時(shí)間：2022-11-01 22:31:04
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1 兩個(gè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)
擴(kuò)束原理 激光是點(diǎn)光源，但它垂直經(jīng)過(guò)圓柱形細(xì)玻璃棒之后，由于折射就變成了線性方向垂直玻璃棒的線光源。讓激光平行于底板且使線性方向垂直底板入射，就能顯示光的路徑。如圖1所示，光垂直全反射棱鏡的斜邊入射的情景；如圖2所示，光垂直全反射棱鏡的直角邊入射的情景。
丁達(dá)爾原理 在“彎曲的有機(jī)玻璃棒能導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)中，由于橫截面是圓，上述擴(kuò)束原理無(wú)效。筆者利用膠體的丁達(dá)爾現(xiàn)象，在彎曲的有機(jī)玻璃管中注入折射率較大的膠體封裝，用高亮綠激光入射，讓學(xué)生看到了清晰的全反射光路，如圖3所示。
2 原創(chuàng)實(shí)驗(yàn)
全反射的產(chǎn)生條件是本課的重點(diǎn)。但國(guó)內(nèi)過(guò)去各種版本的教材以及現(xiàn)行新課程各種版本的教材都沒(méi)有設(shè)計(jì)專門(mén)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，都是借用引入全反射概念的半圓形玻璃磚實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。為了突出本課的重點(diǎn)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)專門(mén)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行產(chǎn)生條件的演示，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)全反射產(chǎn)生條件的認(rèn)識(shí)，收到了很好的教學(xué)效果。
制作的材料 玻璃棒（摩擦起電用的玻棒）、激光筆（帶支座）、甘油、膠頭滴管、大泡沫板、鐵架臺(tái)（附鐵夾）、一頭有螺絲的短鐵棒。
制作與使用 用鐵架臺(tái)上的鐵夾將玻璃棒傾斜向下固定；用萬(wàn)向夾將一端有螺紋的短鐵棒固定在鐵架臺(tái)上端，在短鐵棒的另一端通過(guò)螺母使大泡沫板與玻璃棒成45°豎直固定；利用萬(wàn)向支座將激光筆傾斜向上固定。打開(kāi)激光筆電源開(kāi)關(guān)，將一束激光從玻璃棒的橫截面傾斜入射，如圖4所示，觀察到泡沫板上只是玻璃棒的一端有明亮的光斑，其他地方無(wú)光，說(shuō)明光在玻璃與空氣的界面發(fā)生全反射。用膠頭滴管吸少許甘油，滴在玻璃棒側(cè)面的入射點(diǎn)上，立即觀察到原亮斑的上方有大面積的光出現(xiàn)，并且原亮斑的亮度有所降低，如圖5所示，說(shuō)明光泄漏了，讓學(xué)生思考是全反射的什么條件不滿足。
原理與解釋 如圖6所示，光射到玻璃棒側(cè)面時(shí)，同時(shí)滿足全反射的兩個(gè)條件：①光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)；②入射角大于臨界角，所以發(fā)生全反射。當(dāng)一滴甘油滴上時(shí)，我們知道，甘油的折射率和石英玻璃是一樣的，光由玻璃進(jìn)入甘油時(shí)方向不變，但甘油粘滯性使它形成暫時(shí)凸起，從而使光由甘油進(jìn)入空氣的入射角小于臨界角，而折射進(jìn)入空氣中，不滿足全反射的第二個(gè)條件，如圖7所示。
3 “變臉魔術(shù)”實(shí)驗(yàn)
關(guān)于全反射棱鏡，新課程各版本教材以及歷屆教材中在這塊設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不多，這使得學(xué)生對(duì)全反射棱鏡及其應(yīng)用的認(rèn)識(shí)不夠，印象不深。為此，筆者在本課中設(shè)計(jì)了一個(gè)“變臉魔術(shù)”實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。學(xué)生興致盎然地觀看魔術(shù)，動(dòng)腦動(dòng)手地揭秘魔術(shù)，不知不覺(jué)地加深對(duì)全反射棱鏡的認(rèn)識(shí)。
原理 如圖8所示，透明有機(jī)玻璃制成的立方體容器，被兩塊有機(jī)玻璃沿對(duì)角線隔成兩等腰直角三角形截面的容器，平面鏡平行隔板放置。當(dāng)兩容器盛水而隔層不盛水時(shí)形成兩等腰直角形截面的棱鏡，即全反射棱鏡。如圖8所示，在觀看位置的對(duì)面貼上藍(lán)臉，側(cè)面貼上紅臉時(shí)，紅臉經(jīng)左棱鏡全反射出現(xiàn)在觀看位置的左側(cè)，藍(lán)臉經(jīng)右棱鏡全反射又經(jīng)平面鏡反射出現(xiàn)在觀看位置的右側(cè)。當(dāng)隔層間也盛水時(shí)，就不形成全反射棱鏡，藍(lán)臉經(jīng)水、有機(jī)玻璃折射后直接被看到而出現(xiàn)在左側(cè)，紅臉經(jīng)水、有機(jī)玻璃折射、經(jīng)平面鏡反射被看到而出現(xiàn)在右側(cè)，如圖9所示。這樣，觀看位置的左側(cè)由紅臉變成藍(lán)臉，右側(cè)由藍(lán)臉變成紅臉。當(dāng)隔層間的水通過(guò)下方的注射器緩慢注入時(shí)，以上變臉是個(gè)漸變過(guò)程，非常生動(dòng)有趣，具有魔術(shù)般的效果。
制作 選取3 mm厚的透明有機(jī)玻璃（太薄隔板易變形，太厚沒(méi)有必要）按如圖10、圖11所示的尺寸切割、粘合。粘合時(shí)一定要保證45°和90°角的精準(zhǔn)，否則影響實(shí)驗(yàn)效果。如圖11所示，容器底部安裝兩50 ml的一次性注射器；如圖10所示，隔層底部打兩小孔；通過(guò)軟管連接小孔與注射器。選取兩合適大小的胸牌，剛好能插入或拔出藍(lán)、紅臉為宜，把胸牌用雙面膠粘貼在觀看位置的對(duì)面和側(cè)面，制作完成。
使用 第一步：注水，在兩等腰直角形截面的容器內(nèi)注滿水；第二步：上藍(lán)臉，在觀看位置的對(duì)面胸牌中插入藍(lán)臉；第三步：上紅臉，在觀看位置的側(cè)面胸牌中插入紅臉；第四步：插卡，將一不透光的塑料卡片插入隔層之間，發(fā)現(xiàn)卡的插入，并不擋住任何圖片臉，隨后拔出卡；第五步：變臉，見(jiàn)證奇跡的時(shí)候，通過(guò)下方注射器向隔層注水，隨著隔層水位升高，變臉逐漸進(jìn)行，當(dāng)水位相平時(shí)，變臉完成。如圖12變臉前，如圖13變臉中，如圖14變臉后。
4 系列趣味實(shí)驗(yàn)
全反射是一種光的自然現(xiàn)象，我們周圍有許許多多的全反射現(xiàn)象，就看能否發(fā)現(xiàn)它。于是在課堂上開(kāi)展發(fā)現(xiàn)全反射的競(jìng)賽活動(dòng)，創(chuàng)新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織方式和教學(xué)模式。在各小組桌面均提供了6個(gè)教材上沒(méi)有的自制教具實(shí)驗(yàn)。它們是：豆子神秘消失；水中氣泡更明亮；神秘湯勺；自行車尾燈明亮；水流導(dǎo)光；塑料光纖。通過(guò)課堂競(jìng)賽活動(dòng)的開(kāi)展，學(xué)生的積極性充分地調(diào)動(dòng)起來(lái)，一些同學(xué)的成功發(fā)現(xiàn)，啟發(fā)著更多同學(xué)的積極思考，越來(lái)越多的發(fā)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)出來(lái)，同學(xué)們的發(fā)現(xiàn)潛能得到了充分的釋放。
5 “海市蜃樓”實(shí)驗(yàn)
海市蜃樓是自然奇觀，可遇而不可求，在教室做海市蜃樓模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的積極性被充分調(diào)動(dòng)。筆者用水和飽和食鹽水的折射率不同而形成擴(kuò)散層模擬了自然界中的海市蜃樓。學(xué)生興致盎然地觀看蜃景，筆者適時(shí)引入：為了揭秘海市蜃樓，我們今天來(lái)學(xué)光的全反射。
制作 將8 mm厚的玻璃做成長(zhǎng)60 cm、寬30 cm、高50 cm的玻璃缸；將飽和食鹽水倒入缸內(nèi)至1/3深度，再加少許食鹽攪拌，呈略過(guò)飽和狀態(tài)；將長(zhǎng)60 cm、寬30 cm烙滿小孔的泡沫板放入缸內(nèi)，浮在食鹽水上；將略浸濕的白紙與泡沫板密貼，且與缸內(nèi)壁密貼，形成“紙缸”；利用虹吸將清水注入“紙缸”中，清水的量為1/3深度，由于泡沫板密度小于水，泡沫板逐漸上升，清水慢慢滲入；靜置、等待2～3小時(shí)（放置期間不可振動(dòng)、晃動(dòng)裝置），可看到“分層”的液面即擴(kuò)散層的形成，待達(dá)一定厚度即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；側(cè)面用燈光照射被觀察物體，如圖15所示。在物體正對(duì)的一方觀察即可看到蜃景，如圖16所示。
一般原理 飽和食鹽水的密度和折射率均比水大，當(dāng)水和飽和食鹽水“安靜”地“碰”在一起時(shí)會(huì)引起擴(kuò)散，擴(kuò)散層的密度和折射率形成梯度化，模擬了海面上空氣因溫度的梯度變化而形成空氣層的密度與折射率的梯度變化。如圖17所示，物體發(fā)出的光線在擴(kuò)散層不斷折射，入射角越來(lái)越大，以致發(fā)生全反射，并返回?cái)U(kuò)散層又不斷折射，最后進(jìn)入眼睛，眼睛認(rèn)為光是直線傳播，逆著入眼光線“找”物而看到蜃景。用激光斜向上射入食鹽水，如圖18所示，彎曲的光路印證了以上的分析。
蜃景倒正
1）問(wèn)題的提出。“海市蜃樓”實(shí)驗(yàn)的新發(fā)現(xiàn)：有的位置觀察居然看到了倒立蜃景。因?yàn)楝F(xiàn)行教材和歷屆教材，凡是涉及海面上海市蜃景的描述都是正立的，原因都說(shuō)是全反射。將這個(gè)問(wèn)題融入這堂課，一則科學(xué)探究得到了深入，二則學(xué)生的科學(xué)態(tài)度得到了培養(yǎng)——敢于質(zhì)疑。
2）倒立蜃景成因。根據(jù)前面的觀察經(jīng)驗(yàn)，又有利全班同學(xué)看到倒立蜃景的產(chǎn)生過(guò)程，筆者使用了投影儀的攝像頭代替眼睛，降低攝像頭位置，拖退物置，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)，屏幕上出現(xiàn)了倒立蜃景，如圖19所示。倒立蜃景如何形成？用激光筆檢驗(yàn)，調(diào)整傾角，使這條激光射入攝像頭，如圖20所示。再看擴(kuò)散層光路，問(wèn)：有沒(méi)有全反射？答：有。然后光路分析，如圖21所示。結(jié)論：因?yàn)橛腥瓷洌则拙暗沽ⅰ?/p>
3）正立蜃景成因。那最初看到的正立蜃景是如何形成的？攝像頭回到最初位置并使物體前進(jìn)一些，屏幕出現(xiàn)最初的正立蜃景。依然用激光筆檢驗(yàn)，增大傾角，使激光射入攝像頭，如圖22所示。再看擴(kuò)散層光路，問(wèn)：有沒(méi)有全反射？答：沒(méi)有。然后光路分析如圖23所示。結(jié)論：只有折射，所以蜃景正立。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是指學(xué)生能綜合、靈活地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)、方法，懂得設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、選擇實(shí)驗(yàn)器材、安排實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理方法，獨(dú)立研究問(wèn)題，并通過(guò)創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)去驗(yàn)證知識(shí)、獲得知識(shí)和進(jìn)行探索性研究的能力。小學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在一定的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，根據(jù)作出的假設(shè)，選用一定的材料，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件的限制，設(shè)計(jì)出能驗(yàn)證假設(shè)的方案，并在實(shí)驗(yàn)中做好觀察與記錄，然后分析現(xiàn)象，得出科學(xué)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，是培養(yǎng)研究型學(xué)生的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中尤為重要，只有實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)好了，在接下來(lái)的學(xué)習(xí)過(guò)程中才能有目的地去研究。
那么，怎樣才能更好地培養(yǎng)小學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力？
從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情境
在信息技術(shù)比較發(fā)達(dá)的今天，小學(xué)生已能通過(guò)自己的觀察及各種渠道對(duì)周圍的事物有一定的了解，積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)。因此，科學(xué)課的學(xué)習(xí)可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)創(chuàng)設(shè)情境，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。當(dāng)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，教師要啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想生活中的相似情境并遷移到實(shí)驗(yàn)中。例如：五年級(jí)光的直線傳播實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。課的開(kāi)始，教師先創(chuàng)設(shè)了這樣一個(gè)情境：用激光筆將光打在教室的墻上，讓學(xué)生猜想光是怎樣傳播的。由于光的傳播路徑白天是看不到的而成為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，為了減小學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的困難，教師讓學(xué)生看一組光沿直線傳播的圖片，有黑夜中的手電筒、黑夜中開(kāi)著的汽車燈、霧天汽車開(kāi)著的霧燈和太陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)林時(shí)的情境等。學(xué)生通過(guò)觀察這些圖片會(huì)發(fā)現(xiàn)暗處、有霧、有煙、不透明的地方等能看到光的傳播路徑，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
一題多方案設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
一題多方案設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的有效方法，即同一實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生采用不同的設(shè)計(jì)方案加以解決。教學(xué)中，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一種讓學(xué)生善于思考、敢于發(fā)表意見(jiàn)的氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生從不同的角度去想問(wèn)題，找出解決問(wèn)題的多種設(shè)計(jì)方案。如學(xué)“磁鐵同極相斥，異極相吸”時(shí)，教師在提供磁鐵實(shí)驗(yàn)盒后要求學(xué)生設(shè)計(jì)方案，有的借用小車，用小車的前進(jìn)后退來(lái)證明這個(gè)觀點(diǎn)；有的利用小棍，用環(huán)形磁鐵在棍子上的相離和相吸來(lái)證明；還有的甚至用細(xì)線把磁鐵懸掛起來(lái)當(dāng)作指南針，用它的旋轉(zhuǎn)來(lái)證明問(wèn)題，等等。再如氣體的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明確了要研究的問(wèn)題后，教師給學(xué)生提供了平底燒瓶、癟氣球、癟礦泉水瓶、空飲料盒、膠條、大燒杯2個(gè)、熱水、冷水，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)證明。
利用遷移訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
學(xué)習(xí)的遷移是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的重要標(biāo)志，遷移是思維靈活性的本質(zhì)特征。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們讓學(xué)生進(jìn)行從已知實(shí)驗(yàn)到未知實(shí)驗(yàn)、簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)到復(fù)雜實(shí)驗(yàn)、相似及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遷移訓(xùn)練。如學(xué)習(xí)了“壓縮空氣”中用皮球發(fā)現(xiàn)壓縮空氣的特性后，安排學(xué)生用注射器進(jìn)行設(shè)計(jì)遷移訓(xùn)練；另外研究了“定滑輪的作用”后，讓學(xué)生遷移到“動(dòng)滑輪的作用”“滑輪組的作用”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；在掌握了動(dòng)物與環(huán)境的關(guān)系后，讓學(xué)生遷移到探討植物與環(huán)境關(guān)系的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。
自由設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
自由設(shè)計(jì)訓(xùn)練也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的有效方法。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不要干涉和限制，要讓他們自由地選擇器材、方案以及操作方式等。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求學(xué)生有一定的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，能最大限度地激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的興趣，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。如五年級(jí)“小電動(dòng)機(jī)”一課，學(xué)生對(duì)小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)有很多猜想，如線圈與磁鐵的距離、線圈的圈數(shù)、磁鐵的位置、圈的大小、電池的電量、導(dǎo)線的粗細(xì)、線圈的形狀等。上完課后，教師讓各小組選擇一個(gè)感興趣的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生積極性高，各顯其能，效果很好。
總之，能力的形成要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反復(fù)的實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的形成同樣如此，因此教師在教學(xué)中一定要重視學(xué)生的訓(xùn)練和實(shí)踐。對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，概括地講，應(yīng)本著明確意義、掌握標(biāo)準(zhǔn)、重在實(shí)踐、循序漸進(jìn)的方針，只有這樣學(xué)生的設(shè)計(jì)能力才會(huì)有較大的提高。
關(guān)鍵詞： 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 類型和內(nèi)容 教學(xué)策略
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力的意義
所謂化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是指學(xué)生在實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，根據(jù)一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅\(yùn)用有關(guān)的化學(xué)知識(shí)與技能、科學(xué)過(guò)程與方法，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器、裝置、步驟和操作方法進(jìn)行規(guī)范的一種規(guī)則。化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力、提高他們的科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義。首先，它可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，獨(dú)立地或在教師啟發(fā)下，設(shè)計(jì)出各種實(shí)驗(yàn)方案，成功地解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，從而產(chǎn)生成功后的喜悅，激發(fā)起更大的學(xué)習(xí)熱情，成為進(jìn)一步學(xué)習(xí)的強(qiáng)勁動(dòng)力。其次，設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案需要學(xué)生靈活地和創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)基本能力和創(chuàng)造能力。最后，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還需要學(xué)生掌握各種科學(xué)方法（如實(shí)驗(yàn)、測(cè)定、實(shí)驗(yàn)條件的控制、假說(shuō)等），具有嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和敢于創(chuàng)新的精神，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握科學(xué)過(guò)程與科學(xué)方法，形成正確的化學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度、情感與價(jià)值。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型和內(nèi)容
根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，我們可以將高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劃成不同的類型。根據(jù)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程中的作用，它可以分為：
1.啟發(fā)性（或探索性）實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。
這類實(shí)驗(yàn)是在課堂教學(xué)中配合其他化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)行的，多采取隨堂實(shí)驗(yàn)的形式。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們要注意效果明顯、容易操作、時(shí)間短和安全可靠。
2.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。
這類實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕球?yàn)證化學(xué)假說(shuō)和理論，多采取學(xué)生實(shí)驗(yàn)課或邊講邊實(shí)驗(yàn)的形式。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了上述要求外，我們還要注意其作為證據(jù)對(duì)猜想與假設(shè)是否具有較強(qiáng)的說(shuō)服力。
3.運(yùn)用性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。
這類實(shí)驗(yàn)的目的是綜合運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)和技能，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)解決一些與化學(xué)有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們要注意靈活性和綜合性，盡可能設(shè)計(jì)多種方案，并加以比較，進(jìn)而進(jìn)行優(yōu)選。
根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的工具，它可劃分為以下兩種類型：
（1）化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、裝置和藥品的改進(jìn)或代替。
（2）化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)。一方面，這主要是由于高中化學(xué)教課書(shū)中，有的實(shí)驗(yàn)因裝置過(guò)于繁雜、操作不太方便、方法不合適、可見(jiàn)度較低而影響化學(xué)教學(xué)效果，因此需要改進(jìn)方案，重新設(shè)計(jì)。另一方面，由于高中生受到種種條件的限制，常會(huì)發(fā)生缺少某些儀器、藥品的情況，因而需要自制一些儀器和代用品，采用微型實(shí)驗(yàn)，所以也需要對(duì)實(shí)驗(yàn)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則
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化學(xué)理論知識(shí)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法論相一致，這是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的首要原則。例如Na2S和Na2SO3的鑒別，在試劑的選擇上就不宜選用硝酸等具有氧化性的酸；在操作程序的設(shè)計(jì)上，應(yīng)先溶解，取少量溶液，然后加試劑，而不能溶解后就加入試劑。
2.可行性原則。
可行性是指設(shè)計(jì)化學(xué)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)實(shí)驗(yàn)藥品、儀器、設(shè)備和方法在中學(xué)的條件下能夠得到滿足。例如NaCl、Na2SO4的鑒別，有的學(xué)生常選用AgNO3做試劑，認(rèn)為AgCl難溶、Ag2SO4微溶，從而把兩者加以區(qū)分。事實(shí)上，這種方法所依據(jù)的原理在實(shí)施時(shí)是不可行的。因?yàn)榱蛩徙y不穩(wěn)定，很容易分解成難溶的氧化銀。
3.綠色化原則。
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，也是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)樹(shù)立的基本化學(xué)觀念之一。綠色化學(xué)倡導(dǎo)從源頭上就盡可能地消除或減少有毒、有害化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須首先從化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做起。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)綠色化學(xué)思想，就要遵循化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的綠色化原則，即在化學(xué)反應(yīng)原料的選擇、化學(xué)反應(yīng)的條件的選擇、化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作等環(huán)節(jié)都要貫徹綠色化學(xué)思想。
四、發(fā)展學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的教學(xué)策略
1.盡可能為學(xué)生提供進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，是實(shí)驗(yàn)探究能力的重要組成部分。進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程，也就是學(xué)生經(jīng)歷制定實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)計(jì)劃，發(fā)展實(shí)驗(yàn)探究能力的過(guò)程。因此，我們?cè)诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要盡可能多地為學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，體會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要性，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則，初步掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法。
2.增強(qiáng)發(fā)展學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的計(jì)劃性。
增強(qiáng)發(fā)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的計(jì)劃性是發(fā)展學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力很重要的一個(gè)方面。我們應(yīng)根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)、學(xué)生知識(shí)與技能的基礎(chǔ)和能力發(fā)展水平，有目的、分階段地制定化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的發(fā)展計(jì)劃。
機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分,在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)精神中發(fā)揮了重要的作用。但傳統(tǒng)的機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),是理論課教學(xué)內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)室的再現(xiàn),對(duì)啟發(fā)學(xué)生的科研思維、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為此,自1999年我校機(jī)能實(shí)驗(yàn)中心成立后,我們進(jìn)行了一系列機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,包括最初的綜合性實(shí)驗(yàn)、隨后的自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及新近設(shè)立的醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論課,為促進(jìn)學(xué)生多學(xué)科知識(shí)的交叉與融合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力奠定了良好的基礎(chǔ),受到學(xué)生廣泛的好評(píng)。但同時(shí)我們也注意到,在這些實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施過(guò)程中還存在一些問(wèn)題,需要我們不斷進(jìn)行總結(jié),及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案,為深化機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與改革,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和開(kāi)闊的視野發(fā)揮積極的作用。
一、綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展
傳統(tǒng)的機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,主要目的在于強(qiáng)化與鞏固課堂理論知識(shí),往往忽視了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。而且,由于各學(xué)科之間缺乏有效地融合,使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有較多的重復(fù),因此在一定程度上還造成了教學(xué)資源的浪費(fèi)。為此,北醫(yī)在1999年成立了統(tǒng)一的機(jī)能實(shí)驗(yàn)中心,將生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)三個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室融合在一起,實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化和共享,并相應(yīng)開(kāi)設(shè)了一系列綜合性實(shí)驗(yàn),如“血壓調(diào)節(jié)和失血性休克”、“影響離體心臟灌流的因素及缺血—再灌注損傷”和“家兔腎功能測(cè)定及急性腎功能衰竭”等”,將生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),使學(xué)生對(duì)機(jī)體正常的生理調(diào)節(jié)機(jī)制、疾病時(shí)功能代謝的改變和藥物的作用有了直觀和連貫的認(rèn)識(shí),促進(jìn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通,提高了他們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力及彼此互助合作的團(tuán)隊(duì)精神。綜合性實(shí)驗(yàn)的不足之處在于實(shí)驗(yàn)往往比較復(fù)雜,需要較多的課時(shí)來(lái)完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn),因此在時(shí)間安排上常常具有一定的難度。另外,綜合性實(shí)驗(yàn)中依然是教師占據(jù)主導(dǎo)地位,學(xué)生相對(duì)來(lái)說(shuō)還是處于一個(gè)被動(dòng)的地位,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
二、自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的開(kāi)展
在掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的前提下,為了進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主動(dòng)性,激發(fā)他們的科研興趣,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立分析問(wèn)題的能力,我們?cè)?001年又開(kāi)設(shè)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程[1]。針對(duì)與機(jī)能學(xué)內(nèi)容相關(guān)的研究目標(biāo),由學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組為單位自選題目,課下利用圖書(shū)館、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)查閱文獻(xiàn),提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,然后在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)答辯,通過(guò)學(xué)生之間的提問(wèn)、回答以及老師的點(diǎn)評(píng)完善學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),選擇優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案在櫥窗展出。比如學(xué)完肝功能衰竭,很多學(xué)生就會(huì)想到去設(shè)計(jì)一個(gè)肝性腦病及其防治的實(shí)驗(yàn)方案;學(xué)完呼吸衰竭,就會(huì)想到去設(shè)計(jì)一個(gè)肺水腫及其搶救的實(shí)驗(yàn)方案。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠提高學(xué)生的自學(xué)能力,使他們能夠結(jié)合課堂所學(xué)內(nèi)容,針對(duì)某個(gè)有爭(zhēng)議的環(huán)節(jié)去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證;或者突破所學(xué)課程的局限,設(shè)計(jì)跨學(xué)科的綜合性實(shí)驗(yàn),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、文獻(xiàn)檢索能力和表達(dá)能力具有較大的幫助。不足之處在于最初的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)只是紙上談兵,缺乏實(shí)際操作,很多學(xué)生感到意猶未盡,抱有不小的遺憾。
三、自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作
經(jīng)過(guò)對(duì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的不斷完善,這項(xiàng)工作得到了專家的認(rèn)可,學(xué)校也撥專款資助機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,從2004年起我們?cè)谠u(píng)選出較優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)方案后,就讓學(xué)生們自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn),這樣學(xué)生們的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)就不僅僅局限于紙上談兵了。自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的實(shí)施為學(xué)生們提供了一個(gè)自由發(fā)揮、施展才能的更大空間,對(duì)調(diào)動(dòng)他們的熱情和積極性,進(jìn)一步提高他們的科研興趣具有重要意義,也由此獲得了學(xué)生廣泛的好評(píng)和熱愛(ài),許多學(xué)生甚至把它作為自己最喜愛(ài)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)待,稱為“我的實(shí)驗(yàn)”。為了提高實(shí)驗(yàn)的成功性,學(xué)生們會(huì)更加認(rèn)真地設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)方案,課下和同學(xué)、教師經(jīng)常進(jìn)行交流和探討,對(duì)設(shè)計(jì)方案不斷進(jìn)行修改和完善,對(duì)可能的結(jié)果反復(fù)推敲,保證了實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性和可行性。比如,學(xué)生曾設(shè)計(jì)過(guò)“人工冬眠狀態(tài)下家兔對(duì)缺氧的耐受性”,通過(guò)靜脈注射氯丙嗪配合冰袋降溫來(lái)模擬家兔人工冬眠狀態(tài),并通過(guò)監(jiān)測(cè)血?dú)鈦?lái)觀察家兔對(duì)缺氧的耐受性。由于是剛剛開(kāi)展自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的操作,并沒(méi)有太多經(jīng)驗(yàn)可拿來(lái)借鑒,因此盡管理論上準(zhǔn)備的很充分,但由于沒(méi)有事先安排預(yù)實(shí)驗(yàn),所以實(shí)際操作時(shí)還是出現(xiàn)了一些意想不到的問(wèn)題,比如藥物劑量的把握等等,最終造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠理想。盡管設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的并不在于實(shí)驗(yàn)的成功與否,但如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果不好,在一定程度上還是會(huì)影響學(xué)生的積極性。因此在后來(lái)的實(shí)驗(yàn)中,我們都盡可能地組織一部分動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)行初步預(yù)實(shí)驗(yàn),然后根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)整和優(yōu)化,以最大程度地保證學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作中取得較好的結(jié)果[2]。
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)
自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅為學(xué)生充分運(yùn)用自己所學(xué)的理論知識(shí)和施展實(shí)驗(yàn)技能提供了空間,也使學(xué)生對(duì)科研工作有了初步的認(rèn)識(shí),這對(duì)于培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力,提高他們的科研素質(zhì)都有較好的啟示作用,也為今后從事科學(xué)研究工作奠定了良好的基礎(chǔ)。盡管如此,在對(duì)幾年來(lái)開(kāi)展的學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)的過(guò)程中我們還是發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題,主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和創(chuàng)新性還有待加強(qiáng)。因?yàn)榇蠖鄶?shù)學(xué)生都是初次接觸實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),受知識(shí)結(jié)構(gòu)及科研經(jīng)歷的限制,他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大都局限在一個(gè)固有的框架中,是對(duì)已有機(jī)能實(shí)驗(yàn)的一個(gè)模仿,創(chuàng)新性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而且,部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些基本原則還缺乏應(yīng)有的了解。為此,自2010年起我們又專門(mén)開(kāi)設(shè)了2學(xué)時(shí)的理論課,由具有多年機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)“如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”進(jìn)行講解。老師先讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中不了解、不注意以及不滿意的問(wèn)題全都提出來(lái),然后引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)討論,最后才將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素、基本原則及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇等知識(shí)加以介紹。這堂課與其說(shuō)是一堂理論課,不如說(shuō)更像是一堂討論課,教師采取開(kāi)放式教學(xué),以學(xué)生互相討論為主,教師僅僅起一個(gè)引導(dǎo)作用。學(xué)生們提問(wèn)非常踴躍,老師并不急于回答,而是把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生,讓他們?cè)谙嗷ビ懻摰倪^(guò)程中自己去尋找答案,以加深他們對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和理解。課后學(xué)生們反映這堂課收獲很大,初步懂得了應(yīng)該怎樣去設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),了解了真正意義上的科研設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的基本原則。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)后,我們也看到同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平有了一定的提高。
五、機(jī)能實(shí)驗(yàn)改革的展望
綜上所述,自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中極其重要的一個(gè)階段,是一種模擬科研過(guò)程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,它既可以使學(xué)生初步掌握醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的基本過(guò)程,又能激發(fā)學(xué)生的科研興趣,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,提高其綜合素質(zhì)具有較大的優(yōu)勢(shì),是未來(lái)機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)[3]。目前讓我們感到非常遺憾的一點(diǎn)是,盡管有些學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和臨床意義(比如“急性彌散性血管內(nèi)凝血及其搶救”、“心肌缺血再灌注損傷的防治”等),但最終由于機(jī)能實(shí)驗(yàn)室條件的限制(比如實(shí)驗(yàn)儀器和藥品)而未能實(shí)施,很是可惜。相信隨著學(xué)校對(duì)機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入的增加,實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件的改善,動(dòng)物和試劑的保障,機(jī)能實(shí)驗(yàn)中心將會(huì)為開(kāi)展自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)造更好的條件,為培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才提供更好的保障。
我們經(jīng)過(guò)幾年的探索，秉承培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新性思維和科研素質(zhì)為主旨，不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，從內(nèi)容上和形式上轉(zhuǎn)變成“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)-綜合性實(shí)驗(yàn)-設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”“三維一體化”教學(xué)模式。
1.基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的整合。本實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)占實(shí)驗(yàn)總課時(shí)60%，對(duì)傳統(tǒng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選、增刪和合并，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生基本技能訓(xùn)練。內(nèi)容包括各種常見(jiàn)劑型（如：片劑、液體制劑、軟膏劑等）的制備工藝。
2.綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與示范性教學(xué)。本部分內(nèi)容占實(shí)驗(yàn)總課時(shí)的10%，通過(guò)選擇典型藥物改進(jìn)成為綜合性實(shí)驗(yàn)，以“黃芩苷片的制備”實(shí)驗(yàn)為例，從原生植物的認(rèn)識(shí)到成品的質(zhì)量檢查，共分為7個(gè)階段。具體實(shí)施情況見(jiàn)表1。本部分內(nèi)容的開(kāi)展主要圍繞著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路和方法進(jìn)行講授，并通過(guò)教師示范性實(shí)驗(yàn)的方式，使學(xué)生對(duì)藥學(xué)科研思路有清晰的認(rèn)識(shí)，為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。
3.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要舉措，占實(shí)驗(yàn)總課時(shí)的30%。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由老師每次給出2~3個(gè)題目，讓學(xué)生自主選擇。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：（1）文獻(xiàn)查閱與綜述撰寫(xiě)；（2）開(kāi)展初步試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)；（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)答辯，確定實(shí)驗(yàn)方案；（4）實(shí)驗(yàn)實(shí)施；（5）總結(jié)與討論；（6）撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生在本實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中均要求分組組合實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，協(xié)作完成相關(guān)文獻(xiàn)的查閱并撰寫(xiě)綜述，在此基礎(chǔ)上提交初步的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)書(shū)，學(xué)生通過(guò)PPT匯報(bào)實(shí)驗(yàn)方案開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)答辯，經(jīng)老師究其可行性方案審核后，最終確定實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后主動(dòng)想辦法解決問(wèn)題，解決不了主動(dòng)和老師探討解決。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，使本科生較早地參與了真正意義上的科研活動(dòng)，能夠了解本領(lǐng)域較新的研究動(dòng)向，學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性得到了很大的提高，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，為今后開(kāi)展科研打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4.建立《藥劑學(xué)》“三維一體化”實(shí)驗(yàn)考核體系。課題組在《藥劑學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，具體實(shí)踐“三維一體化”教學(xué)模式，在教學(xué)過(guò)程中，夯實(shí)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、開(kāi)發(fā)綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、完善設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施評(píng)價(jià)考核方法，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的完成情況及完成水平。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)和傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同[5]。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)更多地關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否和理論教學(xué)一致，而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維及團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問(wèn)題的能力，因此在評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)效果時(shí)更注重實(shí)驗(yàn)實(shí)施的過(guò)程及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等。
現(xiàn)將課題組制定的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施評(píng)價(jià)考核方法介紹如下：第一部分考核內(nèi)容為學(xué)生選題后，進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，撰寫(xiě)綜述，根據(jù)學(xué)生綜述撰寫(xiě)情況打分，本部分分值占15%。第二部分考核內(nèi)容為文獻(xiàn)調(diào)研完成后，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組上交初步實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)書(shū)，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性、可行性等情況打分，本部分分值占30%。第三部分考核內(nèi)容為組織每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)書(shū)進(jìn)行PPT匯報(bào)答辯。課題組老師聽(tīng)取匯報(bào)后，對(duì)其實(shí)驗(yàn)方案中的問(wèn)題及可行性進(jìn)行提問(wèn)，共同優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，根據(jù)實(shí)施情況進(jìn)行打分，本部分分值占15%。第四部分考核內(nèi)容為開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行打分，本部分分值占40%。
二、“三維一體化”《藥劑學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式教學(xué)效果及創(chuàng)新性分析
1.教學(xué)模式多樣化，重點(diǎn)突出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維和科研實(shí)踐能力。在保留傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)學(xué)生思考如何進(jìn)行科研選題及文獻(xiàn)調(diào)研，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)自我管理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析匯報(bào)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合能力為關(guān)鍵點(diǎn)，重點(diǎn)突出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)，旨在鞏固傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生動(dòng)手能力的基礎(chǔ)上，全面培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新性思維和科研素質(zhì)。
2.轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，真正發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中學(xué)生簡(jiǎn)單重復(fù)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑D(zhuǎn)變成在授課形式向“教師主導(dǎo)-共同參與-學(xué)生主導(dǎo)”的三級(jí)階梯模式過(guò)渡，在內(nèi)容上以“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)-綜合性實(shí)驗(yàn)-設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的“三維一體化”模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為以學(xué)生為主導(dǎo)的創(chuàng)造性模式。
一、制作工具與材料
透明塑料書(shū)寫(xiě)墊板或者軟玻璃、生物學(xué)常用實(shí)驗(yàn)用具打印圖、刻刀、膠水、尺子。
二、制作步驟
1.選擇材料：選取一塊透明塑料書(shū)寫(xiě)墊板，要求形狀規(guī)則的（以長(zhǎng)方形為宜），大小適宜。（便于使用者攜帶）
2.模型圖紙：在網(wǎng)上選取中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常用實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)圖，有的也可直接用Word軟件中繪圖工具直接繪出，但要求各儀器簡(jiǎn)圖之間大小、比率適度，把所選取和繪制好的各種儀器簡(jiǎn)圖在電腦Word上排版設(shè)計(jì)出來(lái)。
3.圖紙與透明塑料書(shū)寫(xiě)墊板復(fù)合：把已經(jīng)做好的圖紙打印出來(lái)，用剪刀去掉周圍多余的紙，把所需部分用膠水涂背面，然后粘在透明塑料書(shū)寫(xiě)墊板上。（要鋪平、壓實(shí)）
4.雕刻：等膠水干后，先用鉛筆在上面畫(huà)線，然后把透明塑料書(shū)寫(xiě)墊板放在一塊疊得很厚的毛巾上，用刻刀沿鉛筆線進(jìn)行雕刻，或者用酒精燈把解剖針燒紅后在畫(huà)線邊緣先烙成一些小孔后再用刻刀把透明塑料書(shū)寫(xiě)墊的內(nèi)部鏤空，然后把透明塑料書(shū)寫(xiě)墊上鏤空部分的邊緣打磨光滑。
三、模板使用說(shuō)明
1.整個(gè)模板的邊緣可以像直尺一樣設(shè)計(jì)刻度，起到直尺的作用，此模版主要可以繪出以下幾種實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖：漏斗、圓底燒瓶、集氣瓶、試管、鐵架臺(tái)、培養(yǎng)皿、U形管、溫度計(jì)、酒精燈、燒杯、長(zhǎng)頸漏斗、錐形瓶、三種角度的導(dǎo)氣管、各種塞子和酒精燈火焰。另外，還可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的不同，可任意的組合出不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。
2.模板可用于不同的人群，若應(yīng)用于老師授課過(guò)程中，就可在制作時(shí)按相應(yīng)的比率進(jìn)行放大，在教學(xué)過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)有別的更適合于自己教學(xué)的實(shí)驗(yàn)用具也可在制作過(guò)程中加入。
3.模板中的很多實(shí)驗(yàn)用具在化學(xué)中也有需要，因此有時(shí)候也可用于化學(xué)教學(xué)。
四、制作中應(yīng)注意的問(wèn)題
1.在選擇儀器圖時(shí)一定要選擇規(guī)范的圖，否則雕刻成的儀器模版不規(guī)范，不能用于繪制實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)圖。
2.剪下來(lái)的圖必須要用膠水粘固在透明塑料書(shū)寫(xiě)墊上，待晾干后在圖邊緣用鉛筆畫(huà)線。
3.雕刻時(shí)由于透明塑料書(shū)寫(xiě)墊的版面十分的光滑，在雕刻的過(guò)程中經(jīng)常把刻刀劃出雕刻范圍外，因此，也可用力按住紗布，在其表面進(jìn)行來(lái)回滑動(dòng)形成粗糙的表面，以此來(lái)防滑；另外，在用刻刀雕刻的時(shí)候十分困難，所以，需用一塊厚毛巾墊在下面使其形成一個(gè)具有伸縮性的界面，或者直接用左手持拿放空，右手雕刻，這樣就能輕易完成。但如果是圓形或者是橢圓形的部分則可以先用酒精燈將解剖針燒紅后在畫(huà)線邊緣先烙成一些小孔，然后再
用刻刀把透明塑料書(shū)寫(xiě)墊的內(nèi)部鏤空，最后再用刻刀進(jìn)行精刻、
細(xì)刻。
參考文獻(xiàn)：
一、結(jié)合課本實(shí)驗(yàn)，理解實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)，形成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的思維導(dǎo)向
化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，不可能一蹴而就，所謂“冰凍三尺，非一日之寒”，必須潛移默化，由量變促成質(zhì)變，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，由簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者結(jié)合教材中的典型實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃恚莆諏?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)。
【案例1】離子檢驗(yàn)或物質(zhì)檢驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
《化學(xué)必修1》第21頁(yè)“活動(dòng)與探究”欄目：氯化銨、硫酸銨、氯化鉀、硫酸鉀均可用作化肥，它們都是白色可溶于水的固體，探究這幾種鹽中所含離子的檢驗(yàn)方法。
教學(xué)過(guò)程：
問(wèn)題1：這些物質(zhì)中有哪幾種離子？
問(wèn)題2：■、Cl- 、■選用什么試劑檢驗(yàn)？有什么現(xiàn)象？如何把實(shí)驗(yàn)過(guò)程用文字描述出來(lái)？
問(wèn)題3：K+用什么方法檢驗(yàn)？具體操作如何？
問(wèn)題4：檢驗(yàn)離子應(yīng)從哪幾個(gè)方面分析？
拓展：四種鹽如何區(qū)分？請(qǐng)畫(huà)出流程圖。
[方案]
延伸：如何驗(yàn)證白色固體是NH4Cl？請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案。
離子檢驗(yàn)或物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，要根據(jù)各種離子或物質(zhì)的某些特性對(duì)離子或物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，熟練把握各種離子或物質(zhì)的性質(zhì)，并把握實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的技巧，進(jìn)而設(shè)計(jì)合理的方案。
【案例2】物質(zhì)制備型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
《化學(xué)選修6：實(shí)驗(yàn)化學(xué)》硫酸亞鐵銨的制備
實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)流程如下：鐵屑的凈化制取硫酸亞鐵溶液制備硫酸亞鐵銨晶體計(jì)算產(chǎn)率。
設(shè)計(jì)這類實(shí)驗(yàn)的整體思路：從原料出發(fā)，通過(guò)控制反應(yīng)條件，如對(duì)溫度的控制，先得到目標(biāo)產(chǎn)物，即粗產(chǎn)品，接著對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行分離提純，是這類實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)所在。尋找分離提純的最佳方案，使所得產(chǎn)品純度高，產(chǎn)率大。
【案例3】原理驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
《化學(xué)選修6：實(shí)驗(yàn)化學(xué)》硫代硫酸鈉與酸反應(yīng)速率的影響因素
設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表1。
這類原理驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，是在明確反應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制一定的實(shí)驗(yàn)條件，控制單因子變量，最終設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。
從以上這些典例中，我們不難發(fā)現(xiàn)，化學(xué)教材中蘊(yùn)含著豐富的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想方面的素材，教師應(yīng)深入挖掘，在日常教學(xué)中不斷滲透實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)思想。每一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)其設(shè)計(jì)思想總是包含著對(duì)已有知識(shí)的靈活應(yīng)用與創(chuàng)造性的科學(xué)構(gòu)想。
二、結(jié)合課本實(shí)驗(yàn)，了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般流程和基本原則
化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的流程包括：知識(shí)鋪墊提出問(wèn)題小組討論形成方案方案優(yōu)化規(guī)范表達(dá)。“以鋁為原料制備氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”，通過(guò)小組討論，各小組形成的方案大致可以分為以下兩種類型。
第一類制備方法：酸堿法
第二類制備方案：電化學(xué)法
方案8：電解法――Al為陽(yáng)極，Cu為陰極，電解氯化鈉溶液。
方案9：原電池法――Al、Cu為電極，浸沒(méi)在通入空氣的NaCl溶液中。
各小組在個(gè)人意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)各自的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)比方案1～7，從制備1mol氫氧化鋁消耗酸堿量來(lái)看，方案7消耗酸堿量最少，從實(shí)驗(yàn)室操作的便利性看，通入氣體的操作較為煩瑣。對(duì)比方案8、方案9，從反應(yīng)速率來(lái)看：方案8>方案9，從能源消耗來(lái)看，方案8>方案9。綜合以上這些因素，方案7為最佳方案。
由此看出實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下基本原則：
三、充分挖掘課本中的實(shí)驗(yàn)素材，加以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和訓(xùn)練，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
1.變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是用以驗(yàn)證已學(xué)過(guò)知識(shí)的正確性，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，而探究性實(shí)驗(yàn)是指在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)科學(xué)的分析、綜合等思維來(lái)獲取知識(shí)，學(xué)生處于一種主動(dòng)探索知識(shí)的狀態(tài)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力十分有利。因此，教師應(yīng)精心安排，積極鉆研，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取新知識(shí)。
在一次優(yōu)質(zhì)課評(píng)比中，有位教師很巧妙地將課本中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，收到了很好的課堂效果。當(dāng)時(shí)的課題是“影響鹽類水解的因素”，給我印象深刻的是這位教師在處理書(shū)本中“活動(dòng)與探究”這個(gè)欄目時(shí)設(shè)計(jì)了這樣一張實(shí)驗(yàn)報(bào)告單：
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊扄}類水解的因素
實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
這位教師充分利用課本資源，很巧妙地處理了“活動(dòng)與探究”這個(gè)欄目的教學(xué)。既可以有效地改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又能起到提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的作用，對(duì)學(xué)生適應(yīng)新課程教學(xué)活動(dòng)起到很好的引領(lǐng)作用，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。
2.將課本中相關(guān)結(jié)論轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)變化規(guī)律或驗(yàn)證某一結(jié)論的常用科學(xué)方法。書(shū)本上的知識(shí)凡是能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證或探究的，都應(yīng)啟發(fā)學(xué)生思維，認(rèn)真引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，甚至還可嘗試讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的探究和設(shè)計(jì)能力。
【案例】第三周期元素性質(zhì)變化規(guī)律
【實(shí)驗(yàn)一】Na、Mg、Al和水的反應(yīng)：分別取一小段鈉、鎂、鋁，用砂紙磨掉表面的氧化膜，放入三支小試管中，加入2～3 mL水，并滴入兩滴酚酞溶液。觀察現(xiàn)象。
過(guò)一會(huì)兒，分別用酒精燈給三支試管加熱至沸騰，并移開(kāi)酒精燈，再觀察現(xiàn)象。
【實(shí)驗(yàn)二】 Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)比較
總結(jié)：Na、Mg、Al與水反應(yīng)越來(lái)越 ，對(duì)應(yīng)氧化物水化物的堿性越來(lái)越 ，金屬性逐漸 。
1結(jié)合三維教學(xué)目標(biāo)，理順表現(xiàn)性評(píng)價(jià)標(biāo)的
（1）通過(guò)小組討論，學(xué)生設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)方案做出評(píng)估；
（2）學(xué)生要有意識(shí)地控制變量，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；
（3）科學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行自我評(píng)估和反思總結(jié).
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)中表現(xiàn)性評(píng)價(jià)方式的選擇及具體實(shí)施
表現(xiàn)性評(píng)價(jià)方式，可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)內(nèi)容作機(jī)動(dòng)實(shí)施.在分組實(shí)驗(yàn)前，可以選擇設(shè)計(jì)問(wèn)卷作答及針對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的PTA量表；然后在實(shí)驗(yàn)操作階段再發(fā)放預(yù)先設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作檢查表及軼事記錄表；最后在實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段發(fā)放實(shí)驗(yàn)報(bào)告PTA量表與總結(jié)性評(píng)價(jià)表.評(píng)價(jià)填寫(xiě)“優(yōu)、良、合格”三個(gè)等級(jí).通過(guò)學(xué)生自己評(píng)價(jià)，學(xué)生間互相評(píng)價(jià)，教師評(píng)價(jià)，來(lái)正確引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?
3表現(xiàn)性評(píng)價(jià)具體實(shí)施
3.1實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)課前幾天，向?qū)W生發(fā)放實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)表格，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)PTA量表.學(xué)生填寫(xiě)完后上交，老師根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案和自我評(píng)價(jià)和互評(píng)，對(duì)學(xué)生分析設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，提出改進(jìn)建議，確立合理的實(shí)驗(yàn)方案.
3.1.1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)表
傳統(tǒng)分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般都是讓學(xué)生課前自行預(yù)習(xí)，上課老師再花幾分鐘時(shí)間講解一下實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⑦^(guò)程、注意事項(xiàng)等內(nèi)容.對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)的結(jié)果一般不太檢查，這就導(dǎo)致不少同學(xué)不預(yù)習(xí)，同時(shí)自行預(yù)習(xí)還帶來(lái)學(xué)習(xí)的盲目性，預(yù)習(xí)不充分.如要預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的哪些部分，哪些問(wèn)題我們實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該仔細(xì)分析考慮的等等.向?qū)W生發(fā)放實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)表和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)PTA量表有利于促進(jìn)學(xué)生預(yù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生如何預(yù)習(xí)，完善傳統(tǒng)分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，監(jiān)控和跟蹤學(xué)生的高級(jí)思維過(guò)程，激發(fā)創(chuàng)造性思維，增強(qiáng)學(xué)生自我評(píng)價(jià)意識(shí)和能力.以小組討論形式進(jìn)行提高學(xué)生合作互助精神，在討論中進(jìn)行思維的爭(zhēng)辯，共同提高.課前預(yù)習(xí)充分，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作做好準(zhǔn)備，避免操作的盲目性，提高實(shí)驗(yàn)操作效率和正確性.也同時(shí)優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)[TP9GW77.TIF，Y#]，避免教師在操作前花費(fèi)大量時(shí)間講解，學(xué)生邊撥弄器材邊聽(tīng)講的低效率情況發(fā)生.
3.1.3匯總學(xué)生的不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，教師點(diǎn)評(píng)可行性，誤差分析，確定最佳測(cè)量方案（電路圖）如圖1.
3.2實(shí)驗(yàn)操作階段
1讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不是簡(jiǎn)單地讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的目的也不是僅僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)操作,而應(yīng)該是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究,參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要明確自己的角色,指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的需要自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)論正誤的驗(yàn)證。例如,在學(xué)習(xí)原電池時(shí),學(xué)生已經(jīng)知道Cu-Zn-H2SO4中,Zn做負(fù)極。筆者在學(xué)生已有知識(shí)的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題:請(qǐng)同學(xué)們思考在金屬活動(dòng)性順序中,排在前面的金屬是不是總是做負(fù)極?我們應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證?學(xué)生根據(jù)自己已有的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源搜索有關(guān)信息去自行設(shè)計(jì)和創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己實(shí)驗(yàn)方案的正確與否。學(xué)生通過(guò)自己的參與獲得了新知識(shí):哪一種金屬做負(fù)極還與電解質(zhì)溶液有關(guān)。又如,學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制氨氣時(shí),向?qū)W生提供藥品:堿石灰、濃氨水、生石灰、氫氧化鈉固體、氫氧化鈣固體、氯化銨等。并提問(wèn):制取氨氣用什么藥品好呢?哪些藥品可以制得氨氣?生成的氨氣如何檢驗(yàn)?如何干燥?學(xué)生帶著這些問(wèn)題,經(jīng)過(guò)動(dòng)手、動(dòng)腦參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,不僅提高了學(xué)習(xí)興趣,鞏固了所學(xué)知識(shí),同時(shí)鍛煉了思維能力。又如,學(xué)生已經(jīng)知道Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化,于是讓他們開(kāi)動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),要求能夠較長(zhǎng)時(shí)間地觀察到Fe(OH)2白色沉淀。學(xué)生通過(guò)不斷的思考討論,優(yōu)選出最佳方案。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中,學(xué)生體會(huì)到了成功的喜悅,也培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立自主、科學(xué)思維能力。
2讓學(xué)生動(dòng)手操作,培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能
化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)科學(xué)的形成和發(fā)展中有著非常重要的作用,學(xué)生通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)可以認(rèn)識(shí)世界,解決疑問(wèn)。讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn),探究知識(shí),往往能達(dá)到事半功倍的效果。在教學(xué)過(guò)程中,教師可以創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論,若未達(dá)到預(yù)期結(jié)論,需要調(diào)整或重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,使探究過(guò)程趨向合理化,這會(huì)使學(xué)生充分體驗(yàn)探究過(guò)程的魅力。例如,讓學(xué)生比較Na2CO3與NaHCO3的化學(xué)性質(zhì),他們先根據(jù)已有的知識(shí)設(shè)計(jì)方案,在教師的指導(dǎo)下動(dòng)手驗(yàn)證。在這個(gè)過(guò)程中,如果學(xué)生得出的結(jié)論與預(yù)期的一致,則說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)得合理;反之,讓學(xué)生反思方案缺陷在哪?發(fā)現(xiàn)不足,同時(shí)思考“為什么”。又如,銀鏡反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),開(kāi)始學(xué)生根據(jù)自己的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的目的,筆者便讓學(xué)生討論分析失敗的原因,他們經(jīng)過(guò)反復(fù)分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)終于成功了,歡呼雀躍。這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親自體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)過(guò)程為什么要用潔凈的試管?為什么要用水浴加熱,而不能直接用酒精燈加熱?再如,中和滴定實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的誤差;配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生學(xué)會(huì)用固體、液體來(lái)配置一定物質(zhì)的量濃度的溶液,并能夠分析實(shí)驗(yàn)誤差。教學(xué)過(guò)程中可以創(chuàng)設(shè)合適的情境將部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親手去做,讓學(xué)生自己分析交流實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,分享成功的喜悅,經(jīng)常訓(xùn)練能夠提高實(shí)驗(yàn)技能,對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題也會(huì)得心應(yīng)手。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,也可以根據(jù)情況將學(xué)生分成幾個(gè)小組,通過(guò)小組內(nèi)合作交流、小組間評(píng)價(jià),調(diào)動(dòng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生進(jìn)入探究問(wèn)題的情境中去,學(xué)生在探究的過(guò)程中不知不覺(jué)獲得新知。
3針對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,設(shè)計(jì)解決方案
在教學(xué)過(guò)程中,一些抽象的問(wèn)題僅僅借助于教師的講解是沒(méi)有說(shuō)服力的,如果借助化學(xué)實(shí)驗(yàn),可以讓理論與實(shí)踐相結(jié)合,抽象問(wèn)題具體化。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手做、分析、總結(jié),真正領(lǐng)會(huì)到化學(xué)知識(shí)的真諦。例如,在學(xué)習(xí)“沉淀溶解平衡”時(shí),遇到這樣一個(gè)問(wèn)題:氫氧化鎂為什么可以溶于氯化銨溶液?有學(xué)生認(rèn)為是NH4+與OH-直接反應(yīng);有學(xué)生認(rèn)為是NH4+水解生成了H+與Mg(OH)2電離出的OH-反應(yīng),破壞了Mg(OH)2的沉淀溶解平衡,使Mg(OH)2沉淀溶解平衡不斷右移,最終全部溶解。學(xué)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題的結(jié)果分析爭(zhēng)執(zhí)不下,于是筆者讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證哪一個(gè)結(jié)論正確,并提示學(xué)生可以將氯化銨溶液換成醋酸銨溶液進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)這一設(shè)計(jì),讓學(xué)生很好地理解了平衡移動(dòng)原理。又如,學(xué)習(xí)糖類時(shí),對(duì)淀粉水解產(chǎn)物和淀粉水解程度的判斷問(wèn)題,讓學(xué)生思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案?實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意哪些問(wèn)題?在教學(xué)的適當(dāng)時(shí)機(jī),以適當(dāng)?shù)姆绞皆O(shè)計(jì)問(wèn)題情境,挖掘創(chuàng)意,完善他們的創(chuàng)造思維。實(shí)踐證明,教師在教學(xué)實(shí)踐中充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力,特別是實(shí)驗(yàn)的技巧,引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué),會(huì)使化學(xué)教學(xué)事半功倍。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性是不容置疑的,21世紀(jì)的化學(xué)教學(xué),要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)放在首位。
1.利用教材原始實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能
實(shí)驗(yàn)技能主要是指對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解技能，正確使用儀器和器材的操作技能，分析處理數(shù)據(jù)的技能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析技能等諸方面的綜合技能。新課改要求充分利用原始的高中物理實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)儀器，同時(shí)結(jié)合新的設(shè)計(jì)方案，一并考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。
2.利用源于教材的“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)考查學(xué)生的應(yīng)用技能
應(yīng)用技能是理論聯(lián)系實(shí)際的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的技能，應(yīng)用技能的高低能反映學(xué)生的綜合技能。
3.利用高中原始教材的“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新技能進(jìn)行考查
新課改要求利用高于高中物理教材的“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)，改變實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)新方案，考查學(xué)生的創(chuàng)新技能。
二、高中物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題解題技能的培養(yǎng)
近幾年各地高考物理試題雖然大量采用了“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)，突出考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能，使學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的有關(guān)理論、方法和技能；進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣；增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣；發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐技能。但它還是以高中物理教材實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)改編而來(lái)的，是教材實(shí)驗(yàn)的延伸與發(fā)展。心理學(xué)認(rèn)為：“技能”是一種內(nèi)化了的個(gè)體經(jīng)驗(yàn)，因此，我們不能以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能為理由，放松對(duì)高中物理教材實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，到處找新實(shí)驗(yàn)做。高中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能的培養(yǎng)，只能在平時(shí)高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中有目的有計(jì)劃的訓(xùn)練，通過(guò)自己的努力不斷總結(jié)、歸納積累才能形成。因此，筆者認(rèn)為采取以下三個(gè)措施，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能。
1.重視實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)散和集中，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能
（1）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生可以按不同的器材設(shè)計(jì)方案。如驗(yàn)證玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)，可用注射器封閉一定質(zhì)量的氣體進(jìn)行驗(yàn)證，也可以用一根適當(dāng)長(zhǎng)的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，水平放置時(shí)用一段水銀柱封閉一定質(zhì)量的氣體進(jìn)行驗(yàn)證，其實(shí)驗(yàn)原理相同，實(shí)驗(yàn)步驟、測(cè)量方法完全不同。
（2）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢W(xué)生可以按不同的原理設(shè)計(jì)方案。如測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋捎脝螖[的原理，通過(guò)測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)和周期來(lái)測(cè)定，也可用自由落體的原理，通過(guò)頻閃照相的方法來(lái)測(cè)定。又如測(cè)量凸透鏡的焦距，有平面鏡輔助法、凸透鏡成像公式法、“共軛法”等等。
（3）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生可以推廣用于多種儀器。如測(cè)定平行玻璃磚的折射率的方法，對(duì)三棱鏡和半圓形透明體也同樣適用，在這一實(shí)驗(yàn)中，教師要求各小組用不同形狀的玻璃體測(cè)折射率后，再做測(cè)定三棱鏡的折射率的試題，得分率肯定高。如果我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用發(fā)散集中思維思考實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)提高他們的實(shí)驗(yàn)技能將會(huì)有莫大的幫助。
2.重視實(shí)驗(yàn)裝置的開(kāi)發(fā)與利用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能
（1）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置于器材，學(xué)生可以做多個(gè)實(shí)驗(yàn)。如用注射器這套裝置，既可以驗(yàn)證玻耳定律，也可以驗(yàn)證查理定律。又如“斜槽”裝置既可用于研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，也可用于驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)。（2）多個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生可以做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)。如測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，可用伏安法測(cè)（電流表＋電壓表＋滑動(dòng)變阻器）；可用I—R法測(cè)，也就是“電流表＋定值電阻或電流表＋電阻箱”；還可用U—R法測(cè)，也就是“電壓表＋定值電阻或電流表＋電阻箱”。（3）創(chuàng)新利用新儀器。學(xué)生可以根據(jù)提供的說(shuō)明書(shū)，使用新儀器解決新問(wèn)題。
3.開(kāi)發(fā)“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新技能
（2）開(kāi)發(fā)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維物理學(xué)科每一重大發(fā)現(xiàn)都是以“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。如伽利略用理想斜面實(shí)驗(yàn)證明“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”；庫(kù)侖在電量還無(wú)法測(cè)定的時(shí)候，用庫(kù)侖扭秤測(cè)出庫(kù)侖力與距離平方的反比關(guān)系———庫(kù)侖定律等這些創(chuàng)新思維，將會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響，促使學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)造性的思維。因此，物理教師要發(fā)掘物理演示實(shí)驗(yàn)中巧妙構(gòu)思和方法，來(lái)啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。（2）開(kāi)發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)技能。（3）開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能
4.解答物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題，必須要重視課外實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展
要掌握高中物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題的解法，平時(shí)要重視課外實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，提倡“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”，因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)是學(xué)生或老師自己設(shè)計(jì)、自己尋找的實(shí)驗(yàn)物品，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行探索、驗(yàn)證，拉近了高中物理內(nèi)容與生產(chǎn)、生活實(shí)際的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性。從另一個(gè)角度講，由于這些物品并不是來(lái)做實(shí)驗(yàn)用的，這種做法本身就是一種創(chuàng)新，也有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。長(zhǎng)此以往，學(xué)生會(huì)留心我們的周圍，發(fā)現(xiàn)很多物理現(xiàn)象，產(chǎn)生許多疑問(wèn)，如果就此開(kāi)動(dòng)腦筋，會(huì)養(yǎng)成學(xué)生的探索興趣和良好的思維習(xí)慣。
關(guān)鍵詞：畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 教育方式 能力教育
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展越來(lái)越重視，對(duì)畜牧科技人才的要求越來(lái)越高。目前，傳統(tǒng)的教學(xué)模式過(guò)于注重理論的灌輸，培養(yǎng)目標(biāo)也具體。因此，對(duì)于高等農(nóng)業(yè)院校來(lái)說(shuō)，教學(xué)方式改革勢(shì)在必行。
《畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程是科學(xué)制訂實(shí)驗(yàn)方案，正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盡快獲得最優(yōu)方案的一門(mén)課程。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理與否，直接關(guān)系到畜牧科研實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)應(yīng)用是否能順利進(jìn)行。通過(guò)教學(xué)方法改革，實(shí)施能力體系教學(xué)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，保障畜牧科技人才的培養(yǎng)。
《畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程開(kāi)展能力教育方式有以下三種。
一、理論和實(shí)踐相結(jié)合，重視應(yīng)會(huì)
能力教育是以需要為準(zhǔn)繩，應(yīng)知為應(yīng)會(huì)服務(wù)。傳統(tǒng)模式的《畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、各種畜牧設(shè)計(jì)方案的擬定到設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)計(jì)分析等，內(nèi)容較多，然而分配到各個(gè)部分的學(xué)時(shí)數(shù)并不多，用于練習(xí)的時(shí)間就更少了。這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)每部分內(nèi)容都一知半解，更不知如何應(yīng)用，因此覺(jué)得畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課比較難懂。我在教授這門(mén)課時(shí)，根據(jù)以畜牧生產(chǎn)需要為依據(jù)，以夠用為尺度，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行了整合，刪減了一些對(duì)于將來(lái)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中根本用不到或很少用到的內(nèi)容，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中最常用的幾種單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和兩因素析因設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)講授，這樣保證學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)里能夠掌握這部分內(nèi)容。
二、明確改革目標(biāo)，以會(huì)用為目的
《畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容包括各種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法統(tǒng)計(jì)分析和最小樣本含量的確定等，涉及的計(jì)算公式有幾十個(gè)，然而按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，每個(gè)公式都要推導(dǎo)，這樣不僅要占用大量時(shí)間，學(xué)生還會(huì)產(chǎn)生畏難心理。按照能力教育體系的要求，學(xué)生掌握了知識(shí)就是學(xué)生的能力獲得，直接體現(xiàn)在對(duì)所學(xué)的知識(shí)的熟練運(yùn)用上。我在對(duì)《畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》課程改革時(shí)，目標(biāo)很明確，就是學(xué)生會(huì)運(yùn)用知識(shí)。在學(xué)習(xí)每一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法時(shí)，都以運(yùn)用為突破口，要求學(xué)生把精力集中到運(yùn)用上，以實(shí)際運(yùn)用替代追本溯源，以熟練技巧加深理解，以掌握促進(jìn)鞏固。比如在學(xué)因素析因設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，我不講解每個(gè)公式的來(lái)源，只讓學(xué)生掌握公式的用法。同時(shí)加強(qiáng)練習(xí)，使學(xué)生熟練掌握析因設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程。這種以會(huì)用為目的的教學(xué)方式確保學(xué)生能夠根據(jù)相關(guān)資料，快速地按照步驟進(jìn)行結(jié)果分析，得出正確結(jié)論。這樣學(xué)生不僅容易接受，而且能熟練應(yīng)用，盡快解決問(wèn)題。
三、考核方式改革，使學(xué)生正確地對(duì)自我能力進(jìn)行認(rèn)定
考核是教學(xué)活動(dòng)的一個(gè)重要組成部分，是促進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識(shí)，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行檢查的重要方法。能力教育體系認(rèn)為，教學(xué)的主體是學(xué)生，主導(dǎo)是教師。重視學(xué)生的學(xué)習(xí)的方式就是通過(guò)高效教學(xué)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。我在教學(xué)過(guò)程中，督促平時(shí)復(fù)習(xí)的同時(shí)使用多種考核方式。比如充分利用作業(yè)、提問(wèn)、討論、小測(cè)驗(yàn)、技能考核等方法促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。在基本技能的測(cè)試中進(jìn)行開(kāi)卷考核，增強(qiáng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)與自我評(píng)價(jià)的意識(shí)。比如在進(jìn)行單因素拉丁方設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練時(shí)，我要求同學(xué)們可以參考書(shū)和筆記，可以使用隨機(jī)數(shù)字表、方差分析表和計(jì)算器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和分析結(jié)果，但要獨(dú)立完成，得出自己的結(jié)論。在制定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，也以同樣的方式讓同學(xué)們自己查資料，模擬動(dòng)物和處理隨機(jī)分組過(guò)程，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告。這些考核方式均具有演習(xí)性質(zhì)，有一定的真實(shí)感，學(xué)生能夠感受到自己能力的發(fā)揮程度。同時(shí)，在學(xué)期末出題時(shí)，以考查學(xué)生對(duì)本門(mén)課基本知識(shí)和技能的掌握情況為目的，不出怪題、偏題，保證每道題的完整性和實(shí)用性。
通過(guò)以上教學(xué)改革嘗試和探索，使學(xué)生不但學(xué)習(xí)了知識(shí)，而且培養(yǎng)了獨(dú)立思考、獨(dú)立分析問(wèn)題的能力。但《畜牧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》作為畜牧學(xué)科中重要而特殊的一門(mén)工具課程，要教好這門(mén)課，還要結(jié)合其他技術(shù)手段比如現(xiàn)代教育技術(shù)手段等，其教學(xué)改革還需要進(jìn)一步探究。
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初中科學(xué)六冊(cè)涉及探究實(shí)驗(yàn),第一冊(cè)課本中的探究實(shí)驗(yàn)側(cè)重于讓學(xué)生感受探究的過(guò)程，了解探究的基本特征；第二冊(cè)側(cè)重于探究方案的設(shè)計(jì)、建立假設(shè)及檢驗(yàn)假設(shè)的方法、變量的控制和簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)的分析、資料收集的方法和觀察項(xiàng)目的選擇、用圖表來(lái)表示數(shù)據(jù)、收集證據(jù)的方法等；第三冊(cè)側(cè)重于學(xué)習(xí)推理方法、數(shù)據(jù)的收集、分析和整理、簡(jiǎn)單的變量控制、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等；第四冊(cè)側(cè)重于學(xué)習(xí)科學(xué)推理方法、觀察與證據(jù)收集、驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、變量控制、交流與合作；第五冊(cè)側(cè)重于學(xué)習(xí)提出假設(shè)、獲取信息、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析、交流討論等。
【科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)】
提出問(wèn)題建立假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論交流評(píng)價(jià)。
【學(xué)業(yè)考試中考查探究能力的重點(diǎn)】
一、認(rèn)識(shí)問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力
1.要深入觀察，從平常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
2.把自己發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)思考演變?yōu)橐粋€(gè)具體、明確的科學(xué)探究問(wèn)題
實(shí)施這一環(huán)節(jié)最簡(jiǎn)單的方法是把觀察到的現(xiàn)象采取“問(wèn)題化”。
二、提出猜想與假設(shè)的能力
解題策略：（1）確定某個(gè)變量，變動(dòng)其他變量，作出假設(shè)；（2）用類比的方法擴(kuò)展假設(shè)。
三、控制變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的能力
明確目的：確定探究要解決哪幾個(gè)問(wèn)題。
確定方法：在探究過(guò)程中，常常采取控制變量法。
選擇器材：確定所需的器材
對(duì)器材的選擇要考慮以下幾個(gè)因素：實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)器材的性能和操作的要求、實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)等。
實(shí)驗(yàn)步驟：表格的設(shè)計(jì)與記錄，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格的依據(jù)是“控制變量法”。
結(jié)論：總結(jié)探究性結(jié)論時(shí)要注意：（1）緊扣探究目的，如果探究的問(wèn)題是課本上的內(nèi)容，結(jié)論一般符合課本上的結(jié)論；（2）敘述結(jié)論時(shí)必須先敘述控制變量，再得到另兩個(gè)量之間的關(guān)系；（3）一般不要只得到“某某跟某某有關(guān)”的結(jié)論，應(yīng)得到具體的關(guān)系，如“變大、變小、成正比、成反比”等。
1.控制變量法
（1）明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變量；（2）確定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的需變量和控制不變量；（3）如果研究對(duì)象是生物，則控制的不變量應(yīng)確保生物的正常生活。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)中變量無(wú)法單獨(dú)存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通常可用歸納法或排除法。
2.歸納法
3.排除法
四、方案評(píng)價(jià)能力
1.對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估
例1.學(xué)習(xí)了密度的知識(shí)后，同學(xué)們準(zhǔn)備測(cè)量食用油的密度。他們選取的實(shí)驗(yàn)器材有：食用油、量筒、天平（帶砝碼）、燒杯。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：小新和小楊同學(xué)分別設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)?jiān)诜桨钢锌瞻滋幪羁铡?/p>
評(píng)估與交流：
2.對(duì)實(shí)驗(yàn)器材選擇進(jìn)行評(píng)估
練習(xí)1：小明同學(xué)探究浮力的大小是否與液體的密度有關(guān)，選取一個(gè)重8 N、體積0．3 dm3鋁塊，彈簧測(cè)力計(jì)量程是10 N、分度值是0．2 N，鹽水和水。（1）寫(xiě)出他實(shí)驗(yàn)的具體方法。（2）計(jì)算說(shuō)明他選取的液體（或者測(cè)力計(jì)量程）是否合適（g取10 N/kg）？
3.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)估
請(qǐng)分析回答：
（1）上述幾種花、葉或果實(shí)的汁，不能用作酸堿指示劑的是＿_(dá)___＿＿。
（2）針對(duì)石蕊的中間色和堿性環(huán)境中顏色的不易區(qū)分，芳芳提出“石蕊可以退休了，可用紫卷心菜提取物替代”的結(jié)論，你是否同意其觀點(diǎn)，請(qǐng)說(shuō)出你的理由。
