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实验创新设计

实验创新设计

实验创新设计范文第1篇

“中职本”学生普遍文化课理论课基础相对较差,而动手能力较强,针对这一情况,常规的实验教学方式,难以激发学生的学习热情,部分学生在规定时间内完成实验课及理论课学习任务比较困难,对所学知识的理解和掌握程度不够;现有的实验教学,实验项目比较传统,与市场需求结合不够紧密,实验项目和规程都是教师安排的,全班的学生一起按照老师的要求按部就班的完成即可,实验内容也比较单一,时间较短。对于“中职本”的学生来说,利用课堂时间完成和掌握所学知识有一定困难,所学的内容与现在的市场需要也有一定的差距。

1.1实验项目的选择

以往的实验项目都是按照制定好的教学大纲执行,做什么和怎么做学生没有选择的余地,只能按以前的教学大纲设计好的来运行。中职本科的学生与普通本科的学生在学习经历方面有差异,对理论知识掌握较差、但动手能力较强,所以对培养模式上我们也做了适当调整,首先进行充分的市场调研,选择合适的实验项目;通过学生和老师走访当地的农贸市场,以及一些食品企业,了解市场需求,选择市场反应好的产品,研究生产工艺,确定适合学生制作的,前景较好的产品应用于实验教学。学生可以走访市场,通过市场调查,了解本地市场需求,选择市场销量高的,消费者喜欢的食品,这样学生做实验的兴趣也很高。

1.2实验方案的设计

改变以前老师主导的教学方式,让学生自行设计实验、准备实验、完成实验。老师起辅助作用,协助解决学生实验过程中遇到的问题。这样有助于提高学生的创新意识与创新能力。指导学生进行文献检索、收集资料、制定实验方案、研究生产工艺、设计及改进操作流程,制定出适合学生操作的实验方案。这样能充分利用学生动手能力强的特点,激发学习兴趣,在实践中发现问题,解决问题,能更好的理解所学的知识,使理论与实践相互印证,在实践中提高学生的专业技能。

1.3实验过程的管理

对每一个实验进行成本核算,加强经营管理理念,比如在制作酸奶及面包时,让学生对各种原材料的用量及价格等进行统计,核算成本,这样既有利于学生对经营管理的理解,也提高了学习兴趣,例如学生通过成本核算,计算出自己生产出的酸奶成本接近1元钱,而市场上同类产品的售价在1.7~2.0元,如果拿到市场销售是有一定的利润的,通过这个过程也有助于学生掌握成本核算的方法,了解生产成本的及利润的关系,考虑降低成本的方式,进一步研究提高产品质量,降低生产成本的途径及方法。生产出的酸奶、面包之类的产品,还可以销售,回收材料费用于下一次实验。

2实训基地的建设

实验创新设计范文第2篇

一、高中物理创新实验的设计

1.演示实验的设计

在物理实验教学过程中,教师一般都会在学生动手操作之前进行示范性实验,将研究的对象与实验的结果展示在学生的眼前,之后再由学生分别进行动手操作,再加上教师的讲解,使学生领悟其中的知识.要想做到创新实验,首先在教师进行演示实验时,就一定要做到新颖,在教师进行演示实验的同时,切入课程的关键,激发学生的学习兴趣.创新实验较传统的实验来讲,具有更加生动、真实、形象的特点,更能激发学生的兴趣,同时也能锻炼学生的思维能力.在演示实验中,教师要为学生设计一些有趣的实验,给学生营造一个愉快的实验气氛,从而激发学生的求知欲.

通过演示实验来锻炼学生发现“问题”.这里的“问题”指的是教师所设计的实验现象与标准的物理定律以及规律之间的矛盾.在教师的指导下,将这些“问题”解决,这种实验方法能够有效地锻炼学生的思维能力,拓宽学生的视野,并且对学生掌握扎实的实验技能也很有帮助.

例如,在讲“作用力与反作用力”时,教师可做“以卵击石”的实验,根据极其简单的操作与非常明显的实验现象,学生能够发现“问题”,教师再将实验与理论课程相结合,对学生进行耐心讲解,使学生掌握知识.这种方法使物理教学充满了趣味性.

教师通过演示实验来展现物理实验的过程与结果,不仅增加了学生的理论知识,同时,在学生的情感方面,也能起到关键的作用,让学生对物理规律加深理解与认知.经过很多实验证明出来的物理规律,不是学生短时间内能够理解的,所以说,这类实验适合教师进行演示,从而加深学生的印象.在学生综合能力培养的过程中,要求教师具备更专业的理论知识与实践技巧,只有通过创新的设计与实验步骤,才能激发学生的求知欲望,培养学生的思维能力.

2.分组实验的设计

分组实验是指在教师的指导下,学生分组进行实际操作.这种实验的方法是让学生通过亲自动手操作、观察现象、获得数据、得出结论,并在教师的指导下进行讨论,从而加深学生对物理规律的理解.分组实验是学习物理的一种有效的方法,也是培养学生思维能力与创新能力的主要途径.

分组进行小实验.这里所指的小实验就是能够不通过其他大型设备器材,能够让学生利用双手以及借助小工具来进行的简单实验,这种小实验的特点具有较强的适应性,同时也没有了实验器材的限制.

例如,在讲“作用力与反作用力”时,教师可以让学生用小刀的刀刃与刀背分别对一块橡皮施加相同的力,看橡皮的损坏程度,可使学生理解力与压强具有密切的联系;还可让学生的双手合十,然后两手用同样的力挤压,从两手的弯曲程度能够看出,作用力与反作用力的大小是相同的,方向是相反的,而且作用在一条直线上.这种简单的小实验能够加深学生对知识的理解.

分组进行有趣味性的大实验.这种大实验是需要学生通过实验器材的帮助,来对物理规律进行理解与学习的,它也能够让学生通过实验的过程与实验的结果,来对知识加深印象.教师要在实验之前提出问题并让学生做出猜想,然后在教师的指导下进行分组实验并记录实验的数据与现象,最后,在教师的参与下进行讨论.

例如,在讲“能量守恒”时,教师先提出看似违背能量守恒的“怪坡”,然后利用双椎体上滚的实验,让学生理解能量守恒.在实验中,所需要的器材有两块相差大概0.5mm的橡皮、两根长度约为35cm的金属管、一个弹球.如图1,让弹球由静止状态沿着金属管从较低的一面向另一面运动,让学生对实验现象进行分析,最终解释怪坡产生的原因——动力势能转化为动能. 

学生通过这种分组实验,能够理解实验想象所反映的物理规律,从而激发学生的学习兴趣.

二、高中物理创新实验的意义

实验创新设计范文第3篇

一、注重理论与实践,培养学生的创新精神与实践能力

物理是以实验为基础的学科,物理教师在具体教学过程中往往只注重理论教学,忽视了实验教学,把学生的成绩看得比较重,而忽略了学生技能的培养。因此,要加强高中物理实验教学,提高学生的动手实践能力和解决问题的能力。

教师在设置课程前,要有侧重点地选择一些有思考空间的内容,激发学生的探究欲望,让学生带着问题去思考,培养学生发现问题、解决问题的能力。

教师要给予学生适当的引导与帮助,让学生寻求解决问题的实验方法和手段。例如,在学习平抛运动时,教师先让学生复习有关匀速直线运动和自由落体运动的基础知识,然后引а生将平抛运动进行分解,提出问题并不断改进与完善实验,培养学生解决问题的能力,提升学生的创新意识和操作技能。

教师在上课前,应该精心编写教案,注重理论与实践相结合的原则,将培养学生的动手实践能力作为教学重点,从而更好地发掘学生的创新能力。实验是验证物理知识的最佳途径,教师要提出一些与生活紧密联系的问题,鼓励学生设计创新实验,进行验证与改进。例如,在学习“摩擦力”时,教师先让学生感知摩擦力,可以让学生用手摩擦桌面,感觉摩擦力的大小变化情况,从而对决定滑动摩擦力大小的因素有一个感性认识,再引导学生动手操作实验,对摩擦力的大小进行定量测定,从而进一步使学生加深对滑动摩擦力概念的理解。

二、教师在设计物理实验时应注意的原则

1.学生的主体参与意识是设计创新实验的根本

课程承担着培养学生独立思考能力的任务,物理实验教学是提高学生思考能力的重要途径。高中物理教师在实验教学中要因势利导,加强学生独立思考意识的培养,为学生指明学习的方向,提高学生探究学习的主动性,只有这样,才能培养出具有独立思考能力和创新意识的创新性人才。

2.培养学生的观察能力是设计创新实验的宗旨

敏锐的观察能力是学生形成创新思维的关键。在高中物理实验教学中,教师要创造条件,让学生多观察,多思考,通过对实验仪器、实验过程、实验现象、实验结果进行观察分析,提高学生的观察能力和分析判断能力,使学生加深对实验操作的兴趣,进而培养学生自主设计实验的能力。

3.储备足够的物理知识是学生形成创造性思维的基础

多媒体技术使教学变得简单快捷,教师要充分利用这些辅助教学工具,帮助学生系统化地掌握物理知识,熟练应用积累归纳总结的方法,不断深化自我认知,提升创造性思维能力。

4.科学的思维方法是创新思维的灵魂

学生具备创新思维的前提是具有敏锐的观察力。因此,学生创造性思维能力的培养需要科学的思维方法,科学的思维方法是设计创新实验的宗旨,能逐步提高学生的实际操作能力。

5.综合型教师是开发学生创新意识的保障

实验创新设计范文第4篇

关键词:化学实验;创新;设计

实验是化学教材中的重要组成部分,虽然课本当中对于每一次实验如何操作、会达到什么样的效果等都有明确的说明,但是许多实验结果却与教师的预想不一致,这就需要教师尝试去创新实验,在充分理解实验目的、原理、方法及实验过程的基础上,结合自己的实际条件及学生情况对实验进行大胆改进,但是无论怎样改进,以下几点需要值得我们注意。

一、创新实验要注意科学性

每一个实验都有一定的实验原理、操作程序,都有规范的要求,这些内容是我们必须要遵守的。在创新实验的过程中,教师引导学生改进实验,必须要科学,具有可操作性,这对于学生掌握基本的实验方法、获得学科知识、形成能力都有着重要的作用。如果创新出来的内容没有办法实践,或者与实验操作相违背,那么这样的创新对于教学来说无疑是毫无价值的,反而会干扰教学的正常进行。例如,在证明二氧化碳的密度大于空气且不支持燃烧的实验中,课本实验提示是将二氧化碳倒入放置了高低两支蜡烛的烧杯中。按照实验原理,二氧化碳比空气重,它会沉到杯低,随着二氧化碳面的升高,矮的蜡烛会先熄灭。但是在实验中,由于倒入二氧化碳会发生扩散,先熄灭的蜡烛有时会是高的那支,通过这个现象只能得出二氧化碳比空气轻了这一错误结论。为了完成实验,有学生提出在烧杯中放一块隔板,这样就可以防止二氧化碳发生扩散,经过几次实验,并确定隔板的高低,这样的改进是很实用的,也很科学。

二、创新实验要具有可行性

可行性就是实验设计要符合实验原理,并且所用到的化学药品、各类仪器与设备都必须是现在的条件可以满足的。如果设计出来的实验在现有的条件下不能实现,那么这个实验则是无法开展的,只能停留在假设层面。例如将一般金属换成贵重金属进行实验,虽然贵金属的实验效果会比较好,但是这一要求一般的学校是无法实现的,那么这样的创新也就没有什么价值。所以可行性不但要考虑所使用的材料,更要考虑其他方面的因素,如实验条件等。

三、创新实验设计要注意安全性

有些化学实验具有一定的安全隐患,例如氢气的燃烧有可能会产生爆炸,硫酸稀释有可能会将硫酸飞溅出来,有的化学药品具有毒性,有的化学药品则具有腐蚀性,诸如此类。这些物质会让学生产生恐惧感,因此在设计实验时,不但要重视实验结果,更要注意安全。例如在检验氢气的纯度时,有学生用手指堵着试管口用酒精灯去点燃,这样虽然减少了实验环节,节约了时间,但是有可能因操作不当而令学生受伤。如果在创新实验当中,只考虑到了实验效果,对于学生的人身安全不予考虑,那么这样的实验即使精彩也并无价值。

四、创新实验设计要遵循减小破坏的原则

有些化学实验会产生有毒物质,而且一旦从容器中取出,就再不能重新放入,因此在创新实验设计时要注意引导学生树立环保与节约意识,尽量选择一些毒副作用小的药品去实验,再者还要注意节约,每次尽量选择合适的量,避免因为使用不完而造成浪费。对于那些会对环境产生危害,但又不得不做的实验,可将几个实验组合起来完成。例如硫在空气中燃烧生成二氧化硫(S+O2燃烧SO2),但是二氧化硫会对空气造成污染。对此,我们一方面在做实验时要尽量减少用量,减少二氧化硫的产生;另一方面可以将其他几个与二氧化硫有联系的实验,如酸雨的形成及危害一并进行实验,这样不但减小了破坏,更提升了实验效率。

五、创新实验要注意简约

进行创新实验设计,其中一条重要原则就是简约,要用少的实验过程与步骤、少的实验器材在尽可能少的时间内完成,并保证实验效果不打折。例如能用试管完成的实验就不用烧杯,这样既简约,又节约药品,操作起来也相对容易。例如在了解浓少,而且它的颜色、状态等都可以看得更清楚,同样,实验的简约性还体现在对于实验过程的控制上,很多实验完全可以取消,没有必要再重复。我们实验是为了让学生获得知识,如果学生已经掌握了内容,再去通过实验来巩固,那么意义并不大。

六、创设实验设计要直观

在化学实验中,有一些实验现象较明显,可以看到物品在颜色、状态等方面的变化,例如高锰酸钾加热生成氧气:2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2,不但高锰酸钾的颜色发生了变化,还有气体产生,这些现象都是我们能够直接看到的。而有一些实验现象却不明显,如果要验证反应是否已经发生了,例如酸、碱反应生成盐和水,由于药品与实验结果的颜色没有发生变化,我们很难通过观察得出结论,只能是通过实验再去验证,这样一来实验就显得很繁琐。如果能在实验前使用一些指示剂,一方面可以区分药品,另一方面则又可以让学生通过观察药品所产生的变化而清楚地观察到实验变化过程。

七、创新实验设计要符合教育原则

无论采用什么样的实验手段,操作要规范,不能违背实验原则,更不能违背教学目的,要与学生的身心发展相适应,注重发展学生的综合能力,避免将实验变成一种教师的表演方式或者学生的游戏方式,要通过实验让学生掌握知识,培养学生的多种能力。总之,在创新实验设计中,一要考虑到学生的实际情况,考虑到学校的条件,科学合理地把学生吸引到实验的创新中来,注意培养学生诸方面的能力,努力使实验教学效果最大化。

参考文献:

[1]熊姣,余新武.创新实验在中学化学教学中的作用[J].湖北师范学院学报:自然科学版,2014(3).

[2]李咏峰.初中化学实验教学现状分析与创新探讨[J].学子:理论版,2015(10).

[3]徐桂华.试论初中化学实验教学设计的优化[J].数理化解题研究:初中版,2013(10).

实验创新设计范文第5篇

关键词:高中化学;探究学习;实验设计

“授之以鱼,不如授之以渔。”学习需要思考,掌握知识固然重要,但掌握方法,提高能力却更重要,实验教学是化学的一个重要的特点,但现行中学化学教材中的实验,从设计形式上看多是帮助学生形成概念,理解和巩固化学知识的验证实验。这种实验的内容、原理、方法和步骤教材中均有明确的规定,实验的启发性和探索性受到限制使学生在实验中处于被动地位,易导致实验重结果、轻过程,不利于培养学生的创新精神和创新能力,不利于培养学生进行科学方法的教育和训练,而且难于发挥实验的多重教育功能。为改变上述现状,我们选择了探索性实验为教学的突破口,并对此进行了深入地研究和探索。

1 改“验证性实验”为“探究性实验”

在高中化学教材中安排了许多演示实验,这些实验往往只起到验证结论的作用,对培养学生的探究意识往往达不到应有的作用,所以在实际教学中可以把一些演示实验设计为探究性实验,对当前化学学习中的重、难知识进行专项研究,可促使学生对当前学习到的知识予以巩固,达到对重点知识的深层次理解,以便对难点知识的有效突破。例如:在用乙醇与浓硫酸混合加热到170℃制取乙烯时,发现得到的乙烯往往有刺激性气味,而课本明明告诉学生纯净的乙烯是无色稍有气味的气体,那就说明我们制取的乙烯不纯,有杂质,那么这杂质气体又是什么呢?是怎样产生的呢?又怎样可以把杂质除去而得到较纯净的乙烯气体呢?针对这些问题,我只作了启发性的点拨,至于整个探究过程由学生自己设计实验方案,自己动手实验, 自己得出结论,从而使学生在探索中既激活了原有知识,又获得了新的知识和方法。

2 中学化学探究性实验教学模式

2.1 对探索性实验教学的认识

探索性实验来自“探索性学习”,是在20世纪50年代美国掀起的教育现代化运动中,由施瓦布(Schwab)倡导提出来。

我们对探索性实验的定义是:由教师给出实验课题,提供实验器材,提出实验要求,让学生自己拟定实验方案,制订实验步骤,独立地通过实验的观测和分析去探索研究,从而发现“新”的化学现象,并通过解释实验现象,总结出他们原来并不知道的规律性认识的实验。

2.2 探究性实验教学的整体模式

提出问题(教师或学生)――提出假说(教师或学生) ―― 收集资料设计实验(学生) ――论证假设进行实验(学生)―― 作出判断得出结论(学生)。

3 中学化学探究性实验设计过程和方法

3.1 第一阶段:准备、确定探索问题

提出一个问题往往比解决一个问题更重要,这是因为解决一个问题也许仅是一个教学上的或实验上的技能而己,而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想像力。

3.2 第二阶段:精心设计、探索实验

探索性实验设计是教师对所提出的问题在课堂结构上进行的总体规划过程,或者是学生根据自己所学的化学知识和技能,独立的或在教师的启发指导下,灵活并创造性的对所提出的问题制定解决方案。它是进行实验探索的关键一步,决定着探索的问题能否顺利解决。

3.3 挖掘实验内容改为探索性实验

在现行教材当中,据统计,在高中化学 106个演示实验中,先有结论后演示验证的有55个之多,占了近51.9%的比例。如何能够利用教材的现有实验,深挖其内容,寻求将其转变为探索性实验的合理途径,在实验中我们做了一些探索。例如:高一教材(卤素)中在有关HClO的漂白性的教学中,就可以将此验证性实验改为探索性实验进行教学。

(1)提出问题:通入Cl2,能够使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,说明了什么?

2)提出假说:

①HClO能够使试纸先变红后褪色,说明了HClO具有酸性和漂白性。②HClO能够使蓝色的石蕊试变红,Cl2能使其褪色。

3)设计实验:

①将Cl2通入放有干燥的红色石蕊试纸的集气瓶中。②将Cl2通入放有湿润的蓝色石蕊试纸的集气瓶中。

(4)验证假说:

(5)提出结论:HClO具有漂白性。

上述探究使学生扩展了知识,训练了创新能力,同时初步了解科学实验的现象往往是复杂的、多因素的。这种学习方法,学生是在主动探求中发现创造新知识的,体现了学生的主体作用。

4 设置探索性实验

如在学习SO2还原性时,提出问题:SO2有还原性吗?假设SO2有还原性。学生自学教材收集资料,设计论证过程:

(1) SO2能被催化氧化,教师指出这是SO2在催化剂存在条件下所发生的氧化还原反应。

(2) 提问:能否用我们已有的知识通过实验来证明它的还原性呢?

学生根据教师提供的实验用品设计了:将SO2分别通入:

学生自己动手实验,分析SO2在反应硫元素价态的变化,得出结论:SO2有还原性,假设成立。此后再引导学生认知H2SO3、Na2SO3的还原性,提示学生注意反应物间量的关系,并提供有效的应用场所使知识加以巩固。由此训练学生创造思维的新颖性和批判性,使学生由知识单一型转变为知识综合型。

5 注重实验的改革、设计创新

教材中有些实验设计及操作方法虽然都是经过反复验证了的,但实际操作中仍存在着这样或那样的不足,为体现科学方法是需要创新而且是可以创新的,教师应鼓励学生对其不足之处加以改进,这样既符合学生的认知发展特点,又能促进学生对化学理论、化学知识的理解和掌握,并且通过对学生有步骤、有针对性的训练,提高学生的实验设计能力。

6 指导学生设计探索性实验方案

学生设计探索性实验方案,要求学生不仅要有实验操作的直观体验,而且要有深入的全面的思考。

例如:某光卤石(KCl・MgCl2・6H2O)样品中含有不与NaOH溶液、盐酸反应的杂质,请设计实验测定样品中KCl・MgCl2・6H2O的质量分数。要求根据所提供的实验试剂,选择精确度较高的实验测定方案。可选择的实验试剂有:a mol/L NaOH溶液,b mol/L Na2CO3溶液,c mol/L HCl溶液,d mol/L AgNO3溶液,酚酞试液,紫色石蕊试液。

这是一个开放性的实验题,学生可设计出多种实验方案。但教师应引导学生思考:

(1)根据题目的要求应采用什么方法来测定?(滴定法)。

(2)可选用什么溶液滴定?哪种精确度最高?(HCl溶液滴定过量的NaOH溶液)。

(3)用何种指示剂?(酚酞)

(4)具体操作时应注意什么问题?(沉淀必须过滤洗涤,正确判断滴定终点,正确读数)。