学生实验设计

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学生实验设计范文第1篇

一、有的放矢——引导学生明确实验目的

实验目的是学生设计科学实验的出发点和最终目的，每个实验都至少有一个目的，学生必须清楚自己要设计的实验是为了解决什么问题。只有学生对实验目的理解透彻,对要研究的问题思考才会深。也就是说这个目的对后续的实验操作、交流分析、讨论总结等流程影响很大，学生对实验目的的解析水平将直接影响整个科学探究。学生在进行自主的实验设计时，就能提出科学的问题，明确探究的内容，理解实验的目的。如在教学三年级的《蚯蚓》一课时，观察蚯蚓部分，教师可以在探究活动前布置任务让学生分辨蚯蚓的哪一端是口，哪一端是。质疑是最佳的学习动力，这个细致的问题是三年级学生有兴趣、有疑惑的，也是他们急想解决的问题。这一任务的设置可以帮助学生更好地理解实验目的，更快地设计实验方案，之后的实验探究也会更加仔细。小学生为了证明自己对蚯蚓的相关猜测，必定会仔细探究蚯蚓的身体结构、运动方式，等等。这样了解实验目的后的自主设计，比简简单单的一句：“观察蚯蚓外形并记录”效果要好得多，学生在设计实验证明蚯蚓哪一端是口、哪一端是的过程中，始终处于要探究的问题情境之中。这种“扶”式教育，提高了学生的设计能力，也为后续实验提供了思维基础。

二、对症下药——引导学生选择合适器材

“工欲善其事，必先利其器。”科学探究需要充足的科学仪器和实验材料，其教学效果也是由材料的多寡、是否适用决定的，合适的器材可以让探究实验事半功倍。引导学生在选择器材上花心思，可以在思维上提示学生，让他们更全面、更深入地思考实验，理解实验，这样无形之中也就提高了学生的实验设计能力。在学生周围，有着许多的科学仪器和实验材料，它们有的功能不同，适用范围不一；有的功能相似，可以互相替换。小学生在设计实验方案时必须考虑探究实验的具体情况，进行科学合理的筛选。所选的科学仪器和实验材料应该是适用恰当、能达成实验目的的。简单来说就是：学生要选择尽量简单的实验材料，让实验效果尽量明显。如在教学五年级《光是怎样传播的》时，证明光是沿直线传播部分，“选择哪些材料让光传播的实验效果更大、更明显？”“这个卡纸的实验材料是不是比那个塑料板的实验材料更简单、更适用？”“改变了实验材料是否也要相应地改变光传播的实验设计？”……这一系列问题能激发小学生对光传播实验的理解。如果学生选择用生活物品来进行实验，如用吸管代替直弯管，用一次性塑料杯代替玻璃烧杯等，只要不影响探究实验的效果，是很值得提倡的。因为这些“替代式”设计改变了原有教学的封闭状态，可以让学生在家继续探究，从而大大突破科学探究活动在时间和空间上的限制。

三、因材施教——引导学生设计不同实验

引导学生设计不同的实验方案，也就是说同一个科学问题我们教师要正视不同学生间的能力水平、经验爱好等各方面的差异，合理引导不同的学生，激发每一个学生进行设计的积极性，放手让不同的学生设计出不同的实验方案加以解决。这种自主实验设计的教学要求学生有一定的设计基础，是培养不同学生实验设计能力的有效方法。让学生设计不同的实验方案对小学生要求较高，为了更好地引导学生，教师首先要营造出一种和谐宽松的氛围，让学生善于思考，勇于发言。其次我们可以从学生已有的经验中寻找需要解决的问题。这些问题往往是学生迫切想知道答案，急于探究其中的奥秘。如在教学五年级《岩石会改变模样吗》一课时，探索岩石变化原因部分，我们可以先让学生交流讨论，猜测变化原因，明确实验目的后，再自主设计方案来验证之前的猜测。教师对学生的实验设计不要加以干涉和限制，要鼓励学生从不同的角度思考问题，找出解决问题的多种方案。这样有一定生活经验的学生就会自己选择岩石变化原因（冷热、流水、植物、动物等）自主设计出难易程度不同的方案。通过这种初步的“模仿式”设计可以训练学生实验设计的思维方式，体验实验设计的基本步骤，使学生初步形成实验设计的基本思路，为实验设计的可操作性、可成功性奠定良好的基础。这种教学方式更注重学生设计能力培养的发展性、阶段性，更适用于小学阶段的学生。

学生实验设计范文第2篇

一、综合性实验的开展

传统的机能实验教学以验证性实验为主,主要目的在于强化与巩固课堂理论知识,往往忽视了对学生创新能力和综合素质的培养。而且,由于各学科之间缺乏有效地融合,使得实验内容有较多的重复,因此在一定程度上还造成了教学资源的浪费。为此,北医在1999年成立了统一的机能实验中心,将生理学、病理生理学和药理学三个教学实验室融合在一起,实现了资源的优化和共享,并相应开设了一系列综合性实验,如“血压调节和失血性休克”、“影响离体心脏灌流的因素及缺血—再灌注损伤”和“家兔肾功能测定及急性肾功能衰竭”等”,将生理学、病理生理学和药理学的知识有机地结合起来,使学生对机体正常的生理调节机制、疾病时功能代谢的改变和药物的作用有了直观和连贯的认识,促进了学生对所学知识的融会贯通,提高了他们综合运用知识的能力及彼此互助合作的团队精神。综合性实验的不足之处在于实验往往比较复杂,需要较多的课时来完成一个完整的实验,因此在时间安排上常常具有一定的难度。另外,综合性实验中依然是教师占据主导地位,学生相对来说还是处于一个被动的地位,对于培养学生的科研创新性还远远不够。

二、自主实验设计的开展

在掌握基础实验和综合性实验的前提下,为了进一步加强学生在实验过程中的主动性,激发他们的科研兴趣,培养他们的创新意识和独立分析问题的能力,我们在2001年又开设了设计性实验课程[1]。针对与机能学内容相关的研究目标,由学生以实验小组为单位自选题目,课下利用图书馆、互联网络查阅文献,提出实验设计方案,然后在实验课上进行实验设计答辩,通过学生之间的提问、回答以及老师的点评完善学生的实验设计,选择优秀的设计方案在橱窗展出。比如学完肝功能衰竭,很多学生就会想到去设计一个肝性脑病及其防治的实验方案;学完呼吸衰竭,就会想到去设计一个肺水肿及其抢救的实验方案。设计性实验的优点在于能够提高学生的自学能力,使他们能够结合课堂所学内容,针对某个有争议的环节去设计实验进行验证;或者突破所学课程的局限,设计跨学科的综合性实验,对于培养学生的科学思维能力、文献检索能力和表达能力具有较大的帮助。不足之处在于最初的实验设计只是纸上谈兵,缺乏实际操作,很多学生感到意犹未尽,抱有不小的遗憾。

三、自主实验设计及操作

经过对学生自主设计实验的不断完善,这项工作得到了专家的认可,学校也拨专款资助机能实验教学改革,从2004年起我们在评选出较优秀的实验方案后,就让学生们自己动手完成实验,这样学生们的设计性实验就不仅仅局限于纸上谈兵了。自主实验设计方案的实施为学生们提供了一个自由发挥、施展才能的更大空间,对调动他们的热情和积极性,进一步提高他们的科研兴趣具有重要意义,也由此获得了学生广泛的好评和热爱,许多学生甚至把它作为自己最喜爱的一个实验来对待,称为“我的实验”。为了提高实验的成功性,学生们会更加认真地设计自己的实验方案,课下和同学、教师经常进行交流和探讨,对设计方案不断进行修改和完善,对可能的结果反复推敲,保证了实验方案的科学性和可行性。比如,学生曾设计过“人工冬眠状态下家兔对缺氧的耐受性”,通过静脉注射氯丙嗪配合冰袋降温来模拟家兔人工冬眠状态,并通过监测血气来观察家兔对缺氧的耐受性。由于是刚刚开展自主实验设计的操作,并没有太多经验可拿来借鉴,因此尽管理论上准备的很充分,但由于没有事先安排预实验,所以实际操作时还是出现了一些意想不到的问题,比如药物剂量的把握等等,最终造成实验结果不够理想。尽管设计性实验的教学目的并不在于实验的成功与否,但如果实验结果不好,在一定程度上还是会影响学生的积极性。因此在后来的实验中,我们都尽可能地组织一部分动手能力较强的学生进行初步预实验,然后根据预实验的结果进行实验条件的调整和优化,以最大程度地保证学生在自主实验设计操作中取得较好的结果[2]。

四、实验设计的理论指导

自主实验设计不仅为学生充分运用自己所学的理论知识和施展实验技能提供了空间,也使学生对科研工作有了初步的认识,这对于培养他们的科学思维和创新能力,提高他们的科研素质都有较好的启示作用,也为今后从事科学研究工作奠定了良好的基础。尽管如此,在对几年来开展的学生自主实验设计进行总结的过程中我们还是发现了一些问题,主要表现在实验设计方案的科学性和创新性还有待加强。因为大多数学生都是初次接触实验设计,受知识结构及科研经历的限制,他们的实验设计大都局限在一个固有的框架中,是对已有机能实验的一个模仿,创新性还远远不够。而且,部分学生对实验设计的一些基本原则还缺乏应有的了解。为此,自2010年起我们又专门开设了2学时的理论课,由具有多年机能实验教学经验的教师对“如何进行实验设计”进行讲解。老师先让学生把实验设计中不了解、不注意以及不满意的问题全都提出来,然后引导学生展开讨论,最后才将实验设计的基本要素、基本原则及实验动物的选择等知识加以介绍。这堂课与其说是一堂理论课,不如说更像是一堂讨论课,教师采取开放式教学,以学生互相讨论为主,教师仅仅起一个引导作用。学生们提问非常踊跃,老师并不急于回答,而是把学习的主动权交给学生,让他们在相互讨论的过程中自己去寻找答案,以加深他们对实验设计的认识和理解。课后学生们反映这堂课收获很大,初步懂得了应该怎样去设计一个实验,了解了真正意义上的科研设计应该注意的基本原则。在进行实验设计的理论指导后,我们也看到同学们的实验设计水平有了一定的提高。

学生实验设计范文第3篇

[关键词]实验设计；能力培养；小学科学

[中图分类号]G623.8[文献标识码]A[文章编号]10079068（2017）12008301

小学科学是以探究为基础的学科，主张儿童要像科学家一样研究科学。而科学家在研究科学时一般是先假设，再设计实验验证，最后形成结论。也就是说学生要具有实验设计能力和操作能力。其中设计能力的培养，是让W生学会设计的方法，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力以及创新意识。但是，在教学中学生对要研究的问题有了猜测之后，设计实验时都比较急躁，不能深入思考，设计出来的方案创新性和操作性都不高。还有些学生根本不参与设计，完全靠别人的方案进行实验。在此情形下，我们教师应如何组织教学呢？

一、创造探究氛围，激发设计兴趣

在实验设计教学中，我们教师首先要创设一种和谐的氛围，让学生善于思考、勇于发言。小学生有自己的年龄特点和思维特点，在引导时教师要从学生身边常见的、熟悉的现象入手。只有学生对即将探究的实验内容心生疑惑，才会去自发思考、自主设计，对问题的思考才会深入。

如在教学《蚂蚁》时，教师可以在探究活动前布置任务让学生思考如何观察蚂蚁（主要解决蚂蚁乱爬的问题）。质疑是最佳的学习动力，这一任务的设置可以帮助学生更好地明确实验目的，更快地设计实验方案，观察更加地仔细。像这样明确实验目的后自发的实验设计，摆脱了传统实验教学中学生实验设计模式僵化的局面，使学生能全方位地参与实验设计，制订出自己的实验方案，提高了学生的创新思维和探究能力，也为后续的探究实验提供了保障。

二、立足课堂实验，培养设计能力

小学科学教材中对学生实验设计的基本原则和教学方法等没有专门的系统阐述，但是教材把它们隐含在了课堂实验和科学发展史中。作为教师我们应善于发现这些隐含信息，帮助学生了解和掌握实验设计的理论知识和实际运用，开发学生的设计能力，挖掘学生的创新思想。

在教学时，可以让学生利用课本实验进行简单的实验设计，在初步的“模仿式”设计中训练学生的思维方式，为实验设计的可操作性、可成功性奠定良好的心理基础。比如在 “绿豆的发芽实验”中，可以让学生自己选择变量因素：水分、温度、阳光等，这样学生的选择面广，实验的难易程度可调，符合“优秀学生有挑战、普通学生有信心”的要求。通过这种课堂实验的“模仿式”设计，可以让学生更多地体验实验设计的过程，提高其设计能力，还可以促使学生主动参与科学探究。

三、贴近生活实际，设计课外实验

在小学科学教材中，出现了许多探究实验，由于课堂的局限性（时间、空间等）只能研究某一方面，学生不能系统地理解科学。这时，我们教师可以利用网上作业、科技活动等平台，让学生继续探究。这些课外实验既改变了原有教学的封闭状态，又改变了原有教学的互动方式。

如在学习 “溶解” 这一单元知识时，我们可以通过网络平台布置课外实验。比如“白糖和食盐在水中溶解能力的比较”这一问题，可以由学生先提出猜测，再自主设计不同的方案来验证之前的猜测。教师对学生的实验设计等过程不做干涉和限制，可以让学生从不同的角度去思考问题，找出解决问题的多种方案。除此之外，只要是学生熟悉的、感兴趣的问题，我们都可以放手让学生去设计、探究，引导学生采用不同的设计方案，从而切实提高学生的实验设计能力。

四、综合多元评价，提高设计能力

为了切实提高小学生的实验设计能力，我们教师要及时对学生的实验设计进行评价，而且学生的实验设计活动中应该一直贯穿着评价。我们要清楚评价的目的在于诊断学生已有的能力水平及存在的问题，改善教学质量和提高学生相关能力，要摈弃以往过分重视成绩的评价系统。

同时我们要明白任何一种评价方法都有其特殊性和局限性。因此在教学时，我们教师应该采用多元化的评价方式，根据实际需要选择合适的评价方法。教师评价、自我评价、小组互评等评价方式也可以结合使用，以实现多方位评价，充分调动学生设计实验的兴趣，从而提高设计能力。

学生实验设计范文第4篇

关键词：创新；实验设计；减轻；学生负担

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2015）06-0295-01

物理是一门需要依靠完善的实验操作水平以及细致入微的观察力的数理性学科。物理学的高深奥秘只有在实际的试验中得以体现并加强学生的认知及理解能力。物理教师应该不断培养学生的好奇心理激发学生的求知欲望从而提高学生的实验实践动手能力，这样不仅能够使学生明确理解所学内容并做到举一反三，而且提高学生的学习能力增加自我学习欲望。

1.新物理实验设计要把握的几个原则

1.1以教材为主的原则。新课程是以开放性、生成性和创新性为价值取向的，虽说教科书不再是教学的中心，也不再是唯一的课程资源，但是教科书在编写过程中得到了大量的专家、学者的指导，凝聚了大量教育一线教师长期工作的经验教训，经过了长期的试用和改进，是最能充分体现创新教育价值取向的课程资源之一，它不仅是知识的载体，在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面的教育任务上更是有突出作用，因此在教科书的框架内进行实验的创新设计是实验创新教学的首要原则。

1.2简易性原则。物理实验设计要尽可能用教少的仪器，仪器要尽可能简单，实验原理尽可能在学生所学范围以内。就地取材，用简单的器材做实验容易使学生感到物理就在身边，研究物理并不神秘，因此老师可以用可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带等生活中常见的物品来做物理实验，如抽水马桶原理的模拟；虹吸现象等。长久下去，学生对周围生活的关注意识就会增强。其次采用简单的器材还容易突出实验的物理原理，而不为器材复杂的结构所干扰，因此能获得更好的效果。

1.3科学性原则。教师在创新型实验设计上要保证不出科学性错误，同时在实验中要尊重实验事实，不要只关注与假设相符的实验数据或现象，而忽略观察收集那些与预期结果相矛盾的信息，这样往往失去了科学的态度和方法，进而由部分数据得出错误的实验结论。

2.创新物理实验设计，加强实验教学水平

2.1实验方法的设计要体现多样性与灵活性。物理学作为一门基础的数理性学科，其知识的积累是靠不断地自我思考、自我总结而得来的，而实验教学作为物理学的基础学科，观察能力和动手能力的培养必不可少，教师在进行实验教学过程中应该引导学生去仔细观察事物现象并不断挖掘事物本质。在进行是咽炎教学时，教师首先应该让学生明白此次实验的目的及内容，并且不断解决学生们的实验问题及内心疑惑，可以进行亲临教授让学生自作而在一旁进行指导，让学生动手能力及思维能力得以提升的同时让学生领悟到此次实验的意义并明确理解并掌握所学的物理现象、概念及规律。当然实验教学一味地进行重复性实验也是很枯燥乏味的，教师可组织学生以团队的形式进行实验比赛及辩论来加深学生对实验教学的记忆，学生们在团队合作的过程中还能够感受到团队精神的重要性并体会到参与其中的乐趣，趣味性的教学不仅活跃了课堂氛围而且加深了学习记忆，激发了学生的学习兴趣，同时竞争意识也能够让学生感觉到危机感，让学生在团队合作中意识到自身的不足并加以改进，不断完善自我，提升自我的综合素质及综合能力。

2.2实验教学是时间教学的基础也是物理教学的根本，实验教学的开展不仅是对学生实验技能的培养也是对其科学思维的形成的有利辅助。对于实验教学来说，实验场所及实验器械必不可少，实验室的水平直接关乎到实验教学的意义，学校在开展实验教学之前应首先确保实验器械的完整性及完备性，保证实验器械的万无一失。同时，在实验教学开展以来，学校要不断重视其实验教学水平，对于师资力量的配备及实验器械的整体水平应努力做到最好，了解同水平的其他学校的实验教学器械配备情况加强自身的教学水准，并做好实验教学过程中的安全防范问题避免出现教学过程中的重大事故问题。除此之外，喧嚣还应该不断鼓励学生开展自我动手实践，做到将实验室的实验设备对学生进行定期免费开放，加强学生的动手实践能力，并努力为学生综合能力的提升提供有力条件。

2.3创新物理实验设计应以学生为主，培养学生发散思维。注重以学生为主体的实验教学模式设计，在实验教学过程中发扬学生的开放性思维，转变以往传统的教学模式，从知识灌输型向知识汲取性迈进，改变教学以往的干扰程度过重的学习影响，加强学生自身的自我实现价值，给学生们充足的时间，让学生们积极动手、积极思考、主动参与、主动发现问题并解决问题，同时培养学生的团结合作精神，让学生学会在自主独立思考问题的同时学会团队的协同合作共同进步，最终营造一种愉快欢乐的学习氛围，改善以往枯燥的教学环境，从而引导学生健康成长并不断充实自身、提高自我。

3创新物理实验作业设计，减轻学生作业负担

学生实验设计范文第5篇

关键词 创新实验设计 教学模式 综合科研能力

国家教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中指出：高等学校本科教学工作“要积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”，“要增加综合性与创新性实验”。因此，创新实验设计对培养大学生的创新能力和综合科研能力具有重要作用。①本研究在广东医学院医学检验专业三年级本科生中进行了创新实验设计教学，探讨创新实验设计教学模式对大学生综合科研能力的提高作用。

1 创新性实验设计教学模式的实施

1.1 实施对象

在临床生物化学检验和分子诊断学两门课程教学中，对广东医学院医学检验专业本科三年级280名学生开展创新实验设计模式教学。

1.2 实施过程

创新实验设计模式教学实施过程主要包括：教师布置实验设计任务学生自主分组及选题文献查阅实验设计实验设计讲解及答辩实验设计评价做实验等模块。

2 创新性实验设计教学模式实施情况调查

2.1 调查对象

广东医学院医学检验专业本科三年级280名开展了创新实验设计模式教学的学生。本次调查报告共发出280份，回收273份，回收率97.5%。

2.2 调查形式

通过自制问卷调查和访谈等形式，调查创新实验设计实施效果和学生的意见与建议。

2.3 调查内容

主要涉及：（1）学生在创新实验设计进程中有遇到的障碍；（2）在实验设计进程中老师应该扮演的角色；（3）学生实验设计存在的不足之处；（4）通过创新实验设计提高了学生哪些方面的能力等。

2.4 统计分析

调查结果录入“问卷星”调查问卷系统，由系统自动统计。

3 创新实验设计教学模式对大学生综合科研能力的提高作用

3.1 开展创新实验设计教学模式的重要性与意义

目前，由于人数、科研经费、科研场地、老师的科研水平等因素限制，在普通本科院校全面开展科研培训的可行性较低。相对而言，创新实验设计受到的制约因素较少，也能较好地锻炼和提高学生的综合科研能力。大学生创新性实验是高等学校本科教学改革的一项重要举措，其实质是以学生为主体，以学生自主选题、自主研究为基础，以问题和课题为核心的新型教学模式，其目的在于提高本科学生的创新能力和实践能力。②

3.2 创新实验设计教学模式提高了学生的综合科研能力

（1）激发了学生的科研兴趣。学生根据自己的兴趣设计题目，使枯燥、乏味的科研变得有趣。这不仅激发学生的思维，开拓学生的视野，还增强学生的自觉性和积极性，提高学生的综合素质。 （2）提高了文献查阅能力。文献查阅是学生知识的来源，为学生提供参考方向，是学生需掌握的基本技巧。在学生实验设计过程中，54.21%的受调查学生认为存在文献查阅困难。大部分学生主要通过百度搜索，只有少部分曾接触过科研培训的学生才知道万方、维普、中国期刊等数据库。本次创新性实验设计模式教学后，59.71%的受调查学生认为其文献查阅能力有所提高。

（3）培养了学生撰写实验申报书的能力。设计实验并撰写实验设计书是开展创新实验设计教学的关键。通过创新实验设计，学生学习了实验设计书的撰写，锻炼了科研表述能力和实验方法的应用能力。42.86%的受调查学生认为其实验申报书撰写能力得到了提高。实验设计书的撰写，不仅提高了学生的文字表达能力，中英文摘要写作能力，还使学生清楚了解其拟研究课题的研究前景与意义，熟悉实验研究内容和所用到的实验方法，为毕业论文的设计与撰写奠定了基础。

（4）提高了逻辑思维能力。61.9%的受调查学生认为通过本次创新实验设计课程提高了其逻辑思维能力。创新性实验设计的开展充分发挥学生的主观能动性，大胆提出不同的观点和见解， 通过科学研究，获得新的结论， 培养了学生创造性思维和自主创新的能力。③本次创新性实验设计模式教学还安排了实验设计答辩环节，该环节模拟研究生的开题报告形式开展，锻炼了学生制作PPT、语言组织与表达、科研逻辑思维、现场应变等多项能力。

（5）促进了所学知识在科研中的应用。45.79%的受调查学生认为其应用所学知识的能力得到了提高。创新实验设计是由学生根据研究内容而选择实验方法，需要学生把所学知识与课题研究需要相结合，不仅使学生熟悉了所涉及的实验方法，更提高了学生把理论知识与实践应用相结合的能力。