的真實(shí)與嚴(yán)謹(jǐn)，盡量減少前測(cè)與實(shí)驗(yàn)處理帶來的交互作用，便于作對(duì)照比較，采用了隨機(jī)后測(cè)控制組設(shè)計(jì)。學(xué)校按學(xué)習(xí)成績(jī)綜評(píng)、綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)、班級(jí)人員性別比例、選科傾向等因素在進(jìn)入新學(xué)年時(shí)隨機(jī)分成若干個(gè)班級(jí)，采取等組實(shí)驗(yàn)法分層整群隨機(jī)抽樣。分別從高二年級(jí)理科普通班、高三年級(jí)理科強(qiáng)化班、高三年級(jí)文科普通班三個(gè)不同組合中隨機(jī)抽取兩個(gè)，共386名學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)。在每個(gè)年級(jí)的不同類型班級(jí)組合中，隨機(jī)指派一個(gè)班為實(shí)驗(yàn)班，語文閱讀教學(xué)中使用網(wǎng)狀拓?fù)涫浇虒W(xué)模式；對(duì)照班則采取常規(guī)教學(xué)模式。一個(gè)學(xué)期之后采用相關(guān)測(cè)量量表及常規(guī)語文閱讀綜合測(cè)試進(jìn)行后測(cè)。

四、測(cè)量量表的選取

1.批判性思維意識(shí)傾向測(cè)量量表的選取《加利福尼亞批判性思維傾向測(cè)試》是一種比較成熟且使用較為廣泛的思維能力測(cè)試量具，有較好的信度與效度。2.批判性思維能力測(cè)量量表的選取《批判性思維能力檢測(cè)指南》將思維元素與思維標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，從八個(gè)方面進(jìn)行測(cè)量，比較適合人文學(xué)科檢測(cè)，因而選取《批判性思維能力檢測(cè)指南》作為能力檢測(cè)量表。主要在實(shí)驗(yàn)過程中提供給學(xué)生和教師針對(duì)書面閱讀報(bào)告進(jìn)行分析和檢測(cè)。

篇（10）

1996年上海高考第四（5）題要求測(cè)定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度，就屬于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．但由于題目給出了全部實(shí)驗(yàn)器材和所有相關(guān)量，使實(shí)驗(yàn)定位在電阻或電阻率的測(cè)定上，又大大降低了實(shí)驗(yàn)難度，只屬于局部設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)．無論命題者出于何種考慮，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了，這多少給教學(xué)工作者提了個(gè)醒．

1．從小處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)

上海作為高考改革的試點(diǎn)城市，其成功的改革將為全國(guó)高考提供可能的改革方向，甚至一些新穎的題型和情境，都可能為全國(guó)高考所借鑒．如1996年全國(guó)高考第21題就是從1995年上海高考第一（5）題脫胎而來的．無疑上海高考關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查是又一個(gè)成功的改革舉措，極有在全國(guó)推廣的價(jià)值．而物理《考試說明》中要求“會(huì)用在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法”，也為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查在全國(guó)的推廣提供了可能．

2．從大處著眼，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)

著名核物理學(xué)家錢三強(qiáng)先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中，曾嚴(yán)厲指出：“今天我們科學(xué)界有一個(gè)弱點(diǎn)，這就是思想不很活潑，這也許跟大家過去受的教育有一定關(guān)系……”我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”；我們的考試題目常常不惜筆墨描述背景、附加條件，最后只有一個(gè)小小的空格“是……”．這樣培養(yǎng)選的人才在學(xué)校是好學(xué)生，步入社會(huì)是好職員，大腦中只是機(jī)械地跳動(dòng)著兩個(gè)問題：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相當(dāng)漂亮，但思想僵化，毫無創(chuàng)見．這正是我們的悲哀！長(zhǎng)期以來的這種教育選拔模式，致使我們現(xiàn)在仍只能在很羞澀地提到幾個(gè)美籍華人時(shí)才有一種借來的榮光與自豪！

思想不活躍，是因?yàn)槲覀兘o了學(xué)生太多的“必須”的限制；思想僵化，是因?yàn)槲覀兞艚o學(xué)生太少的“可能”的余地．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)，正是活躍思想，培養(yǎng)能力的一種好方法，授以實(shí)驗(yàn)的基本方法，讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法，自己會(huì)怎么做．

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法

1．明確目的，廣泛聯(lián)系

題目或課題要求測(cè)定什么物理量，或要求驗(yàn)證、探索什么規(guī)律，這是實(shí)驗(yàn)的目的，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_后，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，廣泛聯(lián)系，看看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過，與哪些物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量有直接的聯(lián)系．對(duì)于測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，被測(cè)量通過什么規(guī)律需用哪些物理量來定量地表示；對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，怎樣的定量關(guān)系成立，才能達(dá)到驗(yàn)證規(guī)律的目的；對(duì)于探索型實(shí)驗(yàn)，在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中，涉及哪些物理量……這些都是應(yīng)首先分析的．

舉例來說，要測(cè)定地球表面附近的重力加速度，我們就應(yīng)檢索：在所學(xué)知識(shí)范圍內(nèi)，哪些內(nèi)容涉及到重力加速度，它與其他物理量有何定量關(guān)系，并一一羅列出來：

（1）在靜力學(xué)中，靜止物體對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Υ笮【偷扔谥亓?，即T＝N＝mg．若T（或N）和m能測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．

（2）在超重或失重（但不完全失重）系統(tǒng)中，F(xiàn)－mg＝±m(xù)a．若F、a和m可測(cè)出，則重力加速度g可測(cè)定．

（3）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從光滑斜面上由靜止下滑，s＝12gsinθt2．若s、θ和t可測(cè)定，則重力加速度g也可測(cè)定．

（4）在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，物體從粗糙斜面上由靜止下滑，s＝12（gsinθ－μgcosθ）t2．若s、θ、μ和t可測(cè)，則重力加速度g也可測(cè)定．

（5）自由落體運(yùn)動(dòng)中，h＝12gt2．若h和t可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)定．

（6）用重力加速度測(cè)定儀測(cè)定．

（7）在平拋運(yùn)動(dòng)中，豎直方向在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差Δy＝gt2．若Δy和t可測(cè)，重力加速度g同樣可以測(cè)出．

（8）在斜拋運(yùn)動(dòng)中，水平射程可以表示為x＝v02sin2θ／g．若x、v0和θ可測(cè)出，則重力加速度g也可測(cè)出．

（9）單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，其周期可以表示為T＝2πl(wèi)／g．若T和l可測(cè)，則g可測(cè)．

（10）在焦耳測(cè)定熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)中，若能測(cè)出水的質(zhì)量和升高的溫度，算出水增加的內(nèi)能，再測(cè)出重物的質(zhì)量和下落的高度，同樣可測(cè)定重力加速度．

（11）帶電粒子在的勻強(qiáng)電場(chǎng)平行板電容器中平衡時(shí)，mg＝qU／d．若U、d和帶電粒子的荷質(zhì)比（q／m）可測(cè)定，則g可測(cè)出．

（12）假設(shè)一物體在地球表面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，mg＝GMm／R2，g＝GM／R2．

…………

2．選擇方案，簡(jiǎn)便精確

對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，都可能存在多條思路、多種方案．教材中關(guān)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)驗(yàn)方案，也只是眾多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較可行的一種．那么在眾多實(shí)驗(yàn)方案中，我們應(yīng)如何選擇呢？一般來說，選擇實(shí)驗(yàn)方案主要有三條原則：

（1）簡(jiǎn)便性原則即要求所選方案原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，各量易測(cè)．應(yīng)盡量避免實(shí)施那些原理復(fù)雜、操作繁瑣和被測(cè)量不易直接測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方案．

（2）可行性原則實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，不會(huì)對(duì)人身和器材造成危害；所需裝置和器材要易于置備，不能脫離實(shí)際，不能超出現(xiàn)有條件．

（3）精確性原則不同的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的．在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析，盡可能選用精確度高的實(shí)驗(yàn)方案．

以上三原則通常要綜合考慮．

在前述方案中，方案（1）中常用的測(cè)力計(jì)誤差較大；（2）中F和a均不易測(cè)定；（3）中θ和t不易測(cè)定且難以保證斜面足夠光滑；（4）中θ、t和μ均不易測(cè)定；（5）中若用秒表計(jì)時(shí)人為因素較大，若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，紙帶受振針阻力與通常小物塊所受重力相比不能忽略；（6）中儀器先進(jìn)但一般中學(xué)沒有；（7）中若用閃光照像技術(shù)則是一種好方案，但設(shè)備和技術(shù)都達(dá)不到要求，若用平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法誤差較大；（8）中θ和v0的測(cè)量難度較大；（9）中相對(duì)而言較切合中學(xué)實(shí)際；（10）中需測(cè)定的物理量多且很難采取絕熱措施；（11）中學(xué)階段不易測(cè)定荷質(zhì)比；（12）只是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，無法付諸實(shí)踐，但可估算，代入數(shù)據(jù)得g＝9．857m／s2，與標(biāo)準(zhǔn)值9．81m／s2只相差4．8．綜上所述，中學(xué)階段通常采用單擺法測(cè)定重力加速度．

3．依據(jù)方案，選定器材

實(shí)驗(yàn)方案選定之后，考慮該方案需要哪些裝置，被測(cè)量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系，這些物理量分別需用什么儀器來測(cè)定，從而確定整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材．

在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，是利用單擺裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，故需鐵架臺(tái)、細(xì)線和擺球等來組裝單擺．重力加速度可表示為g＝4π2l／T2，周期需用秒表測(cè)定；擺長(zhǎng)l是從懸點(diǎn)到擺球中心的距離，因此需用米尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)定擺線長(zhǎng)度l和擺球直徑d．從實(shí)驗(yàn)原理表達(dá)式可以看出，實(shí)驗(yàn)與擺球質(zhì)量無關(guān)，故毋需使用天平．

當(dāng)然，從實(shí)驗(yàn)方便性和精確性角度考慮，還需對(duì)所選器材作進(jìn)一步要求，以期把系統(tǒng)誤差降到最?。缟鲜銎鞑闹?，擺線的伸縮性和質(zhì)量應(yīng)較小，擺球的質(zhì)量應(yīng)較大．?dāng)[線伸縮性大，其長(zhǎng)度會(huì)隨拉力變化而變化；擺球與擺線質(zhì)量相差越小，系統(tǒng)（擺線和擺球）質(zhì)心偏離擺球中心越遠(yuǎn)，誤差就越大．為了便于觀察，擺球振動(dòng)的路徑宜長(zhǎng)，但又要確保單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，故擺線宜長(zhǎng)些，常取1米左右．

4．?dāng)M定步驟，合理有序

實(shí)驗(yàn)之前，要做到心中有數(shù)：如何組裝器材，哪些量先測(cè)，哪些量后測(cè)，應(yīng)從正確操作和提高效率的角度擬定一個(gè)合理而有序的實(shí)驗(yàn)步驟．對(duì)一些可直接測(cè)量的物理量，可先行測(cè)量；對(duì)需通過實(shí)驗(yàn)裝置才能測(cè)定的物理量，須先組裝器材，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察和測(cè)量．

在“利用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中．原理表達(dá)式g＝4π2l／T2中的l和T分別為單擺的擺長(zhǎng)和單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期．因此應(yīng)先組裝單擺，再測(cè)定擺長(zhǎng)，最后讓單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，測(cè)定周期T．根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度g的值．至于過程細(xì)節(jié)不再贅述．

5．?dāng)?shù)據(jù)處理，誤差分析

高考對(duì)此要求不高，但常用的數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法還是應(yīng)該掌握，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)予考慮．