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科學實驗設計范文1
中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）11-083-001
小學科學實驗的設計與實施實際上是小學科學正常進行的重要保障和后備力量。只有在科學實驗的成功開展下，兒童才會對科學產生興趣，從而主動的進行科學探究活動。
一、小學科學實驗設計綜述
1.小學科學實驗設計目標
1.1傳授學生科學研究方法。小學科學實驗設計要求之一就是傳授科學研究方法。在實際的科學實驗教學過程中，教師須著重培養學生獨立思維及其實驗技能，使其從一開始就養成良好的實驗習慣，并督促其保持下去。與此同時，在具體的實驗過程中，教師須向學生詳細講解實驗設備及儀器的準確操作、實驗設計的方法及實驗過程中的注意事項等相關知識。在實驗完成之后，科學地總結并分析實驗結果。如此一來，才能夠保證在真正意義上啟發和引導學生從直觀生動的實驗現象中，上升為抽象的思維理解，進而促進學生創造和創新能力的挖掘和開發。
1.2培養學生主動發現問題能力。常言道，興趣是人生最好的導師。只有充分發掘學生對實驗的興趣，培養學生主動發現問題的能力，才能夠讓學生在實驗過程中收獲到更為印象深刻的知識。培養主動發現問題的能力，這不但能夠幫助學生發揮自身的潛能，同時能夠讓學生在更深層次上感受到學習實質上是出自內心深處的一種自我需求，從而產生源源不斷的內在學習動力。
1.3擴散學生探索創新思維。為了擴散學生探索創新思維，教師在教學活動中要通過指導學生分組實驗、激發學習興趣、啟發設計實驗、組織觀察討論、歸納概括總結、強化記憶、擴散思維等方式來完成學生創新思維的培養。比如為了進一步掌握一類物質的共同特征，教師可以運用投影與實物相結合的教學手段，讓學生從多種物體中辨別出單一物質，既做到了新授知識與生活實踐相結合，同時，也擴散了學生的思維，使學生的知識水平和認識能力得到了提高。
2.小學科學實驗的具體設計
小學科學實驗的具體設計基本實驗、基礎實驗、生活實驗和探究實驗四種。
2.1基本實驗。該類別的實驗是科學實驗的起步階段，主要內容是展示小學生能夠接觸到的科學領域內的基本設備和儀器，通過一定的實驗，要求學生能夠較好地掌握基本材料、物品類別及基本儀器的操作方法。在實驗結束之后，學生必須能對之前的實驗目的、方法、步驟及其結論作出準確和完整的表述，記住實驗過程中涉及的規范操作，最后能夠對實驗現象作出正確、合理的解釋。
2.2基礎實驗?；A實驗在基本實驗的基礎上進行，該類別實驗的主要內容是引導學生對小學科學中的經典理論進行印證實驗。
2.3生活實驗。生活實驗必須基于學生已經具備良好的基本實驗和基礎實驗的技能掌握的基礎上，具體來說，就是學生已經對實驗對象的觀察和研究、實驗儀器的操作和使用以及實驗結論的總結和概述都有了較好的提升，才能夠實踐生活實驗。
2.4探究實驗。探究實驗可謂是科學實驗的最高境界，同時也是科學實驗的最終歸宿。探究實驗的主要任務便是培養學生主動發現問題的能力，觀察實際生活中的環境，對生活中不明了的問題提出勇敢的猜想和假設，運用自身掌握的知識和技能，大膽地創設情境，自主設計實驗方案，解釋現實現象并形成具有創新性的實驗結果，真正做到實踐與理論的完美結合。
二、小學科學實驗設計的案例分析
本文所用的是義務教育課程標準實驗教科書六年級下冊科學第一單元第2課――《杠桿的研究》一課時的案例，實驗是加深學生杠桿知識點的理解。
1.案例
1.1實驗目的。對于簡單機械我們若能認識到它的規律，就能通過利用它來簡化生活中的問題。通過實驗，我們能夠利用觀察和動手操作，幫助學生更好地掌握這一課的教學重難點。
1.2教學片斷
（1）創設情境，提出問題。教師無意間把筆丟到了講臺下就試著搬動講臺來找，并邀請學生來進行幫忙。在學生用盡力氣還沒辦法的情況下提出問題：能不能利用工具來完成？用吊機吊、把桌子、用滑輪吊……（請學生出謀劃策）
（2）實驗步驟。①教師給學生介紹一種非常簡單卻能輕松完成工作的工具――杠桿。解釋杠桿的含義：在一根棍子下面放一個支撐物就可以用它撬起重物，人們稱這樣的棍子為撬棍，科學名稱即杠桿；②示范用杠桿來撬起講臺，拿起掉下去的那支筆；③出示提前制作好的圖片：一個杠桿，并標出支點、用力點阻力點。并附三個部分的定義；④再出示生活中利用杠桿的工具圖：壓水井、蹺蹺板，請大家在上面畫一畫，標出三個點的位置。再展示給學生一些并不是利用杠桿的工具圖，讓學生來分辨哪些是杠桿，哪些不是杠桿？并說出自己的看法。讓學生體驗杠桿的組成和變化，并說出自己的看法。
（3）歸納總結。
師：大家的觀察都很細心，下面我們就要進行討論：什么是杠桿，為什么要利用杠桿？
生（回答）：依靠支撐物能夠撬起重物的木棒就是杠桿，用杠桿能夠省力。
師：這位同學杠桿的定義是沒錯的，但是同學們，用杠桿都能省力嗎？
生：討論發言。
2.分析
很顯然，每個步驟環環相扣，步步深入，使得學生的認知由淺入深，由表象認識到內在掌握。在教學活動過程中，教學目標和實驗設計要求是相互滲透，同時完成的，而非按照先后順序依次完成。
實驗過程都是當堂完成，整個教學活動過程中，學生手腦合作，對于素質教育的全面開展起到了很好的促進作用。
三、結語
簡而言之，小學科學實驗教學是科學教學的重要組成部分。作為一名科學老師，必須保持“終身學習”精神，努力提高自身的科學素養和教學水平，致力于小學科學實驗教學有效性的不斷提高，在真正意義上實現科學教學質量的提高，實現素質教育的貫徹和實施。
參考文獻：
科學實驗設計范文2
【關鍵詞】科學科；探索研究；實驗為基礎
科學課程是以實驗為基礎的一門學科。讓學生通過親自參加實驗獲得知識是科學課教學的關鍵。教學實踐證明，精心設計實驗，實驗設計的好壞直接影響到教學的成功與失敗。搞好科學教學的實驗設計應注意以下幾方面：
1、實驗設計要符合科學學科特點
一切科學科學都來自實踐，都是從科學實驗和生產實踐中總結發展起來的，小學科學也不例外。教師在教學時，要讓學生充分感受到大科學的豐富多彩，培養學生探求科學知識的興趣、愛好，增強學生學科學、用科學的能力。
認識科學始于觀察科學，讓學生用觀察的方法認識科學。如“四季星空”的教學，由于教學內容分散、抽象，學生很難形成對四季星空的整體認識。教師在實驗設計時，要科學地安排學生觀察四季星空，保證觀察的持續、完整。指導學生用正確的方法觀察，寫出觀察日記，積累有關四季星空的感性認識和材料。并引導學生歸納總結出：不同季節星座交替出現，北極星始終停留在原位置不動，周圍的星座繞著它逆時針轉圈，且一年轉一圈等有關四季星空的變化規律。“水的循環”的教學設計則可以采取另一種方法。教師充分利用學生已有的對水的感性認識。如：天上有下不完的雨、雪；淋濕的衣服會干，冬天關在屋子里洗澡窗玻璃上會有水珠等。引導學生通過實驗歸納總結出：水或冰受熱變成水蒸氣，水蒸氣遇冷變成水或冰的循環規律。讓學生通過實驗的方法認識科學現象，總結科學規律，使感性認識上升到理性認識。為培養學生科學世界觀創造條件，增加學生探索宇宙奧秘的興趣愛好。
2、實驗設計要符合學生的認知規律
教學活動是教師教與學生學的雙邊活動，學生是學習的主體。教師在實驗設計時要充分考慮學生的主體地位，讓學生在學習過程中能夠通過自己的觀察、思考、實驗得出結論，達到認識周圍科學現象的目的。低年級學生年齡小，注意力不易集中，感知世界往往從興趣出發，抓不住事物主要特征等特點。設計實驗時要采取多種方式，調動他們的各種感官有意識地直接觀察事物。如：“植物的根”的實驗設計，教師可通過提供大量的可供學生觀察的有代表性的實驗材料――植物的根，讓學生在觀察、比較的基礎上，歸納總結出：植物的根有直根和須根之分。常見的蘿卜、胡蘿卜等直根，土豆、紅薯等須根，它們可以儲藏養分即貯藏根。學生可以通過觀察直接獲得知識，而中高年級學生已初步具備了觀察事物的能力，且能自己動手做一些實驗。他們對神秘的科學界充滿了好奇，對探索科學奧秘充滿了自信。這時教師設計實驗，主要是以一種引路的方式讓學生多動手，多動腦，自己動手實驗獲得結論，并自己設計實驗驗證結論。這種設計可滿足學生強烈的求知欲，達到事半功倍的效果。
3、實驗設計要聯系科學條件
教學大綱規定：“科學課要密切聯系科學條件?！蔽铱h地處鄂西山區，有豐富的動植物資源和礦產資源。這些抬頭可見，垂手可得的實驗材料，為豐富科學教學實驗提供了方便。教師在設計實驗時，充分利用這一科學優勢，通過多種形式，使原本生動的科學課教學更加豐富多彩。
科學實驗設計范文3
生物科學實驗設計創意的活動目標:①知識與技能:復習和鞏固生物科學中的生命現象和生命活動規律;梳理和鞏固生物教材中的實驗知識，幫助學生構建系統的實驗設計框架。②過程與方法:培養發現問題、提出問題和解決問題的能力;培養發散思維、知識遷移能力;體驗觀察、對照實驗、模擬實驗和比較等方法的綜合設計與運用;培養圖表表達能力。③情感態度與價值觀:培養嚴謹求實的科學態度;培養學生的創 新意識和創新精神。通過簡單易行的設計活動，在從材料選擇、內容和形式上進行創意實驗設計活動，可以實現預期的多項目標。
2創意設計活動的類型與組織形式
生物科學實驗設計創意活動組織形式為筆試(閉卷和開卷的書面表達)，這樣操作方便簡便，不受實驗設備、材料等條件的限制。關鍵是注重看是否設計出新意來，設計出效果來。
2．1閉卷比賽部分
通過設計的比賽試卷，讓學生在有限的時間內完成設計。通過批改以后，數量多、質量高者勝出。如在60min內，若能正確設計出20個以上的實驗，還可以獲“實驗設計能手”的稱號。該類型重點考查和培養學生實驗設計和發散思維能力。
2．2開卷比賽部分
通過布置實驗設計活動，利用課余時間進行設計。要求根據教材實驗、借助書刊和網絡等工具，對教材或某一實驗的材料、方法過程進行創新改進;甚至是發現問題、提出問題和解決問題的實驗設計，該類型重點是培養學生的創新設計能力、發現和解決問題的能力。要求學生在實驗設計時盡可能具有創新性和可操作性。
3設計創意活動的實施
3．1活動方案設計和要求
為節省時間，要求學生用圖表(簡圖或簡筆畫)的形式科學合理地表達，有針對性地訓練圖表、文字表達能力。當然最好能先給予一個范例，讓學生先模仿，這樣更具可操作性。
3．2活動方案具體設計
分三個層次，根據不同學校的學生學習能力層次設計，可通過初、復賽逐步推進。
3．2．1自由式實驗設計
僅出現表達形式，自由設計，合理、科學即可，但不能相似?；虬朊}設計，如探究生物(自選)對環境(自選)的影響，探究環境(自選)對生物(自選)的影響。
3．2．2某主題實驗設計
指定某一主題或某一實驗材料，如基于蚯蚓的科學實驗設計;或基于“某一實驗方法”的科學實驗設計，如模擬實驗法，要設計出20個模擬實驗，難度也是較大的。
3．2．3創新實驗的設計
閉卷自由選題設計，學生有較開放的設計空間，但因時間限制，往往較難出高質量的設計?；蛘吒鶕骋粏栴}或某一材料，進行綜合實驗設計，要求實驗過程或方法有具體的創新。通常采用開卷形式，給予一定的時間完成。
3．3活動實施的年級
一般借助每年一屆的校園科技節，通過比賽推動，這樣就較有執行力。學生要選擇初二年級以上的，才有一定生物科學實驗設計基礎和能力積累;且一般以小組為單位，2人一組，體現合作學習，這樣可較易實現預期目標。
3．4活動實施的組織
根據預期需要，可以組織全級或每班推薦若干代表，集中于一個階梯課室進行限時紙筆測試，組織簡單易行，有效且高效。
3．5活動評價和表彰
活動實施最難的環節是評價。如何評定實驗設計的質量等級，需要提前準備一個評價量規，主要從科學性、嚴謹性、表達力、創新性來評定。創新性視要求而定，如初賽時為幫助學生梳理實驗，對原創性無要求;復賽時已規定回避教材實驗，要求對材料、方法或過程創新，進行嚴格把關。此外，注意類似實驗的把關，如原理相似，第一個實驗科學合理給5分;第二個至第N個均只給1分，其他類似得分類推。
3．6創意活動的拓展
科學實驗設計范文4
關鍵詞 初中科學 科學實驗 設計 實驗反思
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
On the Optimization and Practice of Scientific
Experiments Instructional Design
WANG Hong
（Zhejiang Hangzhou Jingfang Middle School， Hangzhou， Zhejiang 310016）
Abstract Curriculum standards stated： Science is a discipline based on experiments， students focus on science experiments to explore the ability create conditions so that all students have the opportunity to participate in exploration activities to stimulate students' interest in science， to guide students to observe experiments and exchange experiments improve students' scientific inquiry skills. based on the phenomenon of scientific experiments completed surveys from enhanced team collaboration， clarity experimental purposes， highlighting experimental inquiry， and strengthen the normative and concerns experimental experiments starting at different levels， such as green， take a series of scientific experiments to optimize the design of teaching strategies， and through the SPSS statistical analysis and other mathematical methods of teaching effectiveness were superficial analysis.
Key words junior science； science experiment； design； experimental reflection
科學是一門以實驗為基礎的學科，注重培養學生的科學實驗探究能力，創設條件使所有的學生有機會參與探究活動，激發學生學習科學的興趣，引導學生觀察實驗和交流實驗，提高學生的科學探究能力。
1 初中科學教學設計過程中存在的現象
為了完成科學課本上的活動和探究，出現了有的老師在教學設計的過程中只重視實驗結論，不重視實驗過程；有的老師在教學設計的過程中參與度明顯不強，喜歡從網上下載視頻，使學生缺少親身體會的過程；有的老師在教學設計過程中很少進行反思，以至于課后沒有任何印象，對來年的教學設計沒有起到促進作用。對于這種現狀，科學實驗教學已經成為科學教學的“瓶頸”。尋找有效教學策略，進行科學實驗教學設計的優化和實踐，成為目前科學教學亟待解決的問題。
2 優化科學實驗教學設計的對策
根據現狀，從增強小組合作性、明確實驗目的性、突出實驗探究性、強化實驗規范性和關注實驗綠色化等不同層面入手，對優化科學實驗教學設計采取一系列的對策：
2.1 教學設計中增強小組合作性，培養學生交流合作能力
由于每個學生在實驗過程中的動手能力參差不齊，我對任教班級的學生按照自己的意愿自由組合成6個小組，推選一名組長，幫助組里能力稍微弱的同學一起完成實驗。每個組長負責協助老師開展探究活動，帶領本組成員根據實驗目的、要求改進與組合、對實驗過程進行優化，實驗完畢后及時進行交流自己的意見， 對實驗效果進行評價 ，完成科學探究的任務。在進行測定土壤酸堿性的實驗的過程中，同一個小組的每個成員分別在操場上不同的地方進行實地取樣，配制待測液，運用PH試紙來測定土壤的酸堿性，然后取平均值。通過小組合作使學生充分明白多次實驗可以避免實驗的偶然性，培養了學生的團隊意識。因為有的學生的基礎較差，不能掌握實驗的技巧，甚至有的同學直接把土壤放在PH試紙上進行測定， 這時組里的“小老師”們就出馬了，通過他們的交流使學生能夠正確地掌握實驗操作的規范性。 這個實驗和日常生活結合比較密切，還需要課內和課外相結合、實驗探究和資料的查詢整理相結合，充分發揮組內每個成員的能力，通過學習來了解土壤的酸堿性對農作物生長的影響。在我們的宗旨是激發學生的探究欲望、發現問題解決問題的能力，從而提高學生的學習興趣和熱情，激發學生熱愛科學的熱忱。
2.2 教學設計中明確實驗目的性，提高學生的科學素養
設計任何一個科學實驗教學，都要有它的目的性，究竟是讓學生掌握科學知識，要學生掌握實驗操作技能，要學生學會記錄數據、分析數據，還是讓學生學會評價實驗結果等等。
在復習《二氧化碳制取》時，也可以通過將二氧化碳實驗室制法的方程式呈現來讓學生思考給他們一個提問的策略：為什么用碳酸鈣？為什么用稀鹽酸？怎樣探究生成物是氯化鈣（學生會通過已有的知識把它化整為零來驗證氯離子和鈣離子的存在）、二氧化碳、水？隨著這種問題意識的產生，以后學生碰到類似的問題就會很踴躍地提出問題。
對于為什么用碳酸鈣，如果從正面來分析，學生很難回答為什么不用碳酸鈉和碳酸鉀？學生就會迎刃而解了，會從價格的角度、取材方便的角度、反應的速度和反應的量來分析解決。為什么用粉末狀的大理石？（因為很多時候老師都是取塊狀的大理石把它敲碎），學生如果從大理石的狀態來思考就比較容易了（此處可以培養學生學會對實驗過程的觀察）。在實驗的過程中不小心錯用了硫酸和大理石制取二氧化碳會出現什么現象，許多學生都能熟練的回答出并且把現象描述得非常清楚，也能想到隨著反應的進行，二氧化碳的產生量卻慢慢減少，可是裝置中碳酸鈣和硫酸卻還有很多，老師如果在此時提出不打開裝置，能不能加一種物質把硫酸鈣除去，或者能不能想辦法把硫酸除去，學生會從不同的角度來回答問題，有的學生甚至會提出了把裝置稍微振蕩一下，這樣可以培養學生的問題意識以及培養學生考慮問題的思路，雖然解決問題的方法有很多種，但是主要是采用簡單、方便的方法來解決問題，還可以把所學的酸堿鹽的物理和化學性質融會貫通，深層次的思維含量增加。
2.3 在教學設計過程中突出實驗探究性，培養學生創新意識
科學實驗具有科學的探究性，對于激發學生的求知欲望、提高學生的學習興趣和促進學習的積極性都是有效的措施。我們科學教師在進行實驗教學設計時，要有意識地多設計一些探究性實驗，培養學生的探究能力。
在初二的課本中涉及到電解水的知識，實驗提出能使帶火星的木條復燃的是氧氣，能被點燃并且產生藍色火焰的是氫氣，后來通過初三的學習后學生發現一氧化碳和甲烷燃燒也產生藍色的火焰，這時學生非常積極地設計一個探究實驗來說明產生的氣體是氫氣，此時學生表現出非常有成就感，能夠用學過的知識來審視課本實驗的不足之處。
還有一個實驗關于驗證光合作用需要二氧化碳，課本上用澄清石灰水和水讓學生去分析哪里設計得不合理 ，其實當時學生的知識背景還不夠，不能馬上解決這個問題，而通過初三的學習，為什么不用澄清的石灰水而用氫氧化鈉溶液，水是對照組。如果繼續拓展為二氧化碳的濃度是否會對實驗產生影響，怎樣來改變二氧化碳的濃度呢？方法有很多種，增加三個實驗組，一個增加二氧化碳濃度的，一個減小二氧化碳濃度的，一個常態下二氧化碳濃度，這樣實驗比原來更加豐富了。當然實驗的探究是無止境的，上面我們是從定性的角度進行粗略的探究實驗，如果我們從定量的角度精確地來探究，就更能優化科學探究，使學生有一種可以挑戰權威的感覺。
2.4 在教學設計過程中強化實驗規范性，培養學生良好的實驗習慣
每個探究實驗都要有規范性，精心設計好對照組，滲透控制變量的思想。在關于綠豆種子萌發的實驗，曾經有學生設計了氣溫、水、空氣三個因素，可是在種子的數量安排卻是水上、水面、水里各一顆種子，為什么會產生這樣的現象呢？因為學生在潛意識中認為種子的萌發實驗只需一顆綠豆就可以，忽視了實驗的偶然性，而實際上應該要有足夠多的種子來進行實驗，當然種子的數量越多，成本越高，實驗越準確，這是和平時我們所說的低成本的實驗相矛盾的，因此在取材方面學生要尋找一個矛盾的結合點 ，學會怎么取材。分組方面，學生潛意識中都會分組，特別是在考試卷中表現得非常棒 ，但是在操作過程中卻亂七八糟、丟三落四，無法區分實驗組和對照組，主要原因是學生對分組的知識掌握得比較好，對分組的能力和實踐缺乏。
在探究實驗的過程中，需要控制變量，在設計實驗時怎樣控制變量呢？在控制變量的過程中不僅因素要相同，而且要符合，例如2013年杭州中考題第10題在探究硝酸鉀的導電性實驗，許多學生都選擇了D，忽略了C。學生在實驗的過程中，對于觀察現象的記錄往往停留在定性、粗略、片面的觀察，于是我特別強學生盡可能做到定量、精確、全面觀察。當然，好的實驗習慣養成不是一蹴而就的，而是一個漫長的過程，需要老師在平時的教學設計過程中慢慢地滲透和培養形成。
2.5 在教學設計過程中關注實驗綠色化，培養學生的環保意識
隨著霧霾逐步侵擾我們的生活，在進行教學設計的過程中要引導學生關注和環境污染有關的問題，使學生逐步形成可持續發展的理念，使學生逐漸養成環保意識。
關于白磷自燃的實驗，課本中的實驗（如圖1所示）存在的問題：對教室中的空氣污染比較嚴重，很多學生出現咳嗽的癥狀。主要原因是磷燃燒的產物不但對于呼吸系統有很強的刺激性，而且還會與空氣中的水蒸汽反應生成有毒物質，污染環境。于是在教學設計中改進試驗。
圖1 圖2
如圖2：將分別放有質量相等的白磷（濾紙吸去表面上的水）和紅磷的兩個金屬瓶蓋放于培養皿中，倒扣在一個大燒杯中，往培養皿內倒入60℃熱水，金屬瓶蓋漂浮。差不多30秒后，白磷自燃，同時產生濃厚的白煙，紅磷沒有燃燒。60秒后白煙消失，生成的五氧化二磷與水反應生成磷酸，實驗完畢后向培養皿中加入弱堿性溶液來中和磷酸。在整個實驗過程中產生的有毒物質沒有散發到教室中避免了污染，實驗環境得到極大的改善，學生的實驗興趣也得到提高，使學生意識到環保問題已經深入到我們的學習和生活中。
2.6 在教學設計過程中注重選材的多樣性，激發學生探究的興趣
科學課本的實驗只是單純依靠老師來進行演示，學生的印象不是很深刻。如果在教學設計的過程中進行實驗的改進，尋找各種材料，可達到事半功倍的效果。例如“日晷”，學生非常難以理解，可以用酸奶盒、白紙、刻度尺等材料，在光線充足的室內根據太陽光的直射點不同，來畫出不同時間太陽光行走的痕跡；做氫氣爆炸實驗，可先在娃哈哈AD鈣奶的空飲料瓶的瓶底戳一個小洞，然后用纏著棉花的火柴梗塞住，倒扣在實驗臺上，收集半瓶氫氣，點燃。諸如此類的材料垂手可得，有的實驗學生甚至可自己在家里完成（例如雞蛋在醋酸中跳舞），使學生學會用生活中的材料來進行科學探究的習慣，引導學生關注生活中的實驗現象，激發學生進行實驗探究的興趣。
3 科學實驗教學設計優化的成效
本次研究采用問卷調查的方法，將今年收集的相關數據與去年進行對比，其結果看到依賴在教師引導下能完成探究實驗的學生比率明顯減少，經過Z統計表明 Z=3.263>2.85差異極顯著 ，學生能自己動手獨立完成的探究實驗的學生比率有所上升，經過Z統計表明Z=2.355>1.96 差異顯著，愿意自己動手并用課外時間完成與課本內容有關且與生活實際相結合的家庭小實驗的學生比率雖然有所上升，但經過Z統計表明Z=1.666
下面通過卡方檢驗判別學生實驗能力是否得到顯著改善，樣本數據的自由度為V=（31）＃）=2，我們選擇顯著水平 =0.05，查表可以確定卡方分布的臨界值為5.99。進行卡方統計檢驗，通過卡方分析=10.768>=5.99，2013年學生實驗完成情況得到顯著改善。經過一年的時間，對我校部分學生進行隨機問卷調查，學生通過小組合作、認真觀察、細心分析，逐漸實現科學實驗優化，對科學實驗充滿興趣，通過實驗成功體驗的愉悅感，進一步激發學生的學習興趣，提高學生學習的積極性，使學生想學、愛學、樂學。
當然，學生實驗的優化這個永恒的話題，應該滲透到教學模式、智力情感、意志品質等各個領域，學生實驗優化有很大的發展空間，并不是上述的舉措都是萬能的，都能達到預期的效果，每個舉措都要有細化的要求，例如小組合作的效果沒辦法來監控，實驗探究的目的性效果在本文中也沒有涉及。愿意自己動手并用課外時間完成與課本內容有關且與生活實際相結合的家庭小實驗的學生比率雖然有所增長，但是效果并不明顯，因為做家庭小實驗對學生來說還是有一定的困難的，例如時間的安排、家里的實驗器材、試劑，雖然有的家庭小實驗不需要正規的器材和試劑，但畢竟和我們實際有些差異，學生操作起來比較困難。眾所周知，優化實驗的探究需要花費大量的時間和精力，不是一朝一夕可以完成的，這與我們平時的教學任務比較緊張是相沖突的。中考雖然強化突出探究，但是學生并沒有完全領會探究的精神實質，更多地根據應試要求來進行探究，把探究題作為題目來完成，不能使探究能力得到充分的發展，沒有養成探究的思維習慣，體現探究的真諦。
參考文獻
[1] 韓程明.不可忽視的“化學實驗教學設計”[J].科學教育，2010.9：69.
[2] 丁德宵.探討新課程下化學實驗設計的作用[J].數理化研究，2012.6：42-43.
科學實驗設計范文5
關鍵詞：科學教學；實驗設計能力；培養
科學探究按七個要素來劃分：“提出問題”、“猜想與假設”、“制定計劃與設計實驗”、“進行實驗與收集證據”、“分析與論證”、“評估”、“交流與合作”。它是為了方便學生了解和學習，但實際的科學探究，特別是初中科學教學中的探究更多的則是涉及這七個要素的某個或某幾個，以下是筆者平時培養學生實驗設計能力教學的一點體會：
一、取材生活化來培養學生實驗設計能力
實驗教學活動要求開發靈活多樣、多種形式的實驗資源來支持學生隨堂的實驗探究和課外的動手實驗。將身邊隨手可得的日常生活用品，包括玩具、學習用品等來代替儀器，創設寬松有趣的實驗環境，消除學生的畏難情緒及對科學的神秘感，拉近科學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，感受到科學和社會、科學和日常生活的關系。提高學習的興趣和效率，培養學生的創新能力，從而培養學生的實驗設計能力。
比如給每一位學生一個礦泉水瓶，讓他們設計一些科學探究實驗(越多越好)。學生四人一組邊做邊討論。收集到的一些設計如下：
1.用手壓瓶，瓶變形，說明力能改變物體的形狀。
2.把它放在水平地面上，用力使它滾動，它會逐漸慢下來，直到停止，說明力能改變物體的運動狀態(用空瓶做，然后用裝滿水的瓶做，你還能得出慣性和質量有關)。
3.裝部分的水，放在水平桌面上，突然推它，水會向后方傾斜，這是由于水的慣性引起。
4.裝滿水，放在陽光下，做光的折射實驗。
5.把瓶蓋旋下來，放在燒杯的水面上，這是由于浮力引起的，說明浮力。
6.把瓶子中的水用力潑出去，水在空中能“飛行”說明水有慣性。
7.在瓶子中裝適量的水，用瓶蓋敲擊燒杯；燒杯被敲響，同時水中有波浪；聲音是由振動產生的。
8.在瓶子壁上從上到下順次扎三個眼，在瓶中注滿水；三個孔都有水柱涌出，最下面的最長，越往上越短；壓強的大小與水的深度有關。
學生的設計還有很多很多。這樣一來學生感覺到科學實驗的設計并不是高不可攀的，生活中處處有科學。
二、創設足夠的科學情景培養學生實驗設計能力
在學生充分感受和體驗的基礎上，或者是在引導學生復習已經學習過的知識的基礎上，提出問題讓學生進行猜想或設計實驗。只有“讓學生只需跳一跳就能摘下蘋果”的教學過程，才能提高學生的興趣，否則，學生就會產生畏難情緒。
在進行《平面鏡成像特點》教學時，可以這樣設計和實施教學過程的：觀察平面鏡的像——利用反射規律作圖做出平面鏡的像(平面鏡成像原理)——提出問題(像與物有什么關系)——學生猜想——設計實驗(利用平面鏡)——評估(利用平面鏡不能完成實驗)——再設計實驗(要利用平板玻璃)——進行實驗——分析實驗數據得出結論。
在進行《電動機》教學過程中，教學過程可以這樣進行：提出問題(給學生發放小電動機，讓其觀察，提出問題)——磁場對通電導線的作用(要學生利用桌上的實驗器材讓導線動起來)——探究通電導線在磁場中的受力方向與什么因素有關——通電線圈在磁場中的轉動——小結。教師與學生在探究完通電導線在磁場中的受力方向與磁場方向和電流方向的關系后，就說，通電導線在磁場中受力會運動，若用導線繞成線圈，置于磁場中，給它通電會怎樣呢？然后演示通電線圈在磁場中的轉動。從直導線到線圈是學生認識過程的一個飛躍，教師在教學過程中要循循漸進地進行引導(處于磁場中的直導線—只能一個方向運動—磁鐵不能做得很大—在有限的磁場區域內—導線運動過去又運動回來——線圈)。
在進行《組裝電路》教學時，先復習上一節課學習最簡單電路的基礎上，再提出本節課要探究的問題。一、二組設計一個電路，要求是一個開關控制兩個燈泡，把其中一個燈泡取下后，另一個燈泡熄滅；三、四組設計一個電路，要求是一個開關控制兩個燈泡，把其中一個燈泡取下后，另一個燈泡不熄滅。
三、延遲評價培養學生實驗設計能力
教學評價是教學的重要組成部分，對實驗設計的及時、有效的評價可以是學生自評、學生互評、教師評定，特別是有計劃地評價不同的組，發現并表揚能起示范作用的小組或個人，不僅有教育意義，而且對以后的探究活動的進行有良好的影響。
但是有時卻要采用延遲評價。例如在學生進行各種實驗設想的過程中，暫時不對設想進行評價，以便使參加討論的人能在緩和自由的氣氛中暢所欲言，相互啟發。在有限的時間內提出數量眾多的創造性設想。因為學生在設計實驗時，特別是新穎獨特的設計的過程是思維的過程。就像機器啟動一樣，從“靜”到“動”是有一個過程，新穎獨特的設計在這個思維中過程的后半段。在學生思維啟動的過程中，教師過早評價，往往會成為思維展開的抑制因素。因此，教師在課堂上要有耐心，不要過早的表達，即延遲評價。在這種情況下，學生會有一種“安全感”、“自由感”，針對問題展開積極的思維活動和言語活動，既能啟發他人，也受別人啟發，營造一種智力激勵環境。
例如：在講了“摩擦力”后，要求學生談談“如何減少摩擦力？”一開始有的學生說：“把接觸面磨光滑些。”有的說“在接觸面加油”……一位同學說：“在實際中還可以在物體上加上輪子”后，全班同學似乎陷入了沉默。幾分鐘后一位學生突然冒出一句“可以讓上面的東西浮起來?！苯酉聛淼臅r間，學生還想到了磁懸浮列車的模型。最后，筆者對學生的這些想法給予了充分的肯定和積極的評價。但是，如果在學生講了前面的想法后就過早地做出評價，后面這些具有創新意義的想法便很難出現。
四、展示和創新實驗設計培養學生的實驗設計能力
如在做“壓縮氣體，氣體內能增加”的實驗中，筒內易燃物產生明亮的火花給了學生鮮明深刻的印象。然而，實驗研究的對象是什么？為什么筒內放易燃物？為什么要迅速壓下活塞？這一系列的問題，在火花閃過之后學生腦子里仍不清楚，不明確，若教學中改變教材中一舉成功的做法而是在實驗時，筒內先不放易燃物壓縮筒內空氣，要求學生仔細觀察空氣的內能是否增加，這時學生就會感到困惑，空氣內能增加與否看得見嗎？此時自然引出實驗設計的問題情景：怎樣變“不可見”為“可見”？順著這樣的思路展開實驗教學過程。由于實驗是學生主動參與設計的，設計目的明確，學生無論是對實驗所揭示的結論還是實驗設計思想均能產生深刻的認識和理解。
如“冰和酒精混合演示分子間有間隙”的實驗，按課本上用普通量筒來做實驗，體積變化不明顯，據此得出的結論是否可信呢？如此微小的體積變化，有沒有可能是因液體從一個容器倒入另一個容器時，沒有完全倒出(容器壁上吸附殘留)所致？這些疑惑不解決，學生就不能確信實驗的結論。理解的知識也是似是而非的。這時，教師要因勢利導，讓學生設計改進該實驗，激發學生的創造性，也是一個極好的時機。
兩種液體混合后液面下降越多，實驗的可見度就越高，要提示實驗的可觀度由h=V/S 得出，適當減小玻璃管的直徑或增加混合的兩種液體的量都能達到這個目的。當相應混合的兩種液體的量一定時，減少玻璃管的直徑就可以達到目的，但管徑太細，則需增加管子長度，給實驗帶來不便。若保持玻璃管長度不變而減少玻璃管的直徑，勢必造成混合液體的量的減少，達不到增加可見度的目的。能否把兩者統一起來？通過以上這些設計思想的展示和分析，有的同學設計了相應的實驗裝置，這種實驗裝置既不增加長度，又可容納較多的液體，管子下部的體積越大，則混合后液面下降越多，效果越明顯，此時學生的創新性得到了充分的發揮，這種鍛煉和培養，能讓學生受益終生。
五、設計多樣化培養學生的實驗設計能力
例如，在“做功和內能的改變”和“熱傳遞和內能的改變，熱量”兩節的教學時，向學生發問：“我們可以用哪些方法使鐵絲溫度升高？想得越多越好?！睂W生經過開動腦筋提出了許多方法：放在火上烤，用太陽曬，放在開水里，用石頭磨，用砂紙擦，用鐵錘反復敲打，用鉗子反復扭折等。在發散思維的基礎上，總結出了改變內能的兩種方法：做功和熱傳遞。這種訓練方法是：首先由教師提出要解決的問題和要求，然后讓學生各自發揮聰明才智，探索各種合理的方法，設計各種可行的方案，最后殊途同歸。
例如，在學習了伏安法測電阻的實驗設計以后，要測量導體的電阻，若給你一組電池，一只電鍵，若干根導線，還需要哪些儀器？
解法1：電流表和電壓表各一只。
解法2：2只電壓表，一只定值電阻。
解法3：2只電流表，一只定值電阻。
解法4：一只電流表，一只電阻箱。
還有其他解法，僅從以上4種解法可以看到，這種處理方法對擴展學生視野、活躍學生思維、獲得成功體驗是很有益的。
以上這些方法的教學符合學生認識事物的規律，能激發學生的學習興趣，有利學生的長遠發展。因為教學注重了學生的經歷和體驗，充分調動了學生的思維活動，學生主動參與猜想與發散性實驗設計過程，從而培養了學生的創新思維能力和實踐能力。
參考文獻
科學實驗設計范文6
關鍵詞：優化；課堂實驗；引領；主動探究
案例
《小蘇打和白醋的變化》是一堂非常典型的科學實驗課，教學過程由三個環節構成：一、觀察小蘇打和白醋；二、觀察小蘇打和白醋反應時出現的現象；三、通過兩組實驗建構科學概念：1．新氣體是一種不支持燃燒的氣體，2．新氣體是一種比空氣重的氣體。結合實際教學，教師從三方面優化課堂實驗設計，引領學生主動探究。
一、以有效為目標，創設生動的演示實驗
演示實驗是引入環節，它具有演示性、展示性和探究性。在本課教學的第三環節中，教師要引導學生得出“新氣體是比空氣重的氣體”。只有讓學生看到新氣體的流動路徑（沉到空氣下部），才能使學生輕松得出結論。但是新氣體是一種無色、無味、看不見、摸不著的氣體，怎樣讓學生看到它的流動路徑成了難題。通過與同行商討，教師決定采取類比的方法———用水來類比新氣體。實驗方法為：準備一個500ML的大燒杯，將高低蠟燭架放置其中，再將染色的水（染色后易于觀察，使效果更明顯）緩緩倒入放有高低蠟燭的燒杯中。實驗現象一目了然：低蠟燭先熄滅，高蠟燭后熄滅。蠟燭熄滅的順序和學生前期用新氣體實驗時的結果是一樣的。緊接著教師引導學生把水和新氣體做一個類比，學生很容易地確認氣體的流動路線：先來到燒杯底部，慢慢地往上升。上升達到低蠟燭所在的高度時，低蠟燭熄滅。繼續上升，達到高蠟燭所在的高度時，高蠟燭熄滅。最后教師通過合理的引導，便能使學生得出“新氣體是比空氣重的氣體”這個實驗結論了
二、發揮主觀能動性，優化學生探究實驗
在小學科學知識的傳授手段中，學生的探究實驗顯得尤為重要。有效的探究實驗要突出探究的問題，凸顯探究的目的。1．優選實驗材料本課教學的第二環節旨在讓學生通過“小蘇打和白醋的反應”這一實驗觀察到以下現象：1．產生氣體。2．發出“嗤嗤”聲。3．杯壁變涼。常規的實驗方法是以集氣瓶或燒杯等玻璃儀器作為反應容器，并在其上方蓋上毛玻璃片，使小蘇打和白醋在內部反應。為了便于學生更好地觀察到實驗現象，得出實驗結論，經過反復嘗試，教師最終決定用自封袋代替玻璃儀器。反應時，將小蘇打倒入自封袋中，封好封口（密封狀態）即可。由于小蘇打和白醋的反應過程中將產生氣體，自封袋便會由原來癟的狀態慢慢膨脹起來。這樣一來學生便很容易的聯想到里面產生了某種氣體，而這種現象是在集氣瓶等玻璃儀器內反應所觀察不到的。同時，為了方便學生操作，教師設計將小蘇打裝入紗布包中，反應時直接將紗布包扔入自封袋內，有效節約了學生倒小蘇打和封口的時間，防止因產生的氣體跑出來而影響學生的觀察和下一步實驗的操作。本實驗的改進既方便了學生的操作，又能使實驗現象更加明顯。能更好的刺激學生的直觀感受，激發學生進一步探究的欲望。2．優化實驗設計本課教學的第三個教學環節分為兩個探究活動:1、探究新氣體是一種不支持燃燒的氣體。2、探究新氣體是一種比空氣重的氣體。第一個活動在第二教學環節之后就順利地完成了———直接將自封袋中的氣體倒向蠟燭，蠟燭火焰熄滅說明新氣體不支持燃燒。第二個探究活動，需要觀察燒杯內的高低蠟燭的熄滅順序。如果仍然按照第一個活動的方法操作，就會出現很多問題，如氣體不夠集中，不夠多，導致蠟燭不能熄滅，操作不慎連同自封袋內的液體一并倒出，自封袋口燙傷等等。實驗效果自然會大受影響，實驗結論必然也是參差不齊?；谠搯栴}的出現，教師及時對第三環節第二個實驗進行改進。具體的方案是：用一根彎頭短吸管將自封袋內部氣體與外部環境相聯通，用手輕輕的擠壓自封袋，內部的氣體便很容易“倒出”，研究燒杯中的高、低蠟燭的熄滅順序也就順理成章了。
三、以實際教學為基本，側重實驗指導
在學生的探究實驗過程中，教師及時、高效的指導有著不可替代的導航作用，為學生的具體操作提供明確的方向。1．探究前的行為引導學生在開始探究前，教師要就實驗中的操作要領、儀器的使用方法等進行提示或說明，要充分估計學生在探究中可能出現的錯誤、危險操作及帶來的后果。本課教學的第一環節中，要讓學生掌握觀察小蘇打和白醋的方法。教師先讓他們回憶生活中用過的觀察方法，學生提出看、聞、聽、摸等，教師緊接著提問：如果是觀察不知名的物體，還可以用這些方法嗎？學生馬上能根據生活經驗說出不能用摸和嘗的方式，因為可能會有毒。這也能有效地提醒他們的安全實驗意識。2．探究過程中的有效指導學生的動手實踐并不是一帆風順的，他們經常會受到阻礙，因而教師應該發揮引領者的作用，在學生的探究工程中，適時、有效的指導，確保探究過程井然有序地開展。本課第三環節的第二部分中，教師已經通過演示實驗讓學生認識到新氣體在燒杯中的流動路徑，使實驗結論呼之欲出。后續的教學中，教師及時運用生活中的實例對學生進行點撥：為什么手一松，氫氣球會飛走？學生很容易能說出氫氣球比空氣輕，所以會往上跑，故而得出新氣體比空氣重，所以會往下跑?！靶職怏w比空氣重”這個結論也順理成章的得出。學生的探究活動需要教師的指導，但教師并不是做學生探究的指令官。教師要敏銳捕捉有討論價值的問題，針對學生的知識水平、能力大小和具體教學內容進行適當引導，充分放手，讓學生在具體的操作活動中進行獨立思考、發表自己的意見、與同伴進行交流等。教師只有創設出更易于學生觀察和思考的演示實驗，優化出更便于學生理解和操作的探究實驗，側重實驗現象展示的生動性和形象性，才能激發學生深層次的求知意識和學習興趣，引領學生積極主動地進行探究活動。
參考文獻：
[1]馬世紅．新課程實驗與有效教學[J]物理實驗，2004.11
[2]布魯巴克.西方教學方法的歷史發展[c]人民教育出版社，1988.421
