时间：2023-03-23 15:10:07
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇实验设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
“血型鉴定”是初中生物“人体生命活动的能量供给”一节的模拟实验。可以让学生体验血型的鉴定过程，理解血液鉴定及输血的原理。教材建议使用的化学药品价格较高，很多学校的生物实验室中未必都能有购置，同时，其中有几种有毒性，学生实验过程中存在安全隐患。陈乐东老师对实验做了改进，建议用硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙沉淀模拟血液凝集。通过产生沉淀来模拟凝集，初中一年级学生对化学知识的了解有限，并不能很好地理解血型鉴定的原理及输血原则。从经济性和效果方面考虑，本实验用墨水来做，也可以收到较好的教学效果。
二、材料准备
1.三种不同颜色的墨水，分别是：红色、纯蓝、墨汁（可适当稀释）。2.试剂瓶6个，一个装红墨水，标明“A标准血清”，另一个装纯蓝墨水，标明“B标准血清”；其余四个分别装红墨水、纯蓝墨水、墨汁和清水，模拟四种待测血液样品，在试剂瓶上标明甲、乙、丙、丁。3.载玻片4个，在左右两边的边缘分别用记号笔标明A和B（与医院中血型鉴定方法一致）。
三、实验原理
用红墨水代表A型血样；用纯蓝墨水代表B型血样；墨汁代表AB型血样；清水代表O型血样。四种样品在滴加红、蓝墨水代表的A、B两种标准血清时，会有不同的颜色变化，用变色与否代表凝集反应，如下表：
四、模拟实验过程
1.取4张载玻片，均在标明A的位置上方滴加1滴红墨水（A标准血清），在标明B的位置上方滴加纯蓝墨水（B标准血清）。2.在每张载玻片上滴加一种待测样品，A、B标准血清中各加1滴。3.观察是否变色，将结果记录在下表中，在括号内注明血型：
五、讨论
实验前将所用试剂都置于电热恒温干燥箱中，在110℃条件下烘干处理3h，脱水后密封保存备用。以转炉提钒钒渣为参照［8－9］，配置实验试样组成的质量分数见表1。配好的试样放入玛瑙研钵中研磨，保证样品充分混匀。实验材料准备好后进行以下实验：（1）差热分析法（DSC）实验：利用DSC精确测定试样的相变和反应温度。使用氩气（99．99％）作保护气氛，流量为2L／min。设备升温和降温速度为10℃／min，试样量为10mg［10］。（2）高温淬火实验：为确认FeO与V2O5发生的反应和生成的物质，以DSC测定的相变温度为依据进行高温淬火实验。试样装入MgO坩埚（33mm×29mm×50mm），放入二硅化钼炉中，加热到试样的液相线温度以上50℃，然后再降到至相变温度并保温一定的时间后迅速取出，置于水中淬冷。（3）样品表征：X衍射分析淬冷后的试样物相；采用扫描电镜观测样品形貌及尺寸。
2结果与议论
2.1差热分析试样经升温熔化后均匀性更好，故本实验以DSC降温曲线结果为准。从DSC降温曲线中得到试样的相变温度见表2。从表中可看出：1—4号试样在600℃左右开始熔化产生相转变，原因是1—4号试样中FeO含量较低，有放热峰出现所致；随着试样中FeO含量增加，试样的熔点升高，600℃左右不易发生熔化而产生相转变；1—7号试样在接近800℃左右均发生相变，原因是V2O5发生了分解反应：V2O5V2O3＋O2；3—10试样在970℃、1300℃、1450℃左右均发生了相变或反应。
2.2XRD分析试样高温淬火后用RigakuD／MAX2500衍射仪进行分析。试样在970℃保温2h后迅速取出用水淬冷，部分试样的分析结果见表3。图1和图2分别是试样10在1450℃和1300℃保温后得到的X衍射图谱。分析X衍射结果发现，FeO－V2O5体系在高温下发生了反应，970℃时主要生成钒酸铁FeVO4，1300℃和1450℃时主要生成反式钒铁尖晶石Fe2VO4；随着FeO含量的增加，体系中的物相减少，只有Fe2O3由此可以看出，FeO和V2O5之间发生了一系列氧化还原反应，其反应的实质是V2O5在反应开始时发生分解得到V2O3和O2，FeO被氧化成Fe2O3，V2O3与FeO和Fe2O3同时发生反应生成Fe2VO4，未分解完的V2O5与Fe2O3发生反应生成FeVO4。
2.3SEM分析通过扫描电镜可以更直观形象地观察铁钒体系中的物相结构。图3为试样分别在1450℃、1300℃保温30min的SEM。从图中可以看出，铁钒体系主要组成为钒铁尖晶石相和铁氧化物相，图中灰白色物相为尖晶石相，黑灰色物相为铁氧化物相。由1300℃保温得到的钒渣矿相中尖晶石的粒径明显比1450℃保温得到的尖晶石粒径大，其尺寸分布范围也较宽，主要分布在10～30μm之间。在1450℃保温时，尖晶石粒径主要分布在10～25μm之间，尺寸相对较小。这是由于高温下形核率大于晶体长大速率，所以形核较多，晶体尺寸较小；当温度降低时，形核率增大，但其增长率小于晶体长大速度，所以随着保温温度的降低，尖晶石平均晶粒尺寸增加。
3实验内容拓展
本文所设计的综合实验是研究型实验。学生可以在教师指导下完成系列实验，包括熟悉实验内容、设计实验方案、准备实验材料、完成实验操作、分析实验结果和撰写实验报告。通过该研究型实验，激发学生获取新知识的欲望，催化学生创新的热情，使学生更加注重知识体系的系统性和整体性，从而完成理论—实践—理论的循环过程。应用TRIZ理论的动态化原理［11－12］，还可以对实验内容进行拓展，不断扩充和更新实验内容：（1）进行铁钒体系平衡的热力学计算。学生可根据最小吉布斯自由能原理进行计算，验证实验结果和理论计算的一致性。（2）探索钒铁尖晶石结晶规律。学生可在前期研究的基础上，自主设计实验方案，探索影响钒铁尖晶石结晶规律的因素。（3）从FeO－SiO2－V2O5系着手，探索钒氧化物的行为，为改进造渣制度提供理论依据。（4）探索焙烧浸出方式制取钒氧化物时工艺参数对钒铁尖晶石的影响。
4结束语
选择紫甘蓝汁作指示剂一些电解质溶液电解后，其酸碱性经常发生变化，因此需要加入酸碱指示剂（如酚酞）揭示阴阳极所发生的电极反应；紫甘蓝汁可由紫甘蓝（紫卷心菜）制得，所含色素的颜色会随pH改变而有鲜明的变化，且较稳定，可保存较长的时间，是一种天然的酸碱指示剂；已有文献报道了紫甘蓝汁遇到不同pH溶液所呈现的不同颜色。笔者将紫包菜剪碎，用热水浸泡获得紫甘蓝汁（或直接剁碎紫包菜挤压获得高浓度的紫甘蓝汁）。借助于pH传感器配制了上述不同pH的溶液，发现溶液酸性增强，紫甘蓝汁的颜色由紫青色逐渐转变为红色，溶液碱性增强，紫甘蓝汁的颜色由紫青色先变成绿色，后变为黄色，证明了上述结论的正确性。因此我们借助紫甘蓝汁来作为该微型实验的酸碱指示剂。
2实验应用
2.1电解硫酸钠溶液
配制1mol•L-1硫酸钠溶液，向2个西林瓶中分别加入硫酸钠溶液至体积占大部分，然后滴加紫甘蓝汁至瓶口，将盛满液体的西林瓶反倒于瓶盖中，与注射针头相接触。向饮料瓶盖中加入少量硫酸钠溶液，以保证整个装置回路，用连接导线的的鳄鱼夹各夹住2个注射针，并分别与9V的电源相连。可以发现大约1~2分钟就可以观察到下列明显的现象：阳极附近有气泡产生，溶液变红色说明阳极区显酸性，水分子失去电子，生成氧气和H+；阴极附近有气泡产生，溶液变绿色说明阴极区显碱性，水分子得到电子，生成氢气和OH-。学生依据上述的实验现象就可以写出该反应的电极反应式。随着反应的进行，阴极溶液碱性增强，由绿色变成黄色。笔者建议若本实验应用于课堂教学，只要观察到阴极区变绿色即可，若应用于综合实践活动和研究性学习，可引导学生进一步观察溶液颜色的变化。阳极反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
2.2电解饱和食盐水
将上述硫酸钠溶液换成饱和食盐水，阳极电极换成铅笔笔芯，其余步骤同上。电解饱和食盐水，阴极区H+得到电子，生成氢气，因此附近溶液颜色由紫色变成绿色进而变成黄色，溶液显碱性。阳极溶液的颜色变化则由紫色变为红色，进而变为无色，并且可以闻到少量的刺激性气味，这说明Cl-失去电子，发生氧化反应，生成氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，颜色的鲜明变化可以揭示这一系列化学反应。阴极反应：2H++2e-=H2↑阳极反应：2Cl--2e-=Cl2↑Cl2+H2OHCl+HClO但该实验进行到10分钟时，阳极溶液才褪色，此时产生的气体已把阳极的溶液排得仅剩少部分，而阴极所在西林瓶中的溶液则更是被排得所剩无几（因为氢气的逸出速率比氯气大）。为了解决该问题，笔者将作为阳极的西林瓶中溶液体积减少一半，阴极溶液体积不变，可以发现大约5min内阳极就可以出现由紫色变红色进而褪为无色的现象，便于学生的自主探究。该微型实验装置也可以用于其他溶液电解实验的研究，由于不同反应的分解电压有差别，可在电源回路中串联一个合适的变阻器，用于调节电解电压，实验时逐渐增大电压，至电极上有明显反应为止。
3实验特点
宋心琦教授在“中学化学教学改革与微型实验”一文中指出，微型化学实验在中学化学中推广艰难的原因之一是很多物质在微量时和常量时给予观察者的感受可能不同，使得印象或结论因此不同。笔者认为不仅是物质本身，化学反应有时在微量和常量时给予观察者的感受也不同，而本案例中的电解质溶液虽然是“微量”（3mL），但现象并没有因此打折扣，实验现象明显。以电解硫酸钠溶液为例，阴阳两极的溶液分别呈现红色和绿色，呈现鲜明的颜色区别。
上述介绍的实验装置和相关的设计除了具有现象明显的特点外，还具有以下一些优点：
（1）时间较短，适合学生自主探究，探究电解硫酸钠溶液大约1分钟后就能观察到明显现象,而饱和食盐水的电解则可以在5分钟内看到阳极先变红后褪色的现象。
（2）成本较低，在淘宝上购买西林瓶，仅2毛钱1个，注射器为2元，而铅笔芯和饮料瓶盖均可在日常生活中寻找，唯一较贵的是电池为8元左右，可重复使用多次。
1.1活动向导作用简介为了方便教学活动的开展，PacketTracer特意为学生和教师添加了一个有用的工具：活动向导。通过活动向导可以使教师非常方便地为学生创建一个非常具体的网络环境，然后让学生完成这个网络的搭建与配置。通过活动向导可以对考题进行分数的设置，一般情况下每设置一个知识点系统就会给这个点设置1分，而该考试题的总分要视该试题所包含的知识点的数量来决定[1]。当我们进入如图1所示的活动向导对话框以后，可以看到左边有10个按钮，它们分别对应10种不同的功能。⑴【Welcome】是欢迎界面，这个界面对活动向导的功能进行了比较系统的介绍。⑵【VariableManager】是变量管理器。⑶【Instructions】是文字编辑器，教师命题的文字和图片部分就在这里进行编辑。⑷【AnswerNetwork】按钮可以打开一个的窗口，在这个窗口中教师可以为自己设计的网络给出答案。⑸【InitialNetwork】按钮可以打开一个界面，通过这个界面可以设置一个网络让学生来完成搭建和设置。⑹【Password】按钮可以为我们设计的网络问题添加密码。⑺【TestActivity】按钮可以打开PacketTracerActivity窗口，在这个窗口中有我们为问题网络编写的说明，也有测试该网络是否正确的按钮和重置网络的按钮。⑻【CheckActivity】按钮的功能与【TestActivity】按钮基本一样。⑼【Save】按钮的功能是将编写好的网络问题保存在磁盘中，文件的扩展名是pka。⑽【Exit】按钮是当我们结束问题的编辑工作时用来退出活动向导界面返回PacketTracer的界面。
1.2HTML基本使用介绍在活动向导中操作指南是设计网络评估测试题的一个重要环节，通过操作指南用户可以知道应该怎样搭建和设置网络。在操作指南的图文编辑中，有不少HTML语言的标签，这些标签写在尖括号中，在文字的前后各有一个，成对出现，这就是我们所说的HTML语言的标签。与此同时，活动向导为网络试题提供试题答案管理器这项功能。在将设计的网络连通后，会出现一个树状结构，在这个结构中，我们可以为这道网络测试题添加所需测试的内容，也会为每一个内容设置分值。在树形结构列表中FeedbackWhenIncorrect栏是错误操作信息反馈栏，教师可以在这一栏中编写一些反馈信息，如果学生在这项操作中出现了错误，那么系统会把教师所编辑的反馈内容显示出来，这样可以给学生一些提示[2]。
2PacketTracer具体实验案例
PacketTracer模拟器中现有21个实验的学习练习题以及对应的测试题，可供教师在教学、作业、测验中随意使用。每个实验，模拟器都会提供相关的知识、实验拓扑中的路由器IP地址方案以及实验任务和配置过程。根据要求，学生可以进行连线，当完成连线后，学生可以知道自己的完成情况，也可知道所得的分数。以下是其中两个实验案例。
2.1RIP路由协议相关实验设计实验设计思路及背景：RIP是路由信息协议，是使用最广泛的距离矢量路由协议。和其他的距离矢量选择协议一样，它也是遵循距离矢量选择协议的规律，RIP每隔30秒就发送自己完整的路由表到所有激活的接口[3]。为了加强对该协议的学习，本次设计考虑到了RIP协议一些重要的特性，如版本1不支持不连续的网络；版本2默认时不接受版本1的更新信息等等[4]。根据这些特性，本次设计的理念是想办法解决这些问题，使这些功能能够实现。实验设计拓扑：根据实验需解决的问题，RIPv1与RIPv2之间路由选择的解决方案如图2所示。实验设计要点：⑴掌握RIPv1和RIPv2的基本配置。⑵掌握如何让RIPv1和RIPv2兼容。在属于RIPv2网络并连接RIPv1网络的接口上执行命令，可以使得RIPv2网络接收版本1的路由信息，从而实现RIPv1和RIPv2网络的兼容。实验需达到的效果：希望通过两个实验设计的全过程让学生更加熟悉RIPv1和RIPv2的差异性和统一性，在今后路由协议的运用中做到游刃有余。实验主要涉及协议：路由信息协议是一种使用最广泛的内部网关协议，是在内部网络上使用的路由协议(在少数情形下,也可以用于连接到因特网的网络)，它可以通过不断地交换信息让路由器动态地适应网络连接的变化，这些信息包括每个路由器可以到达哪些网络，这些网络有多远等[5]。RIP是由“网关信息协议”发展过来的，可以说网关信息协议是RIP的最早版本。后来的一个版本才被命名为“路由信息协议”，是Xerox网络服务协议簇的一部分[6]。
2.2OSPF协议相关实验设计本次实验设计思路及背景：OSPF协议是一个链路状态协议，其分层次的概念深受许多企业的青睐，在许多企业网络、校园网络中OSPF都是网络规划师优先考虑使用的路由协议。基于该协议使用的广泛性和实用性，就有了本次实验设计的构想。实验设计拓扑如图3所示。实验设计要点：希望学生深刻理解区域的概念。OSPF提出了“区域”的概念，一个网络可以由单一区域或者多个区域组成。其中一个特别的区域被称为骨干区域，该区域是整个OSPF网络的核心区域，并且所有其他的区域都与之直接连接[7]。⑴掌握OSPF基本配置。⑵理解DR和BDR的选举过程并控制选举。同一个广播域的路由器或者一个点对点连接的两端的路由器，在发现彼此的时候，建立邻接[8]。OSPF协议同时使用单播和组播来发送Hello包和链路状态更新，使用的组播地址为224.0.0.5和224.0.0.6。与RIP和BGP不同的是，OSPF协议不使用TCP或者UDP协议而是承载在IP协议之上，IP协议号为89，工作在OSI模型的传输层[9]。⑶多路访问网络以及非广播多路访问网络的路由器会选举指定路由器（DR）和备份指定路由器（BDR），DR和BDR作为网络的中心负责路由器之间的信息交换从而降低了网络中的信息流量。OSPF协议同时使用单播和组播来发送Hello包和链路状态更新，使用的组播地址为224.0.0.5和224.0.0.6[10]。
3实验结果归纳及问题分析
3.1设计结果归纳本次设计实现了两方面的功能，一方面是教师编写基于PacketTracer的路由器配置的测试题目，设置分值，设置测试时间及管理密码等，并且可以跟踪检查学生对于路由器配置的掌握程度，方便辅导学生；另一方面，学生通过这样的测试系统可以在做题的过程中了解自己配置的进程，还可以一边配置，一边检查，方便自测，查找配置缺陷、网络连通障碍等等。尽管在时间以及操作上对考生做了限制，采用PacketTracer来进行实验反倒能加快学生对知识的掌握速度，避免了将很多时间浪费在物理硬件设备的连接和调试上。
3.2设计中所遇问题分析本次设计中主要做的就是展现PacketTracer相对于其他网络模拟器的优势方面，从而为将PacketTracer应用于计算机网络实验课程的教学做适当的铺垫。系统设计还存在欠缺，有很多模块操作还不够人性化，对很多错误信息的处理还不够全面。所开发的PacketTracer软件也有一定的限制，比如说在实现控制列表方面，不能够使用自反控制列表等。
4结束语
1．1教材中关于探究杠杆的平衡条件实验设计
在教材中，该实验安排为学生分组实验，并且要求在九年级上学期的第一周就要完成．具体步骤是:(1)通过实验会让学生调节杆杠，让杠杆在水平位置达到基本平衡，因为这样便于从杠杆上直接读出力臂的大小;(2)把一定的钩码挂在杠杆左侧，用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆，当杠杆达到水平位置平衡时，记录下测力计数据;(3)通过变换钩码数量，或调整塑料卡子改变钩码的位置，或调整塑料卡子改变弹簧测力计的位置，重复上述步骤;(4)记录三组数据，然后进行数据分析．
1．2杠杆平衡条件的定量计算
杠杆平衡的条件是:F1L1=F2L2，只要有3个物理量，就可以通过公式运算出来第四个物理量．该阶段实验的难度在于:(1)杠杆示意图要准确;(2)单位需要做到统一;(3)保证测量直尺的密度准确均匀．核心是讨论杠杆的平衡问题，杆杠得以保持平衡的条件是:F1L1=F2L2，如果杠杆达不到平衡条件，可以将杠杆的支点向乘积较大的一方移动．
1．3杠杆实验中出现的问题
(1)实验设备对平衡的影响．平衡实验设备一般搭配的塑料卡子，但是这会影响到杆杠平衡的精确度．一般来说，塑料卡子约在0．2克，这对平衡造成的影响是不可以小看的，因为这会直接影响到定量计算的精确问题．关于这一问题的解决方法，可以变换质量更轻的棉线圈取代设备自带的卡子．这可以大大减少实验的误差问题．(2)杠杆平衡的判断问题．老版教材采用的是用钩码代替作用力F1和作用力F2，没有使用弹簧测力计．虽然使用钩码既方便又便于观察，但是难以连续改变作用力F1和作用力F2的大小，力臂测量的不准确也会直接影响到定量计算的准确问题．因而，新版教材已改进为左端用钩码，右端用弹簧测力计向下拉动进行实验．但是弹簧测力计在右端倒置使用时由于受弹簧测力计弹簧、铝质滑片和外壳的影响会使测得的拉力要小一些．建议教师使用弹簧测力计在左侧(与钩码在同一侧)施加拉力作用，正置使用，在竖直方向上调零，学生也比较熟悉．而且可以尝试用弹簧测力计斜向上拉杠杆，直至杠杆在水平位置平衡，记下此时的动力、阻力、阻力臂的值，需要借助刻度尺及三角板辅助测量出动力臂的值，体会为什么实验中要调节杠杆在水平位置平衡．
2杠杆实验的教学反思和后继实验
2．1保证杆杠实验的准确度
杠杆属于力的研究范畴，但力是一个比较抽象的概念．杠杆平衡实验就是为了让学生深切的体会力和力的作用，但是力臂也是需要考虑的问题．总结上面的实验问题可以看出，其中核心问题还是在于测量和计算的精确问题．在实验前，教师要求学生调节杠杆到水平位置的原因也就是考虑到杆杠自身的重力对平衡造成的影响．传统的做法是要求学生实验3次，最后来求平均值，以此方法减少误差．但是很显然，这样的做法依然是存在问题的．笔者认为实验的次数可以加大到约10次左右，同时也对记录数据的表格进行了改变．
2．2教学过程中的问题意识
杠杆属于简单机械，要求学生在观察中发现问题和寻找解决方式，这是苏科版初中物理教材独特的设计模式．因此教材设定了实验活动的内容，不仅有探究、观察、实验，还有讨论、交流和评估等内容．因此，在课堂中引导学生提出问题，并想办法解决是教师的重要责任．比如在实验中遇到图1出现的问题:怎么在不改变O点右侧的数据，同时保持左侧第几个钩码不变，需要将另外2个钩码移到到其下方?这一问题是考察学生在限定性条件下，如何动脑筋解决问题．根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，通过相应的计算可以得出答案为第2格．另外，教师也可以根据具体的教学情况，询问学生一些通过实验才能读出的问题．比如问:(1)平衡螺母的在杠杆平衡实验中的作用是什么?(2)为什么需要调节杠杆到水平位置?(3)如果挂好钩码后，是否可以再次调整平衡螺母?
2．3杠杆平衡实验在生活中的应用问题
实验的目的就是为了让学生在生活中可以灵活地运用所学知识进行常识性判断，杠杆平衡实验尤其表现出在生活中的适用性．最简单的应用问题就是，学生可以依据杠杆平衡的条件准确地判断费力杆杠、省力杠杆和等臂杠杆．即当F1×L1=F2×L2时，若L1＞L2，那么F1＜F2，该杠杆就是省力杠杆;若L1＜L2，那么F1＞F2，那么该杠杆就是费力杠杆;若是若L1=L2，F1=F2，那么就是等臂杠杆．经历过杠杆平衡的实验，学生至少应该能够绘画出杠杆示意图，并且能够通过分析数据，得出一定的平衡规律．同时，学生还应该关注生产生活，了解杠杆在生活中的作用，比如我国古代的舂和桔槔就是善于运用杠杆的结果．
3结语
开展实验设计是实现知识、能力、素质三位一体教学模式的一种改革，也是实现培养创新、创造、创业三创”人才的重要手段之一。因此，采取小学期制实验设计的实践教学活动是非常有必要的，不仅能够打破传统教学方式的局限，激发学生主动学习的积极性，而且学生也能通过实验设计学到很多科研方法，培养和锻炼解决问题的能力。当学生的想法变成现实时，他们会很有成就感，从而乐于思考问题，提出新的想法，非常利于学生创造性思维及团结合作精神的培养。
2药学本科小学期制药理学实验设计实施环节
小学期制的实验设计不同于其他学科实验教学中的设计性实验，它属于探索性实验。在药学本科生学完重要的主干课程和一些方法学课程后，已经初步具备了进行实验设计的基本知识和技能，这为开展小学期制药理学实验设计提供了有利条件。笔者承担了小学期制药理学实验设计带教任务，在实际工作中，将小学期制实验设计分为基本知识介绍、实验设计、实验实施和实验考核4个环节进行，具体步骤如下。
2.1基本知识介绍
在正式实验前5天，笔者召集实验班级学生，对其讲解实验设计基本内容，详细介绍药理学实验设计的目的和基本原则，包括科学研究中实验设计的三要素（即研究因素、研究对象、研究效应）以及应遵循的统计学的三大原则（即重复、随机、对照原则）。根据药理学学科特点，具体讲解实验动物的特性、药理学实验动物的选择、动物模型的复制、给药剂量、给药途径和观察药效学指标的确定方法以及在实验分组中如何体现随机性和对照性原则。此外，还讲解了如何利用教材和网上资源查阅文献资料以及数据统计方法的选择及应用等。
2.2实验设计
在介绍完实验设计基本知识后，紧接着将本实验室所有的仪器、设备、动物情况告诉学生，让学生自由组合，每5～6人一组，并让其围绕要求根据自己的兴趣选题。为避免个别学生存在依赖心理，要求每一位学生独立完成实验设计。给学生5天时间查阅文献资料，制订实验设计方案。为使学生对实验设计的基本步骤和内容有较完整的认识，给出实验设计报告内容，包括研究题目、理论依据及研究现状、研究内容、仪器与药品、研究方法、实验对象、性别、规格、数量、实验组与对照组的处理、观察指标、实验步骤、统计方法选择、预期实验结果、设计人、设计日期等。开始实验的前一天收集实验报告，教师仔细阅读批改，做到心中有数。实验第一天，首先让每一位学生上台讲解实验设计的目的和思路，汇报设计方案，预期实验结果，提出存在的问题及解决措施，并回答其他学生提出的问题，然后由教师就实验设计中方法的科学性、合理性和可行性及思维的创新性及步骤的严谨性等做出评价。讨论实验设计并进一步修改完善后，由小组成员共同选择一个可行性较好的实验设计并实施。共同讨论形式有助于拓宽学生的知识面，有助于学生由一种实验方法认识到一类实验方法，从单个药物的研究方法引申出一类药物的研究方法。在实验设计中，锻炼了学生分析问题的能力和语言表达能力，并对文献检索和统计方法的运用也有了进一步的认识和体会。
2.3实验实施
通过设计实验和讨论实验，学生基本掌握了实验目的、方法、步骤。为了培养学生严谨的科学态度和实事求是的实验记录习惯，在实验进行前，首先要求学生严格按照实验记录报告的内容格式记录结果，包括实验组、实验日期、室温、实验题目、实验材料、药品和试剂的配置、实验步骤、实验结果（观察指标、动物号、时间）、初步结论、实验失败或出现意外结果的原因、实验改进的建议、实验人、记录人、日期。然后安排学生以小组为单位，独立完成药物配制、动物分组、编号、动物给药、实验操作、观察药效指标及记录结果的全过程。教师从旁指导实施，及时提醒学生注意事项，以免出现误差或实验失败，要求学生认真科学地记录和分析实验结果，使学生对实验设计的可行性有进一步的认识。
2.4实验考核
小学期制实验设计考核既不同于理论教学考核，也不同于专业实验教学考核，它是对学生实验基本技能、学习主动性、思考分析问题能力、创新能力、表达能力、团队合作精神、知识整合能力、写作能力的全面评价，是开展实验设计中不容忽视的环节。教师不能只看实验的成功与否，而应从实验的全过程全面评价学生的能力，依据学生的实验设计、实际动手能力和对实验结果的客观分析能力、论文撰写水平进行综合评定。
3药学本科小学期制药理学实验设计的效果与不足
小学期制药理学实验设计的效果有以下几点：（1）通过引导学生参与实验设计，使学生对科学研究有了进一步的了解，并极大地激发了学生对科学研究的兴趣。（2）培养和锻炼了学生的能力，使学生的综合能力有了很大提高，并为本科实习和研究生课题研究奠定了基础。药理学设计性实验是学生自己进行实验设计并实施的，是学生知识和信息的处理能力、创新能力、观察能力、动手能力、协调能力、分析问题和解决问题能力得以全面展现的舞台。（3）培养和锻炼了学生相互协作的团队精神。
“感应电流的方向”这节课重点就是让学生对楞次定律进行探究、理解和应用。一般情况下，对“楞次定律探究”的教学是这样设计的：
1.创设情境，复习引入
问题一：电流计指针偏转方向与通入电流的关系？【实验一】探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系。师：如何才能知道指针偏转方向与电流进入方向之间的关系？是否可以通过实验来确定呢？【学生实验1】学生按图接好电路，探究指针偏转方向与电流进入方向之间的关系，并完成下表。结论：电流从何方流入指针就向何方偏转。问题二：感应电流产生的条件？【实验二】感应电流产生的条件：师：在上述实验中，我们已经得出感应电流产生的条件是什么？生：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。师：磁铁插入与抽出时，指针偏转的方向相同吗？指针左偏与右偏意味着什么呢？生：不同。指针偏转不同，表明电路中的电流方向不同。问题三：怎样判断通电螺线管中的电流方向？师：怎样判断通电螺线管中的电流方向呢？生：根据电流计指针的偏转方向和螺线管上的导线绕向来判断。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是否遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。
2.确定课题，分组探究
【学生实验2】学生按图接好电路，做实验并填附表。
3.分组总结，难点依旧
描述实验现象，填表。讨论回答：师：穿过闭合回路的磁通量的增减会导致什么结果？生：有感应电流产生。师：感应电流又会产生什么？生：会产生感应磁场。师：那么这两个磁场的方向之间有什么关系呢？请大家分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程。（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。结论“：增反减同”，即：判定感应电流方向的方法，其内容为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，由此得出了楞次定律。在这个教学过程中，学生的学习效果如何呢？实际教学中，学生共分成八个小组，其中有三个小组的实验表格不清楚怎么填而求助于教师，三个小组的表格填了一部分，而只有两个小组在参照课本的情况下填得比较好。这说明，虽然在教学中运用了各种物理学方法，但并没有有效地帮助学生理解物理学知识。可想而知，之后楞次定律的得出也就比较困难，对定律理解也就不够透彻。如何“有效”运用这些物理学的方法呢？关键还是要结合学生学习的实际情况，合理地运用物理学方法。于是，教师带领学生对这一实验设计进行了如下的改革，取得了很好的学习成效。
二、改革后的实验设计方案
1.实验法
所谓实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验法是学生做好实验的前提和基础，教师耐心细致地做好这一步，才能帮助学生顺利进行后面的分组实验。于是，教师带领学生对实验教学过程做了如下改进：（1）创设情境，复习引入【实验一】产生感应电流的演示实验。教师演示分步连好电路，由学生上讲台操作，全体学生观察。问题一：怎样做能够产生感应电流？生：将条形磁铁不断插入或拔出螺线管。问题二：为什么产生了感应电流？（感应电流产生的条件）生：闭合回路中磁通量发生了变化。问题三：灵敏电流计的指针偏转与螺线管中的电流方向有什么关系？生：电流从哪边流入灵敏电流计，指针就向哪边偏。根据指针的偏转情况就能判断出螺线管中的电流方向。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。（2）确定课题，互动探究【实验二】探究感应电流的方向。教师实验：N极向下插入螺线管中，请学生记录实验现象，把电流方向标在下图中。学生分组：N极向下从螺线管中拔出，S极向下插入螺线管中，S极向下从螺线管中拔出，分别记录实验现象，并把电流方向标在下图中：由于有教师在【实验一】中的电路连接演示及在【实验二】中的实验操作演示，学生的实验做得很顺利，实验现象的记录也很准确，可以说又快又好，有效地完成了这一教学环节。那么接下来，如何由实验现象整理和归纳出所要得出的结论，这就要看归纳法运用得是否有效了。
2.归纳法
所谓归纳法是指从个别元素中概括出一般结论的思维方法，也可以指学科学习中具体的一种科学方法。由实验现象归纳得出物理规律，在学生的学习过程中具有重要作用。于是，教师进一步对教学中的归纳过程做了如下改进：首先，降低填表难度。整个表中对每一个实验现象分析所需要填写的空格被缩减为两个，如下所示：其次，设置问题，引发学生的思考。师：通过实验，我们知道了在不同情况下感应电流的方向（已画在图上），那么请大家分析一下，感应电流的方向与什么因素有关呢?生甲：可能与磁感应强度B的方向有关。生乙：可能与条形磁铁的运动方向有关。生丙：可能与磁通量的变化有关。分析：由过程一、二判断感应电流的方向与磁感应强度B的方向无关。由过程一、三判断感应电流的方向与与条形磁铁的运动方向无关。同样，由过程一、三判断感应电流的方向与磁通量的变化无关。那么，到底与什么因素有关呢？最后，难点由教师引导学生突破。师：感应电流会产生磁场吗？生：会。师：请大家画出感应电流的磁场方向，并分析原磁场方向与感应电流的磁场方向有什么关系？分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。得出结论“：增反减同”即这样设计的实验和学习课程，实际的实验过程顺畅了，学生几乎都能认真完成实验，记录下观察到的现象，并经过分析讨论得出了自己的结论，为楞次定律的进一步理解和应用打好了基础。由此可见，在教学过程中，关键是要保证让学生理解相应的知识。所以，任何教学过程都应当按理解的要求进行整体设计；任何教学方法的应用，都是为实现这一目的而服务的。因此，教学实验设计必须考虑让学生透彻理解的有哪些内容，怎样才能有效地帮助或引导学生理解这些内容，这些内容的理解过程应当运用哪些物理学方法最适合，在理解这些内容的各个阶段应分别达到什么要求，等等。假如我们对这些问题搞得比较清楚，在教学过程中恰当而有效地运用好物理学的方法，教学质量就会有大幅度提高，学生的学习也会有较大突破。
三、结论
1．高中生物实验设计遵循的原则
实验设计要遵循实验的原则。首先，实验的设计要具有科学性，科学性原则要求教师在进行试验教学的时候，要明确实验的目的性，在选择实验材料的时候，一定要选择具有科学性的材料、运用科学性的实验方法、使用合理恰当的实验原理。除此之外还要满足高中生物学实验的基本原则和原理。其次，实验设计要严谨，在生物实验进行时要保证实验设计的方案没有漏洞。最后，实验设计要简易，在进行实验的时候，要保证实验所需的材料能够容易获得，实验的操作步骤简单易懂，避免实验所需时间过长。除以上几点原则之外，还要遵循可行性原则、随机性原则、可重复性原则以及实验条件一致性原则等。
2．高中生物实验设计的方法
高中生物实验设计属于探索性的教学活动，任何的探索都是从问题开始出发的，因此，教师在进行实验教学的时候一定要重视引导学生去发现问题。在实验开始之前，教师首先要确定就是要通过实验来提出问题的假设，用实验来解决问题，用实验来得到正确的结论。由此可见，高中生物实验的设计是高中生物学科的难点。教师在设计实验的时候一定要引导学生去发现问题，让学生对实验感兴趣，并且不断的提出问题，在引导的过程中，激发学生的探索精神和学习兴趣，集中学生的注意力，激发学生的求职欲望，以及鼓励学生自我提问、学生与学生之间相互提问、学生与老师相互提问。除此之外，教师在实验设计的时候，还要不断地优化创新生物实验的设计，在设计的时候教师一定要利用控制单一变量的原则来不断地调整实验的进行，这样才能有效地培养学生的辩证思维和创新思维。只有做到了以上几点，才能有效地保证高中生物实验设计的科学性和有效性。
二、高中生物实验的分析
高中生物实验中，实验结果的分析占有很重要的位置。教师在进行实验分析之前，一定要给学生充分的思考时间，让学生进行讨论交流，使学生尝试着去分析实验的结果。将学生以小组为单位进行讨论，让学生自己去探索实验的原理、步骤以及对实验结果的分析。如此一来，不仅能够提高学生的学习兴趣，还能够使得一些有困惑的学生能够得到其他同学的解答后恍然大悟。对于学生一些较好的想法和提议，教师要给予及时的鼓励和支持。实验结果一般都可以观察和测量的实验现象，在生物实验中出现的真实状况，是获取实验结论的重要依据。假如教师所做的生物实验属于验证性实验，那么结果是唯一的，同样结论也是唯一的。假如教师所做的生物实验属于探究性实验，那么结果就不再唯一，且每一个结果都将得到一个结论。一般高中生物实验结果的分析，问题出现最多的实验就属探索性实验，通常表现的情况有以下几种:首先，实验的结果与实验的结论不一致;其次，教师在进行实验分析的时候不全名，没有正确且准切的分析实验结果出现的各种可能性;最后，教师在实验分析时语言表达不准确，甚至出现结果与结论颠倒的现象。通常生物实验结果分析使用的语句都是“如果……那么说明……”首先阐述实验的结果，然后再阐述得出的结论。
三、结束语
综上所述，高中生物实验重视的不仅是实验的技能，更注重实验的设计和分析，尤其是在近几年的高考中，实验设计和分析出现的相对频繁，并且所占的比例和分数也逐渐呈上涨的趋势。因此，教师在平时的教学过程中，一定要重视实验的设计和分析，对于实验过程中学生提出的一些好想法和意见，教师要给予及时的鼓励和支持。
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