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实验设计论文范文1
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
实验设计论文范文2
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
实验设计论文范文3
1.初中化学实验设计类型依据不同的标准，可以对实验设计进行不同的划分。根据初中化学实验内容的不同，可以将初中化学实验设计分成以下类型：制备实验、性质实验、化学原理的验证、混合物成分的分析、浓度测定、定性与定量结合的实验等。
2.化学实验方案的内容实验设计的成果就是实验方案。虽然具体的实验设计的目的、内容和形式不尽相同，但就一个相对完整的实验方案来说，一般包括：实验名称（课题）；实验目的；实验原理；实验用品（试剂、仪器、装置设备）及规格；实验装置图、实验步骤和操作方法；注意事项；实验现象及结果处理；问题和讨论等。
3.实验方案选择的基本标准同一个实验课题，每个人的设计和操作过程可能不一样，结果自然也不会完全相同。根据初中化学实验设计原则和教学实际，实验方案选择的基本标准是：原理正确有科学依据；装置简单，在实际中具有可操作性且操作方便；实验步骤少，需要时间短；药品用量少、无毒且廉价易得；实验现象要明显；反应条件要简单（最好在常温下进行）；尽量不用也不产生污染环境的物质，即符合“绿色化学”的要求；制备实验产率高；性质实验误差小；实验安全无危险；设计要严谨等。
二、中学化学实验设计与创新的一般原则
无论哪一类中学化学实验设计与创新，一般都应遵循以下原则：
1.科学性原则科学性是指实验原理、实验程序和操作方法必须与科学理论和实验方法论相一致。科学性是化学实验设计与创新的首要原则。例如：实验室制取氢气，就不能选用硝酸与金属锌反应，因为这个反应很难制得纯净的氢气。
2.目标性原则目标性是指实验设计或创新要根据一定的教学目标有所侧重与突破。同一个实验，教学目标（如教师演示与学生操作，为了突出环保或趣味性）不同，设计所用的原理、用品、方法、装置、步骤等是有一定区别的。
3.安全性原则安全性是指化学实验设计时尽量避免使用有毒、有害的化学试剂，以及反应产生有毒害的物质，或者具有一定危险性的实验装置与操作。“如果必须使用的，应该在所设计的实验方案中详细写明注意事项，以防止造成环境污染和人身伤害。”［4］安全是中学化学实验教学的第一要务，设计时必须要特别引起重视！
4.新颖性原则新颖性是指实验设计时在思路、操作方法、器材用品、装置等方面要有新的突破，使新设计的实验对教学与研究更加适用或具有指导的意义。
5.可行性原则可行性是指设计实验时所运用的实验原理在实施时切实可行，所选用的化学试剂、实验仪器、设备和方法在现有的条件下能够得到满足。例如：实验室大量制取二氧化碳，不能为了创新而选用碳酸钠代替碳酸钙（或石灰石）与盐酸反应，或者用硫酸替代盐酸与碳酸钙（或石灰石）反应。因为前者反应太剧烈，后者反应不完全，很快就停止了。
6.简约性原则简约性是指尽量采用简单的实验装置、较少的实验步骤和试剂，在较短的时间内完成实验。复杂的装置与步骤以及时间太长的实验都会转移中学生的注意力，容易导致他们产生畏难情绪和疲劳感，影响对实验过程的观察、分析与思考。
7.绿色化原则绿色化是指从化学反应的原料、反应的条件、反应的产物和实验的操作等化学实验的全过程上进行控制，尽可能地减少甚至消除有毒、有害的化学物质对环境的影响。绿色化学是21世纪化学科学的一个重要发展方向。
8.启迪性原则启迪性是指实验设计与创新对学生的学习起开导作用，能够启发学生的思维，促进学生对化学原理及知识的探讨和认识，优化学习过程，从而提高教学效益。这是中学化学实验设计与创新的出发点和归宿。
三、实验创新设计的视角
初中化学实验创新设计是在义务教育化学课程标准的指导下，对现行教材中所涉及的实验进行改进、优化、增设或创新等，以提高化学实验在初中化学教学中的效益。在初中化学教学中进行实验创新设计是提高化学教学有效性的需要，也是义务教育化学课程标准的要求。化学实验创新设计要与时俱进，必须符合现代化学教育发展的理念，在满足探究性的条件下，可以从以下视角进行：
1.实验过程绿色化“绿色化学的理念是在化学反应过程以及化工生产中，不再使用有毒有害物质，不再产生废物，不再处理废物，它是一门从源头上阻止污染的化学。”［5］化学实验在设计上要体现绿色化，尽可能做到原料（反应物）的绿色化，化学反应的绿色化（采用原子经济性反应），生成物的绿色化以及催化剂、溶剂的绿色化。例如：在涉及氧气的制取实验时采用双氧水分解来制取，二氧化锰要回收等。
2.实验装置微型化“所谓微型化学实验，就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。”［6］虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。例如：在“探究微粒的运动实验”中，可以用试管代替烧杯进行微型化实验。在一个单孔橡皮塞上插入一根玻璃导管接近试管底，试管内壁贴一张滴加无色酚酞试液的滤纸，从导管口滴上两滴浓氨水到试管底部，用透明胶封导管口，可以看到，试管里滴有无色酚酞试液的滤纸由下往上慢慢变红了。
3.实验设计环保化“最佳的环境保护方法是在源头上防止污染的产生，而不是污染产生后再去处理。”［7］实验设计中我们应该采取一些有效措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低到最低限度。这些措施主要是：实验装置密闭化，避免敞口操作，防止有关物质散佚到周围环境中；采取收集办法，回收有关物质；对有毒物质进行无毒害处理；加强实验场所的通风或采取其他的防护措施等。例如：一氧化碳还原性实验，对多余的一氧化碳可以回收，也可以燃烧进行无毒害处理等。
4.实验操作安全化保证实验安全，是化学实验教学的原则要求。有一些实验，由于物质化学性质的特殊性，给实验增加了难度甚至危险性。在点燃氢气的导管和氢气发生器之间，用一个小塑料瓶装上大约四分之三的水制成一个“安全装置”连接起来，这样，即使点燃不纯净的氢气，爆炸也只是在“安全装置”中发生，氢气很少威力小，氢气发生装置不会发生爆炸，因此不会发生安全事故。
5.实验趣味化化学实验具有动机功能，增加化学实验的趣味性，可以激发学生的化学学习兴趣。例如：在研究燃烧与灭火的条件时，增加演示“烧不坏的手帕”［8］实验，可以激发学生的兴趣。在此基础上让学生继续进行实验，探讨手帕烧坏的条件，则能够使学生深化对有关知识的认识。
6.利用仪器功能转化仪器本身没有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要适用于什么。“反思仪器的别样用途，可以帮助我们加深对实验仪器和实验原理的认识，进行化学实验的创新。”［9］例如：漏斗可以充当集气与尾气吸收装置，在钠与水反应气体产物的验证实验中，将漏斗置于水中，倒扣在钠块上，产生的少量气体可顺利地富集到试管中。
7.利用学科知识迁移我们往往习惯于使用教材的实验仪器和装置，很少重视仪器的笨拙和实验时的效率，这种视经典为权威的思想往往就是教师缺乏创新的症结所在。实际上，科学的实验方法就是应该不断地发现问题，传统装置的不当之处无疑给我们提供了实验创新的课题。例如：学习“质量守恒定律”内容时，在使用托盘天平称量氢氧化钠与硫酸铜溶液反应前后的质量时，在18×200的中型试管里装入大约1mL稀盐酸与酚酞的混合溶液，球形滴管吸入NaOH溶液后，将球形滴管放在试管口，把上述带有球形滴管的试管放入盛水的100mL量筒中，让学生通过观察比较反应前后试管浸在液面中的高度即可（试管作上标记）。改进后的实验操作起来方便有趣，不用天平而是利用物理上的浮力知识，体现了学科之间的联系，有利于学生知识的迁移。
8.实验装置简单化教材所选用的实验方案未必都是最好的，有时候会产生现象不明显、实验不容易成功、结果不准确等问题，影响了实验教学的效果。例如：测定“空气中氧气的体积分数”实验，由于教材提供的实验装置密封性和燃烧匙放入不易控制，加上导气管内尚留有空气导致误差因素较多，有时氧气显示超过五分之一，让教师无法自圆其说。可做如下改进：将小颗白磷放在1.5cm×2.5cm的薄铜片上，置于硬质大试管中部，塞紧橡皮塞，用酒精灯对准铜片加热使白磷充分燃烧，待试管冷却后浸入水中，在水面下拿掉橡皮塞，待液面上升稳定后再塞上橡皮塞，拿出水面观察。改进后的实验所用仪器少，误差因素少，结果比较准确。
9.仪器、药品生活化采用学生熟悉的身边物品或一些废品作为化学实验的药品，就会使学生产生一种亲切感，觉得化学并不神秘，就在自己身边，有利于调动学生的学习积极性，激发他们进行实验探究的兴趣。例如：用蛋壳代替碳酸钙制取二氧化碳；测试肥皂水、食盐水、泥水、蔗糖水、洗发水、食醋、苏打水的pH值等。许多生活用品甚至废弃物品也可以用做化学实验的仪器，这种“物尽其用”的实验活动能够充分拓展学生的思维空间，使他们更加关注身边的化学现象，增强爱护环境、节约资源的意识，更好地学以致用。例如：用小气球收集气体，矿泉水瓶做容器，废弃的医用注射器做量筒、集气瓶等。
实验设计论文范文4
一般来说,应具备以下条件:人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏,并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内,并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”,无疑是其设计方案科学严谨的象征。
毕业论文实验设计的三大要素:
实验设计三要素应着重考虑:
一、受试对象的种类问题。这里面包含以下几种情形:l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期,在1期临床试验阶段,通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段,常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者,应有严格的规定。
二、实验因素。实验研究的目的不同,对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多,就必须结合专业知识,对众多的因素做全面分析,必要时做一些预实 验,区分哪些是重要的实验因素,哪些是重要的非重要的实验因素,以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集,实验次数就会增多,许多相邻的水平对结果的影响十分接近,不仅不利于研究目的的实现,而且将会浪费人力、物力和时间;反之,该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来,易于得出错误的结论。在缺乏经验的前提下,应进行必要的预实验或借助他人的经验,选取较为合适的若干个水平。所谓质量因素,就是因素水平的取值是定性的,如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件,选取质最因素的水平,千万不能不顾客观条件而盲目选取。
三、实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志,它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值),一定要事先规定读取数值的严格标准,必要时还应进行统一的技术培训。
毕业论文实验设计的四个原则:
实验设计四原则的实施主要包括:
一、随机原则的实施:即运用“随机数字表”实现随机化;运用”随机排列表”实现随机化;运用’计算机产生伪随机数”实现随机化。
二、对照原则的实施:空白对照组的设立——此种对照一般用干动物实验中,在临床上只适用于慢性病的对比研究中,而且必须慎用;相互对照组的设立——有时要考察的某因素不能取零水平,如考察某化学实验中反应温度对实验结果影响,此时,各实验组分别人不同的温度条件下做实验,各组在实验中起到了相互对照的作用;标准对照组的设立——为了比较某新药的疗效,往往以当前社会上被公认的、疗效比较好且比较稳定的同类药物作为标准对照;实验对照组的设立——当某些处理本身夹杂着重要的非处理因素时,还需设立仅含该非处理因素的实验组为实验对照组;历史或中外对照组的设立一一这种对照形式应慎用,其对比的结果仅供参考,不能作为推理的依据;多种对照形式同时并存。
三、重复原则的实施:所谓重复原则,就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。
实验设计论文范文5
1.1通过放大，提升看不清楚的反应现象的清晰度
有些实验的现象过于微弱，不利于观察和收集，或者只能惠及少数学生，教材通过放大反应现象，提升反应现象清晰度。如检验不饱和烃的溴水改用溴的四氯化碳溶液，通过增加溴的浓度，放大反应前后的颜色对比，让学生看明白反应现象。
实验1：分别在两个集气瓶中滴入几滴浓氨水和浓盐酸，盖上玻璃片，如图放置（口对口竖直放置，笔者注），然后抽去中间的玻璃片，观察发生的现象（鲁科版《化学1》第77页）。这个实验的传统做法是用两根玻璃棒在浓氨水或浓盐酸里蘸一下后靠近。因为玻璃棒蘸取的试剂量很少，生成的NH4Cl很少，所以白烟很微弱。通过略微增加HCl、NH3量的方法，放大NH4Cl的生成量，产生大量白烟。
实验2：将铝片剪成长5~8cm、宽0.2~0.3cm的铝条，绕成螺旋状，一端绕紧一根火柴。实验时，用坩埚钳夹紧铝条的另一端，点燃铝条上的火柴，待火柴快要燃烧完时，将铝条伸入盛有氧气的集气瓶（瓶底盛少量水）中，观察现象（苏教版《实验化学》第21页）。由于会生成致密的氧化物保护膜，阻碍内部的铝与氧气继续反应，所以铝与氧气反应一般很微弱。铝在纯氧中燃烧，通过加快了反应速率、放大反应物的量，提升反应现象清晰度。
1.2通过持续，提升看不够的反应现象的清晰度
有些实验的现象持续时间很短，学生必须高度集中注意力才能观察清楚。另外，当学生听完教师分析后进行求证时，实验现象已经消失。教材通过实验设计，使反应现象持续清晰呈现，让学生看个够。
实验3：向A、B、C三支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，再向试管中分别加入2~3滴洗涤剂。向试管A中加入2~3滴FeCl3溶液，向试管B中加入少量MnO2粉末，C试管留作比较用。观察、比较三支试管中发生的实验现象，并试着分析导致实验现象差异的原因（苏教版《化学反应原理》第38页）。
实验4：在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有0.3gNa2CO3或NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，观察反应现象（人民教育出版社化学室编著全日制普通高级中学教科书《必修1》第32页）。两个实验需要通过产生气泡的快慢来完成探究目的，但气泡持续时间短，反应现象不清晰。实验通过洗涤剂的泡沫、气球的膨胀延长了现象的呈现时间，引导学生持续观察和思考。
1.3通过转换，提升看不到的反应现象的可见度
部分实验，其主要过程没有明显现象，必须挖掘伴生的潜在变化，提升反应现象的可见度，完成预设的实验目的。如酸碱中和滴定，中和反应没有现象，通过加入指示剂（利用酸碱性变化）提升反应现象可见度，实现反应的精确控制。
实验5：向0.01mol•L-1Ba(OH)2溶液中滴入几滴酚酞溶液，按图1接连装置，然后向Ba(OH)2溶液中滴加0.2mol•L-1H2SO4溶液，观察溶液中的现象和电流表指针的变化（鲁科版《化学1》第43页）。这个实验改编自高级中学课本《化学》（人民教育出版社，1995年第2版）第一册第89页的习题。鲁科版教材将其“扶正”，是为了实现抽象问题具体化，消除常规教学的“耳听为虚”，用实验来激发学生的探究热情。通过红色褪去、白色沉淀、电流表读数变小这三个清晰的反应现象，实现对Ba(OH)2与稀硫酸反应实质的探究，并且降低了从复分解反应到离子反应的思维坡度。
实验6：向干燥的锥形瓶中加入约20gNH4Cl晶体。在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木块上。再向其中加入约40g氢氧化钡晶体[Ba(OH)2•8H2O]，用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。片刻后拿起锥形瓶，观察实验现象（苏教版《化学反应原理》第43页）。
实验7：在一支试管中加入2~3mL6mol/L的盐酸，再插入砂纸打磨光的铝条。观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化（人教版《化学2》第33页）。眼睛看不到能量变化，所以实验将能量变化转换成水结冰、温度计温度升高，提升反应现象的可见度。但笔者认为还有不足：实验6药品用量偏大；实验7的温度计读数只宜“近观”且不能持续。因此，笔者除了让部分学生触摸外壁来感知外，又借助红外测温计测量反应前后的温度，通过其液晶屏上显示的温度，提升反应现象的可见度，还能大幅度减少实验6的药品消耗。
实验8：在试管中加入3~5mLNa2SiO3溶液（饱和Na2SiO3溶液按1:2或1:3的体积比用水稀释），滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入（0.2mol•L-1为宜，笔者注）稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象（人教版《化学1》第76页）。
实验9：在一只清洁干燥的小烧杯中加入约2mL浓硫酸，放入一小团（约0.1g）脱脂棉，用玻璃棒充分搅拌，形成淡棕色黏稠液体。然后再加入约3mL水，搅拌后将一半溶液转入一支大试管中。……在上述大试管里滴加氢氧化钠-碳酸钠混合溶液，直到无气泡产生为止（苏教版《化学与技术》第52页）。实验8中必须控制好盐酸用量，才能制得在短时间内就会凝聚的硅酸溶胶。如进行丁达尔实验，可用0.1mol•L-1的盐酸快速滴加至红色褪去，可得到能较长时间稳定存在、经过较长时间放置后才会凝成冻胶的硅酸溶胶。实验9必须将溶液中和至碱性才可能检验葡萄糖。加入酚酞、Na2CO3作指示剂，提升反应现象的可见度，同时能控制H2SO4、NaOH的用量。笔者认为，转换设计法要根据实验特点，从气压、酸碱性、电流（离子浓度）和颜色4个角度进行。另外，在某些实验中需要多种设计手法的协同使用。
实验10：按图2连接装置进行实验，电流表的指针发生偏转。这一现象对你认识金属锌与CuSO4溶液反应的实质有什么启发？（鲁科版《化学1》第50页）。电子转移是瞬间完成的微观过程，实验通过原电池装置将电子转移转换为持续的电流，学生根据电流方向、石墨上的铜探究反应的电子转移，水到渠成地得出氧化还原反应的本质。
实验11：向还原铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管（支管连接导管并伸入装有水的试管，用止水夹夹住橡皮管，笔者注）。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象（苏教版《化学反应原理》第23页）。实验在放大（增大接触面积、加入红墨水）、转换（显示试管内气压变化）的两个效应的协同作用下，提升了铁电化学腐蚀这一微弱现象的可见度。
2设计技巧的迁移应用
实验设计论文范文6
教学必须遵循一定的客观规律，小学科学也不例外。科学知识的学习始于观察，让学生用观察的方法认识周围的事物。因此，我们小学科学教师在组织新课教学时，要尽可能利用学生看得见、摸得着的材料进行实验设计，让学生自己体验知识的形成过程，从中感受学习科学知识的兴趣，有效培养学生学习科学习惯，提高探究科学知识的技能，让学生在学科学的同时，爱上科学，并学会应用科学，综合提高科学教学效率。比如，在进行“水的三态变化”的教学时，教师在板书本节课的标题时，用手指沾上水在黑板上写“水的三态变化”。过一会儿，学生发现用水写的标题不见了，这是什么原因呢？学生很想弄明白其中的道理。教师可及时提醒学生，带着这样的问题走进本节课的学习。通过小实验的方法进行新课引入，符合科学教学的特点，学生的学习兴趣一下子被激发出来，很快地投入了新知识的探索中。于是，教师和学生一起进行烧水实验，教师拿出从家带来的电磁炉，让学生取小锅并放入适量的水，用玻璃盖盖好。通电几分钟后，师生共同观察出现了什么现象。很多学生发现锅上边冒出了大量的“白气”，玻璃盖上有很多小水珠……这些发现充分说明了学生能够进行自主学习。在教师的引导下，让学生顺利掌握了自然界中水的三态：液态、固态、气态，准确理解了三态之间的具体变化，水在什么时候会变成水蒸气，水什么时候又会结冰等知识。最后，教师让学生进行自我总结。绝大多数学生能够说出：水或冰受热能变成水蒸气，水蒸气遇冷变成水或冰的科学规律，大大提高了教学效果。
二、要根据学生的认知规律设计实验
新课程标准明确提出，学生是教学的主体。教师在科学教学中，通过实验激发学生的好奇心，从学生对知识的认知规律出发，采用科学合理的实验方法进行教学设计，启迪学生的科学思维，在合作学习和探究性学习中，掌握科学知识的奥秘，培养理解和感悟能力，综合提高学生的科学实验素养。比如，在进行“根和茎”的教学时，结合我们学校处于城市，很多学生没有看见过真实的“根和茎”的情况，我在课前和学生一起到城外采集一些植物的根和茎，课堂上再将这些根和茎发给学生，让学生通过小学合作和探究性学习。借助实物观察和对比的方法，很快掌握了“直根系”“须根系”等基本概念。正是由于实物刺激，有效启迪学生的积极思维，使学生对这些专业术语有了深刻的理解，并能够掌握“萝卜”“白菜”“芹菜”“香菜”等是直根系，“水稻”“韭菜”“玉米”是须根系等系列知识。这种教学方法，遵循了学生的认知规律，有效提高学生的科学实验素养。
三、要紧密联系生活中的课程资源设计实验
新课程标准规定：“科学教学必须紧密联系生活实际，让学生感悟到科学知识来源于生活又服务于生活。”科学知识就在学生的眼前，由于学生对生活中的科学认识还不够，对眼前的科学知识熟视无睹，这就要求我们教师必须及时引导学生观察生活，加强对生活科学知识的搜集与整理，会利用生活中的科学课程资源进行实验方案的设计，并顺利完成实验任务，提高学生的实验水平。比如，在进行“衣服的颜色”的实验教学时，教师让学生自己说出平时人们喜欢穿的衣服的颜色，然后对这些衣服的颜色进行分类，看冬天人们都喜欢穿什么颜色的衣服，夏天都喜欢穿什么颜色的衣服。再让学生利用生活中的不同颜色的塑料袋进行光照实验，将不同颜色的塑料袋套在两只手上，放在同样光照的环境里，感知不同颜色的塑料袋的吸热能力。通过自主探究，绝大多数学生能够得出准确结论：“黑色物质比白色物质吸热本领强。”通过实验探究，学生掌握了“控制变量法”在科学探究中的运用方法，能够运用所学知识解决生活中的问题，做到理论联系实际，准确地解释了太阳能热水器的水管为什么是黑色的，等等。利用生活课程资源辅助教学，能有效提高学生的实验探究水平，可收到理想的教学效果。
四、结语
