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實驗設計范文第1篇

【關(guān)鍵詞】重復落實探究實驗向光生長玉米胚芽鞘

植物的生命活動受到多種因素的調(diào)節(jié)，這些因素中最重要的是植物激素的化學調(diào)節(jié)。在高中生物必修3第一章第一節(jié)中，科學家對于植物向光性的研究，歷時54年，由幾代科學家通過一系列實驗完成，最終發(fā)現(xiàn)生長素。這些實驗集中了科學研究的一般方法，也體現(xiàn)了科學家發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的清晰思路，是高中生物教學中科學實驗探究方面的良好材料。本文將通過培養(yǎng)玉米種子，獲得玉米胚芽鞘，并探究玉米胚芽鞘向光生長的原理，讓學生追尋先輩的腳步，感受科學發(fā)現(xiàn)的艱辛，并培養(yǎng)學生樹立正確的科學實驗觀。

在實驗前，我們對生長素發(fā)現(xiàn)中做出卓越貢獻的科學家及其實驗，做了簡單的羅列。

1880年，達爾文父子（英國）實驗；

1913年，波森和詹森（丹麥）實驗；

1926年，溫特實驗（荷蘭）

1934年，郭葛（荷蘭）最終發(fā)現(xiàn)生長素的化學本質(zhì)――吲哚乙酸。

前后歷時54年，終于發(fā)現(xiàn)生長素。而為了讓學生感受發(fā)現(xiàn)歷程，并從中學到科學的實驗觀，我們準備了玉米種子作為材料，讓學生從培養(yǎng)玉米種子至長出胚芽鞘，然后利用玉米胚芽鞘作為實驗材料，探究其向光生長的原理。

一、培養(yǎng)玉米種子：

將沙子鋪滿托盤，然后將玉米種子置于沙子上，加以適量清水，放于恒溫箱中，培養(yǎng)一周時間， 解剖胚芽鞘。

學生查詢有關(guān)胚芽鞘知識：胚芽鞘是單子葉植物特別是禾本科植物胚芽外的錐形鞘狀結(jié)構(gòu)。在種子萌發(fā)時，胚芽鞘首先穿出地面，保護著胚芽出土時不受到損傷，隨后為胚芽所突破。與實驗中的情況一致。

二、探究胚芽鞘向光生長的原理：

由于問題比較復雜，建議學生對問題進行分拆。首先，可將這一實際情況拆分成外因和內(nèi)因兩個方面，分別設計實驗進行探究；再將內(nèi)因拆分成兩個方面，先探究生長的原理，再探究向光生長的原理。由此，此探究性問題可以拆分成三步解決。

（一）、探究玉米胚芽鞘向光生長的外因。

提出問題：

如何設計實驗證明單側(cè)光是引起玉米胚芽鞘彎向光源生長的外界刺激因素？

作出假設：

引起玉米胚芽鞘彎向光源生長的外界因素是單側(cè)光。

實驗材料：

玉米胚芽鞘、燒杯、泥土、紙盒、臺燈等。

實驗過程及結(jié)果：（見右圖）

得出結(jié)論：胚芽鞘彎向光源生長的外因是單側(cè)光。

（二）、探究玉米胚芽鞘生長的原理：

此時，在繼續(xù)分析內(nèi)因的時候，需要讓學生發(fā)散思維，提出各種可能性，并利用這些問題，設計實驗，一步步探究出生長的原理。經(jīng)學生討論，主要是如下三個問題，我們分別提供相應材料，由學生自己設計實驗進行探究。

提出問題1：玉米胚芽鞘的生長是否與尖端有關(guān)？

作出假設：胚芽鞘的生長與尖端有關(guān)。

材料器具：帶胚芽鞘的玉米幼苗，光源，刀片等。

實驗過程及結(jié)果：（如右圖）

實驗結(jié)論1：胚芽鞘的生長與尖端有關(guān)。

提出問題2：胚芽鞘生長的部位在尖端還是尖端下部？

作出假設：胚芽鞘生長的部位在尖端。

材料器具：帶胚芽鞘的玉米幼苗，印記針，測距尺等。

實驗過程及結(jié)果：

1、取材。

2、用印記針在距離頂端2，15，25毫米處分別標記為a,b,c三點。

3、自實驗開始一段時間后分別測量，記錄各點到頂端的距離。

4、最終測量之后，發(fā)現(xiàn)a點到頂端距離未變，而b點到頂端距離變大。

實驗結(jié)論2：胚芽鞘生長的部位在尖端。

提出問題3：是否胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種物質(zhì)向下運輸，促進尖端下部生長？

作出假設：胚芽鞘尖端會產(chǎn)生某種物質(zhì)，向下運輸，促進尖端下部生長。

材料器具：帶胚芽鞘的玉米幼苗，光源，瓊脂塊，刀片等。

實驗過程及結(jié)果：（如右圖）

實驗結(jié)論3：尖端確實能產(chǎn)生某種物質(zhì)，運送到尖端下部，促進尖端下部生長。

由此實驗結(jié)論1，2，3.在加上資料查閱，1934年，郭葛確定此物質(zhì)的化學本質(zhì)為生長素，由此，我們可以得出胚芽鞘尖端生長的原理：

尖端產(chǎn)生生長素，運送到尖端下部起作用，促進胚芽鞘的生長。

（三）、探究玉米胚芽鞘向光生長的原理

那么，是什么原因?qū)е掠衩着哐壳试谑艿絾蝹?cè)光的照射時，會出現(xiàn)向光生長的現(xiàn)象呢？科學家在思考這個問題的時候，解剖了發(fā)生向光生長的胚芽鞘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其尖端下部，背光一側(cè)，細胞生長速度快，向光一側(cè)細胞生長速度慢。引導學生推論，是不是因為，背光側(cè)的生長素多，才生長快？

提出問題4：可能是因為背光側(cè)生長素多，生長快？

作出假設：因為背光側(cè)生長素多，所以生長快。

設計實驗證明：（溫特實驗重現(xiàn)，見教材圖）

得出結(jié)論1：玉米胚芽鞘向光生長確是因為背光側(cè)生長素多，生長快，向光側(cè)生長素少，生長慢。

那么，之前我們已經(jīng)得出，單側(cè)光是其向光生長的外因，那必然是單側(cè)光引起的生長素分布不均勻。如此，我們可以推測出，玉米胚芽鞘必然有一部分結(jié)構(gòu)能夠感受到單側(cè)光刺激，那么這部分結(jié)構(gòu)是尖端？還是尖端下部？

提出問題5：能夠感受到單側(cè)光刺激的是尖端，還是尖端下部？

做出假設：能夠感受單側(cè)光刺激的是尖端下部。

材料器具：帶胚芽鞘的玉米幼苗，紙盒，光源，錫箔，透明帽

實驗過程及結(jié)果：（如右圖）

得出結(jié)論5：能感受單側(cè)光刺激的是尖端。

植物在單側(cè)光照射下彎向光源生長。這個現(xiàn)象被解釋為“光線能夠使生長素在背光一側(cè)比向光一側(cè)分布多。”

提出問題6：為什么生長素在背光一側(cè)比向光一側(cè)分布多？是因為向光側(cè)的生長素在光的影響下被分解了，還是向光側(cè)的生長素向背光側(cè)轉(zhuǎn)移了。

作出假設：是因為向光側(cè)生長素向背光側(cè)轉(zhuǎn)移了。

實驗過程及結(jié)果：

得出結(jié)論6：光不會影響生長素分解及其向下運輸，在單側(cè)光照射下，向光側(cè)生長素向背光側(cè)轉(zhuǎn)移。

總結(jié)：由結(jié)論4、5、6，我們可以得出玉米胚芽鞘向光生長的原理：

實驗設計范文第2篇

實驗目的：在類似船舶搖晃、液貨裝卸等外來擾動引起的液艙液貨晃蕩條件下，結(jié)合油品在整個液貨艙中的傳質(zhì)過程，研究油品蒸發(fā)及透氣孔處油氣的排出規(guī)律。在影響油品蒸發(fā)傳質(zhì)速率的其他因素（溫度、黏度和密度等相關(guān)液貨特征參數(shù)）相同的情況下，將重點考慮液貨艙液相厚度（即液貨裝載率相同）與晃蕩強度對油品蒸發(fā)、油氣傳遞的影響，以探尋油氣的蒸發(fā)排放規(guī)律。實驗內(nèi)容：構(gòu)建實物模型實驗，研究貨艙液相厚度與晃蕩強度對于油氣排放的作用規(guī)律。根據(jù)研究目標，基于研究對象的特征，設計兩組3種實驗方案。第1組為晃蕩實驗：一是考察在相同液相厚度、不同晃蕩強度下透氣濃度的變化；二是考察在相同晃蕩強度、不同液相厚度下透氣濃度的變化。第2組為裝貨實驗：考察在裝貨過程中（即液相厚度與裝貨形成的晃蕩強度同時改變），透氣濃度的變化。

2模型實驗設計與流程

2.1模型設計制作及儀器設備

2.1.1模型艙的設計制作綜合參考現(xiàn)有大型油船結(jié)構(gòu)尺寸資料，選取單個邊艙模型原型尺寸：長25.7m、寬16.1m、艙深18.9m，艙容約為7820m3。根據(jù)幾何相似原理建立一個約為單個邊艙1/40的模型（模型尺寸為：640mm×400mm×470mm，容積約120L）。模型艙使用有機玻璃制成，側(cè)壁留有一個注油孔A（半徑r=8mm）頂部留有一個透氣孔B（半徑R=12mm）和一個儀器固定孔C。同時，為了便于數(shù)據(jù)的分析與處理，整個模型艙被分為3個區(qū)：液相區(qū)、氣相區(qū)和氣液邊界層（氣液邊界層是擾動的，這里取平均值）。液相區(qū)主要是液態(tài)油品，高度用L表示；氣相區(qū)主要是油氣與空氣的混合氣體，高度用V表示；氣相區(qū)與液相區(qū)的交界處稱為氣液邊界層；整個模型艙的深度為H。

2.1.2液艙晃動模擬平臺的設計制作液艙晃動模擬平臺是用來模擬油船的油艙受風、浪影響而晃動的實驗設備，包括了傳動和控制兩部分。該裝置利用一個液壓缸提供推動力，使工作臺左右擺動以模擬船體在海上的晃蕩。在單片機輸入指令后，信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)化器傳給電源，以改變電源的輸出電壓，進而改變伺服閥兩端的輸入電流，然后在閥內(nèi)改變閥芯的開口大小，控制回路的輸出流量和壓力，從而控制液壓缸的運動，最終保證液壓缸的運動速度在設計值附近，使工作臺產(chǎn)生預期的晃蕩效果。

2.1.3儀器設備主要實驗儀器：一臺計量泵，用于模擬加油；一套液艙晃動模擬裝置，用于模擬油船在海上航行時的晃蕩情形；一臺DR70C系列智能線式紅外VOCs檢測儀，用于實時記錄透氣孔處排出油氣的濃度；一臺計算機，用于存儲濃度檢測儀記錄的數(shù)據(jù)；兩臺高清攝像機，分別從正面和側(cè)面記錄整個實驗過程中模型艙及液相表面的變化。

2.2晃蕩實驗設計

對于第一組實驗，由于液相的晃蕩強度與液相厚度及外來晃蕩強度有關(guān)，因此，為了研究不同液相晃蕩強度對透氣孔處排出油氣濃度的影響，設置7種氣液比、5種晃蕩強度的交叉晃蕩實驗。7種氣液比分別為1％、3％、5％、25％、50％、75％及95％，5種晃蕩強度分別為a（a=0）、b、c和d、e，共計進行35組晃蕩實驗。其中，外來晃蕩強度通過調(diào)節(jié)液艙晃動模擬平臺負載大小來施加。a=0，即晃蕩發(fā)生裝置關(guān)閉，液相處于靜置狀態(tài)；b為整個量程的20％；c為整個量程的40％；d為整個量程的60％；e為整個量程的80％。

2.3裝貨實驗設計

對于第2組實驗，由于不同的裝貨速率代表著不同的液面上升速率及液相擾動強度，因此，為了研究不同裝貨速率對油氣產(chǎn)生及排出的影響，共設計7種裝貨速率：0.38L/min、0.88L/min、1.38L/min、1.88L/min、2.46L/min、2.96L/min及3.46L/min，其裝載率都是0～95％。其中裝貨速率1.38L/min是根據(jù)實際油船裝貨速率按歐拉相似準則（壓力差為注油孔內(nèi)外油品的壓力差）得到；裝貨速率0.38L/min、0.88L/min和1.88L/min、2.46L/min、2.96L/min和3.46L/min是結(jié)合計量泵的量程及最小刻度的實際情況，從而設計出0.5L/min裝貨速率間隔的速度。

2.4模型實驗流程

晃蕩實驗：將濃度傳感器安裝在透氣孔處，將模型艙固定在晃蕩發(fā)生裝置的工作臺上，分別調(diào)節(jié)油品的裝載率和模擬平臺的晃蕩強度，依次進行實驗，通過計算機分別記錄透氣孔處排出油氣的實時濃度。每次實驗前，模型艙內(nèi)都充滿干凈空氣，艙內(nèi)壓力為標準大氣壓。實驗時通過空調(diào)系統(tǒng)控制環(huán)境溫度為26℃。裝貨實驗：將油品通過計量泵再經(jīng)過加油管注入模型艙內(nèi)，濃度傳感器安裝在透氣孔處，依次進行實驗，用計算機分別記錄透氣孔處排出油氣實時濃度。每次加油實驗前，模型艙內(nèi)都充滿干凈空氣，艙內(nèi)壓力為標準大氣壓。實驗時用空調(diào)系統(tǒng)控制環(huán)境溫度為26℃。

3部分實驗結(jié)果展示

3.1晃蕩實驗

油品裝載率25％（圖6），靜置時間6h。在靜置條件下，當裝載率為25％時，透氣孔處排出氣體濃度規(guī)律：前600s左右，透氣孔處排出氣體中油氣體積分數(shù)為0；600s后，排出氣體中油氣體積分數(shù)在短時間內(nèi)迅速上升至60％，隨后曲線斜率變小，排出氣體中油氣體積分數(shù)增加速度變慢，直至達到飽和，即油氣體積分數(shù)Csat=81.6％。形成這種現(xiàn)象的原因：前600s左右，排出的氣體主要為原來模型艙中的空氣，因此排出的油氣體積分數(shù)為0；600~2500s后，在模型艙氣相區(qū)中，由于油氣濃度差很大，油氣的蒸發(fā)擴散非?？欤率雇笟饪滋幣懦鲇蜌獾捏w積分數(shù)迅速增加；2500~5000s，隨著氣相區(qū)內(nèi)油氣濃度差的減小，油氣的蒸發(fā)擴散變慢，造成透氣孔處排出油氣的體積分數(shù)增加變慢；5000s后，氣體的蒸發(fā)擴散慢慢接近充分，使得艙內(nèi)油氣濃度達到飽和，排出油氣的體積分數(shù)不再增加。

3.2裝貨實驗

加油速度1.38L/min（圖8），加油時間4957s。在裝載率達到70％之前，透氣口排出氣體中油氣體積分數(shù)處于較低水平，約35％，且上升速率較慢。當裝載率為70％～95％時，排出氣體中油氣體積分數(shù)快速上升，最后達到90％，接近飽和（圖9）。該實驗結(jié)果與文獻[4]實船所測裝貨過程中透氣孔排氣規(guī)律相同。形成這種現(xiàn)象的原因：在整個加油過程中，從液面蒸發(fā)出油氣分子的自然擴散是從高濃度處向低濃度處進行，這使得艙內(nèi)的油氣濃度呈現(xiàn)分層現(xiàn)象，越靠近液面，油氣濃度越大。在裝載率到達70％之前，主要是進行油氣分子的自然擴散，聚集形成油氣濃度層。同時，艙內(nèi)空間較大，油氣的對流效應較弱，油氣從產(chǎn)生至傳遞到透氣口有延遲效應，因而使該過程中透氣口排出的油氣體積分數(shù)較小。隨后，裝載率從70％上升至95％，隨著液面上升，氣相區(qū)體積縮小，對流效應越來越明顯，延遲效應越來越弱，并且此時油氣分子自然擴散也更加充分，因而使透氣口排出氣體的體積分數(shù)上升得越來越快，體積分數(shù)值越來越大。

4結(jié)束語

實驗設計范文第3篇

小學科學實驗設計要簡便易行，貼近學生生活，目標要小而實際，實驗材料要簡單易得，通過實驗讓學生體驗動手操作的快樂，教給學生科學研究方法。在科學實驗教學中，教師要培養(yǎng)學生的實驗技能，幫助學生養(yǎng)成良好的實驗習慣，實驗設備及儀器的使用方法及注意事項、實驗設計的相關(guān)知識，教給學生在實驗完成后，分析總結(jié)實驗結(jié)果，促進學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。新課程標準提倡素質(zhì)教育，小學科學課教學要關(guān)注小學生智力的發(fā)展，強化動態(tài)生成，充分利用教學資源，豐富課堂教學，把思考的權(quán)利還給學生，培養(yǎng)學生的思維能力，采取自由靈活的教學方式，以學生為本，構(gòu)建輕松和諧氛圍，提高課堂教學效率，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力，發(fā)掘?qū)W生對實驗的興趣，挖掘?qū)W生的潛能，激發(fā)學習動力，通過實驗擴散學生思維，指導學生分組實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。科學學科中的一些概念和規(guī)律大都是通過實驗研究而獲得，生動形象的演示實驗，賦予學生直觀的感性知識，通過感官刺激，激發(fā)學生學習科學知識的熱情，例如，“光學”的教學，教師讓學生觀察肥皂泡在陽光照射下呈現(xiàn)出五顏六色的現(xiàn)象，演示三棱鏡下太陽光分解成絢麗的七色光實驗，學生在好奇心驅(qū)使下，感受神奇的太陽光，然后教師提出問題：“這些彩色光產(chǎn)生的原理是是什么?激活學生的思維，在教師啟發(fā)引導下，學生積極探究現(xiàn)象的本質(zhì)，激發(fā)學生學習科學的濃厚興趣。

2小學科學實驗設計的方法策略

2.1調(diào)動多種感官，培養(yǎng)觀察力

觀察和實驗是人類認識大自然的基本方法，小學科學實驗過程中要盡可能調(diào)動學生多種感官，學會觀察方法，培養(yǎng)觀察能力，認真細致的觀察能力是學習者的基本素養(yǎng)，實驗現(xiàn)象稍縱即逝，認真觀察，及時捕捉實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)實驗中的變化和特征，才能得出科學的結(jié)論。在小學科學實驗中，學生以輕松愉快的心情積極探究科學的奧秘，激發(fā)學習興趣，增強學生的自信心，提高分析問題和解決的能力，在科學實驗中，培養(yǎng)學生的終身學習的意識，科學實驗能夠培養(yǎng)學生的觀察能力，教師引導學生觀察和描述實驗現(xiàn)象，思考實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，產(chǎn)生條件，發(fā)生的過程和特征。例如，《水果》的教學，教師出示一個裝有梨和蘋果的袋子，讓學生用手摸出這兩種水果，經(jīng)過觀察描述水果的形狀、顏色、氣味等特點，然后就兩種水果做全方面的比較，調(diào)動視覺，嗅覺，味覺，觸覺等多種感覺器官，觀察蘋果和梨外觀特征，教師將蘋果和梨分別切開，讓學生繼續(xù)觀察它們的內(nèi)部組成，讓學生品嘗水果的味道，指出它們的區(qū)別，將學習變成主動參與的探究活動，學生的眼舌口鼻等各種感官協(xié)同參與，告訴學生觀察事物可以按照一定的順序進行，讓學生掌握觀察方法，培養(yǎng)耐心觀察的習慣。

2.2邊做邊學，傳授科學方法

“做中學”是學生動手動腦的過程，包含思考的環(huán)節(jié)，在動手之前要先動腦，諾貝爾化學獎獲得者李遠哲說：“動手能力實際上就是動腦能力。”小學科學實驗不僅要教會學生動手的方法，還要教會學生動腦，小學科學課實踐性很強，蘊藏著豐富的探究科學的方法，教師要重視實驗方法的滲透，把握實驗的關(guān)鍵點，有效控制實驗節(jié)奏，依據(jù)學生的認知結(jié)構(gòu)，及時調(diào)整教學方法，重視學生的實驗技能的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生良好的實驗習慣。做實驗時，教師向?qū)W生介紹實驗的設計方法、實驗儀器的使用、實驗過程的操作等方面的知識，幫助學生分析實驗結(jié)果，引導學生由實驗現(xiàn)象探究實驗原理，教給學生解決實驗中的問題，發(fā)揮學生的主體性，引導學生發(fā)現(xiàn)問題，搜集資料，自主探究解決問題，把教學中的知識點轉(zhuǎn)化為問題，探究過程中，學生運用逆向思維、求異思維、發(fā)散思維等多種思維方式，在有限時間內(nèi)最大限度地獲得情感體驗，積累經(jīng)驗，建構(gòu)知識，思維得到有效地訓練，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。例如《植物的生長》教學，植物的生長是一個緩慢的過程，教師要鼓勵學生堅持觀察植物的生長情況，并要求學生記錄觀察結(jié)果，分析數(shù)據(jù)信息，培養(yǎng)學生持之以恒的科學探究精神。

2.3走進大自然，激發(fā)探究意識

科學學科知識，在現(xiàn)實生活都有具體的反映，生活處處有科學，小學科學課教師要善于從生活中抽象出科學問題，服務生活是學科知識的最終作用，許多科學知識有著濃厚生活趣味，與人們的生活實際密切相聯(lián)。小學科學課教學應當培養(yǎng)學生的應用意識，面對實際問題，嘗試從科學的角度尋求解決問題的策略，新課的導入，科學例題的設計要從學生熟悉生活出發(fā)，分析與概念原理有聯(lián)系的實際問題，使學生獲得必要的感性認識，加深對概念的理解，例如，《生物的多樣性》教學，教師帶領(lǐng)學生走出校門，到大自然中，讓學生尋找、觀察各種動植物，很多學生對昆蟲感興趣，碧綠的草坪，燦爛的花朵，翩翩飛舞的蝴蝶，婆娑的柳樹都是學生的觀察對象，教師在設計實驗時，安排學生觀察各種昆蟲，讓學捕捉，用瓶子裝起來，采集植物制作標本，認真觀察分析，找出各種生物的特征，了解它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)，分析各種生物的生存環(huán)境，探尋它們適宜的氣候和土壤條件，理解生物不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)，都是為了適應環(huán)境，廣闊的大自然是科學課教學的資源庫，發(fā)掘利用自然資源，進行實驗設計，創(chuàng)設探究情景，為學生創(chuàng)造探究機會，激發(fā)學生的潛能，在探究過程中，引導學生在情景中經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和解決問題的全過程，培養(yǎng)學生提取信息、整合信息的能力。

3結(jié)語

實驗設計范文第4篇

關(guān)鍵詞：初中，化學，實驗，設計

前言

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學。以實驗為基礎(chǔ)的化學學科特征決定了化學實驗在化學教學中發(fā)揮著不可替代的教育功能。教育部頒布的《初中化學課程標準（實驗）》指出：“以實驗為基礎(chǔ)是化學學科的重要特征之一。化學實驗對全面提高學生的科學素養(yǎng)有著極為重要的作用?；瘜W實驗有助于激發(fā)學生學習化學的興趣，創(chuàng)設生動活潑的教學情景，幫助學生理解和掌握化學知識和技能，啟迪學生的科學思維，訓練學生的科學方法，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和價值觀”。[1]實驗在化學教學中占有舉足輕重的地位，是實施素質(zhì)教育的有效途徑。

化學實驗研究的對象是物質(zhì)，這里的物質(zhì)既可以是天然存在的，未經(jīng)人工改造過的物質(zhì)，如自然界中的空氣、石油、煤等；也可以是天然存在的，但經(jīng)過一定的物理或化學方法提取、制備才能得到的物質(zhì)，如氧氣、鋁、尿素等；還可以是人們用化學方法創(chuàng)造的，在自然界中原本并不存在的新物質(zhì)，如合成橡膠、塑料等。初中化學作為啟蒙性、基礎(chǔ)性的課程，其實驗內(nèi)容從化學實驗研究的對象和研究內(nèi)容的角度分析，大致也包括上述幾個方面。

實驗設計，即是設計實驗。即由原題給出一定的物質(zhì)材料，由學生自行設計可實行的操作方案，通過實驗現(xiàn)象，得出正確結(jié)論，來驗證物質(zhì)的存在與否或辨別物質(zhì)。

一、初中化學實驗設計

1、以課程標準的基本要求為根本，合理選擇實驗素材

課程標準從“知識與技能”、“過程和方法”、“情感態(tài)度與價值觀”等目標上，對化學實驗有明確的要求，體現(xiàn)了化學以實驗為基礎(chǔ)的思想。新教科書中實驗的設計，以達到課程標準的實驗目標和內(nèi)容要求。

2、實驗內(nèi)容貼近學生的實際生活

從日常生活中選取學生熟悉的素材，引導學生從觀察與探究身邊的一些常見事物入手，了解化學對人類生活的影響，體會化學發(fā)展對改善和提高人類生活質(zhì)量的關(guān)系。通過五彩繽紛的化學物質(zhì)和豐富多彩的化學變化，是學生切身感到化學就在身邊，進一步增強學生對化學的好奇心和探究欲望。

例：“常見的酸和堿”實驗的探究，將班級種植的花卉的花瓣如月季花、蘿卜蓮和生活中的蔬菜如卷心菜、胡蘿卜等在研缽中搗爛并加酒精浸泡成為指示劑，分別加到食醋、石灰水、鹽酸和氫氧化鈉溶液中的現(xiàn)象進行記錄。比較所制得的指示劑中，那些在酸或堿溶液中的遠射變化效果較好。該案例中的實驗探究就是利用學生身邊長江的各種花朵、食醋等進行探究活動的例子。

化學科學的發(fā)展增進了人類對自然的認識，促進了社會的進步。但是化學在給人類社會帶來巨大福利的同時，也出現(xiàn)了一些與化學有關(guān)的社會問題，如環(huán)境、能源、健康等，甚至有些化學現(xiàn)象可能影響到了人類的生活和社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，在新教材中化學實驗內(nèi)容的選擇注意用具體的真實的事件引導學生正確認是化學與社會發(fā)展的關(guān)系，“使學生知道自然資源并不是取之不盡、用之不竭的，人類要合理地開發(fā)和利用資源，樹立保護環(huán)境，與自然和諧相處的意識”[2]。讓學生學會從化學的角度來解釋和解決現(xiàn)實中與化學有關(guān)的社會問題。

例：在“鐵的性質(zhì)”的教學中，需要用到鐵釘生銹的演示實驗，可先讓學會自己找材料，每人在實驗前10天準備三只干凈的醫(yī)用針劑小藥瓶。按裝滿水、少量水、干燥三個不同條件各放入一枚鐵釘。讓學生每天觀察一次并做好記錄。最后讓學生展示成果。教師講解與學生討論結(jié)合，直到得出正確結(jié)論，效果較好。

3、實驗內(nèi)容更加注重實驗的趣味性

以生動、形象、鮮明、新奇的實驗現(xiàn)象激發(fā)學生興趣的化學實驗，稱之為興趣實驗[3]。針對初中具有強烈的好奇心，對新奇的事物具有強烈的探究和求知欲望的特點，增加了趣味性實驗。一方面，可以增加學生對學習化學的興趣；另一方面，引導學生通過趣味實驗的新奇現(xiàn)象，進一步分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因，從而將學生對實驗現(xiàn)象的表面興趣轉(zhuǎn)化為對學習、探究化學知識本身的興趣。

例：“燒不壞的手帕”

在課前事先用一塊棉手帕，在盛有乙醇的體積分數(shù)為70%酒精的燒杯中浸泡，待均勻濕透后取出，在課上將浸透的手帕舒展開，用鑷子夾住兩角，請學生幫忙點燃手帕，讓它燃燒。當火焰熄滅后，手帕完好無損。追問這是為什么？點出原理以增加學生學習化學的興趣。

4、科學合理減少污染，使實驗綠色化

綠色化學就是環(huán)境友好化學，它的核心內(nèi)涵式在反應過程和化工生產(chǎn)中，盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)。綠色化學的著眼點是使污染消滅在生產(chǎn)的源頭，使整個生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝對環(huán)境友好，這是從根本上消除污染的對策。新教材對實驗的綠色化非常重視，主要體現(xiàn)在：①盡量做到選擇的實驗其反應物和生成物無污染或污染小。②如果是污染性較強的反應物，則在密閉的裝置內(nèi)進行實驗；如無法進行密閉實驗時，在通風櫥進行或采取其他防護措施。③對產(chǎn)生的污染物做到有效地回收和處理。④為了防止學生操作不熟練而造成污染，對一些有污染性而有需要制備的物質(zhì)，由教師在實驗前制備好分給學生。[4]

二、如何培養(yǎng)初中生化學實驗設計能力

1、化學實驗以探究為主，引導學生主動實踐

要培養(yǎng)學生的化學實驗設計能力，在實驗教學過程中，教師必須引導學生認真分析實驗設計方法，使學生從中體會實驗設計思想，掌握實驗設計方法，從而達到培養(yǎng)實驗設計能力的目的。

例：“二氧化碳氣體制取”的實驗教學中，如果按照過往的課本要求，就是提供了特定的裝置給學生選用，另外，藥品也是一般指定選用大理石與稀鹽酸的反應，這樣做限制了學生的實驗設計能力的發(fā)揮，不利于對該知識點的完全掌握。在二氧化碳實驗室制法的教學中，事先準備了如下幾組實驗：（一）碳酸鈉與稀鹽酸反應；（二）純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應；（三）石灰石與稀鹽酸反應；（四）石灰石與濃鹽酸反應；（五）石灰石與稀硫酸反應。讓學生依次分別做這五個實驗，然后共同討論：在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適？為什么？在經(jīng)過討論得出共同的結(jié)論：實驗室應用石灰石（或大理石）跟稀鹽酸反應制取二氧化碳最適合。

實驗設計關(guān)鍵在于學生能熟練掌握基本的實驗操作，熟悉實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象，從而確定出所需的步驟方案，推導出正確的實驗結(jié)論。5覆蓋面廣，組織性強，側(cè)重于考察學生對于知識的綜合應用，而開放式的答題形式，又大大拓寬了學生的思維層面，調(diào)動了學生興趣，對提高學生綜合組織能力起到很大作用.

2、創(chuàng)設興趣小實驗，激發(fā)學生主動參與

興趣是最好的老師，是主動學習的最初動因，它能推動學生去探索真理，并帶有情緒體驗色彩的意向，會產(chǎn)生強烈的參與意識，進行創(chuàng)新實踐。因此，在教學中引導學生把枯燥呆板易懂的實驗設計成生動活潑的興趣小實驗，也不失為激勵學生主動參與，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的好途徑。

例如：在學習了可燃物燃燒的條件后，我給學生巧妙的提出了這樣一個問題，水中的白磷能燃燒嗎？問題剛提出，學生迷惑，甚至回答“否”，但一經(jīng)點撥，許多同學馬上恍然大悟，于是我要求他們先討論怎樣設計操作步驟？還需用到哪些儀器和藥品？還要講出創(chuàng)作設計的理由。最后，人人舉手，欲上臺表演。

創(chuàng)設新穎有力的實驗問題情境，激勵學生分析問題、積極思維、主動思考。實際上，書上的有些實驗存在著不合理性或難以操作性等不妥之處，引導學生主動思考對某些實驗進行設疑，讓學生籌劃，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新情感。

結(jié)論

經(jīng)過一年來對初中化學實驗設計的探討研究和對學生的實驗能力設計的培養(yǎng)，在各方面都取得了一定的成績，但不足之處還是存在的，例如，課堂的時間控制問題和實驗設計的方向問題還是不夠完善，希望在不久的將來，可以做得更好。而我們教師更要及時分析和總結(jié)并拿出相應的計劃和措施給學生輔導，使學生的化學素質(zhì)得到根本的提高。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.2001.全日制義務教育化學課程標準.北京： 北京師范大學出版社

[2] 劉克文.初中化學新課程教學法.2002.南京：南京師范大學出版社

[3] 胡滿成.2001.化學基礎(chǔ)實驗.北京：科學出版社

實驗設計范文第5篇

例如，按照2013年《考試說明》要求，《遺傳》模塊知識內(nèi)容與2012年相比的變化不大，具體為：1.增加條目：遺傳的染色體學說，考試要求為Ⅱ類，這塊內(nèi)容在浙科版教材和《學科教學指導意見》中都有要求的。2.改動條目：人類遺傳病的類型人類遺傳病的主要類型，考試要求仍為Ⅰ類。這些變化使得《考試說明》與浙科版教材和《學科教學指導意見》的要求更加保持一致，體現(xiàn)了《考試說明》簡潔明了、貼近教材、貼近浙江省高中生物教學實際的特點，有利于高三生物學科的教學和復習。近幾年高考對遺傳知識的考查題型多以實驗設計和分析題的形式出現(xiàn)，這也符合《考試說明》中對學生實驗設計和分析并能做出評價和修訂等方面的能力要求。題目分數(shù)控制在18分左右，有時也會穿插其他模塊的內(nèi)容，或在其他題目中考到該模塊的知識點，題目趨向于綜合性：1.近四年必考的知識點有：孟德爾遺傳實驗的科學方法；基因的分離定律和自由組合定律。每年必考遺傳圖解，分值在4分左右。2.近四年未考的知識點有：動物配子的形成過程；動物的受精過程；DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點；基因重組；染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異；遺傳咨詢與優(yōu)生。3.近四年每年高考試題中，考到的知識點呈增長的趨勢：從2009年的3個考點，到2010年的4個考點，到2011年和2012年的6個考點，2013年基本保持穩(wěn)定。

二、借鑒高考真題，做到觸類旁通

自主命題以來，浙江高考頻繁出現(xiàn)實驗設計，遺傳實驗設計題正好可以很好地考查學生這方面的能力，生物教師平時不但要重視對浙江省高考遺傳題的歸納，同時也要認真分析近幾年全國各地的高考理綜生物遺傳實驗設計試題，并預測當年的高考趨勢。例如，2012年山東高考理綜生物第27題第（4）題：用紅眼雌果蠅（XRXR）與白眼雄果蠅（XrY）為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅（記作“M”）。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時X染色體不分離，請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。此題依托新的情景，要求學生能依據(jù)“幾種性染色體異常果蠅的性別、育性圖示”，靈活運用自由組合定律和伴性遺傳原理并設計實驗來解答問題。綜合考查了學生的實驗與探究能力、獲取信息的能力，還考查了“確定假設”的逆向思維能力，根據(jù)結(jié)論反推而獲得答案。又如，2012年上海高考第30題，此題屬于是9：3：3：1的變形，在許多情況下，獨立遺傳的基因通過相互作用共同控制性狀，我們可將其稱為基因互作，但仍然遵循自由組合定律，所以解題時所依據(jù)的仍然是孟德爾定律的實質(zhì)。解答此類題目要認真審題，獲取題中相應信息，根據(jù)信息判斷產(chǎn)生原因，確定屬于哪種變形，再運用孟德爾定律結(jié)合題中信息去解決問題。通過對此題的分析，教師可以由此引出許多變式類型，可以是互補類、互斥類、抑制類、重合類、重復類、疊加類、致死類等等，分析時配以相應的例題，相信學生一定能快速掌握此類題型的解答。由此，我們有必要充分挖掘必修Ⅱ中遺傳和變異所有顯現(xiàn)的或隱藏的實驗內(nèi)容，對遺傳實驗設計題要充分歸類，包括顯隱性性狀判斷、基因載體（常染色體、X染色體）判斷（包括顯隱性基因已知和未知的）、純合子和雜合子的判斷、控制兩對或多對相對性狀的基因是否在同一對同源染色體上的判斷、控制性狀的基因是否在X、Y染色體上的同源區(qū)段或非同源區(qū)段的判斷、可遺傳變異和不可遺傳變異的判斷、顯性突變和隱性突變的判斷、根據(jù)性狀判斷生物性別的實驗設計等等，要能運用實驗設計的原則和孟德爾遺傳定律解答此類問題，并整理出一套較完整的解題思路和技巧。

三、比較新老教材，進行擇優(yōu)拓展

生物學是實驗性學科，實驗教學對于提高學生的生物科學素養(yǎng)十分重要。人教版高中生物新教材必修模塊的實驗類型有驗證性、探究性、定量分析型、觀摩實驗和模擬探究實驗五種類型，極大地豐富了實驗內(nèi)容和實驗方法。通過各種類型的實驗，讓學生體驗如何科學地選擇實驗材料，怎樣科學地設計對照實驗，如何用表格記錄實驗數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果，如何對實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果進行科學的分析等。浙科版高中新課程生物必修教材從2008年下半年開始使用，新教材更加關(guān)注對學生探究能力的培養(yǎng)，設計了更多的探究實驗，特別在遺傳實驗題中也增加了實驗設計類型，更調(diào)動了學生的探究興趣，激發(fā)了學生的探究欲望，但由于此類題目在高考中綜合性地進行考查，也給學生帶來了一定的壓力。遺傳實驗這塊內(nèi)容在兩本教材中有了很大的變化，比如在基因分離定律一節(jié)中，兩本教材所列舉的相對性狀也發(fā)生了變化，人教版以高莖矮莖為例，而浙教版以紫花白花為例，當然這也留給了我們盡情挖掘的空間，尤其在實驗設計這一塊，我們可以把人教版的內(nèi)容補充到浙教版來，以豐富我們的教學題材，為我們設置原創(chuàng)題提供了材料和空間。所以，教師可以利用人教版新課程教材中的實驗內(nèi)容進行優(yōu)勢互補，進行擇優(yōu)拓展。