对开展综合设计性实验课教学探讨论文（精选5篇）

第一篇：对开展综合设计性实验课教学探讨论文

【摘要】 综合设计性实验是改变传统教学模式、提高试验教学质量、培养学生独立操作能力和创新性思维的重要手段之一，也是实现实验教学全面改革，促进人才培养方案实施的必由之路。

【关键词】 综合设计性实验 科学素质 创新教育

随着科学门类的交叉，人类知识的迅猛发展，实验课程发展到与理论并重的地位，以验证化学原理为主的旧的化学实验教学体系与内容已不适宜化学学科的发展趋势和社会对人才素质不断提高的需求。为了适应高素质化学人才培养的需求，构建“厚基础、宽口径、高素质、强能力、重创新”的人才培养模式，加强基础化学综合设计性实验建设，对提高学生的综合能力和培养学生的科学探索精神有着十分重要的意义。

一、开展综合设计性实验的意义

对任何问题的解决都有一个科学的思考过程：对客观事物的观察或对前人研究成果的复习→发现问题或提出新的问题→对问题的分析和研究→提出假设→通过实验手段验证假设→得出结论。建立正确的科学思考模式，是进行综合实验设计、制定实验方案的前提。了解科学的认知过程和科学理论的建立过程，对学生掌握科学方法论，正确运用实验手段解决科学问题非常有益。运用已掌握的实验原理和技术方法，去解决实际问题，这也是开设综合设计性实验的目的所在。一方面学生能巩固已有的实验技能和设计能力，一方面鼓励他们继续向更高的科学层次进军，即提高解决未知问题的能力。有些问题可能是学生通过实践自己发现并想进一步解决的，也可能是本身即存在的，对社会实际有重大意义的课题：如开设的肉类及腌制食品中亚硝酸盐的测定；海产品中碘含量的测定；辣椒红色素的提取；复方阿司匹林的分离及成分析；涉及环境保护方面的废旧干电池的综合利用及产品分析等综合设计性实验。既可以使学生提高解决实际问题的能力，又能促进学生对社会实际问题的关注和参与程度。启发学生从自身专业的角度联系现实生活找出自己的研究探索的途径。

二、设立综合设计实验课程的原则

1、科学性原则。科学性是设计实验的首要原则，所谓科学性是指设立的综合设计实验和开放性实验要依据科学实验原理，他们所运用的实验原理，实验步骤、操作程序方法必须与理论知识方法论相一致。

2、可行性原则。所谓可行性是指学生在实施实验和设计时必须可行，他们所运用的实验步骤和方法必须是大部分已掌握会运用的，选用的有关仪器、设备和材料必然是可以开放使用，并且已经较熟练地掌握了其操作程序。

3、简约性原则。简约性是指在不影响实验结果和培养学生综合实验能力的前提下，尽量采用学生能独立操作使用的设备和方法，选用价格适宜且易获取的实验材料作为实验的对象。

4、实用性原则。实用性是指学生的开放性实验和设计性实验要符合客观实际，以解决实际问题为思路，通过综合实验来解决科学发展和社会生活中的某些实际问题。例如测具体实物中微量元素的含量；提取天然色素等。

三、综合设计性实验课程的基本内容

学生通过基础化学实验课的学习，已经理解了实验原理，掌握了化学实验常用的仪器及基本操作。此时在教师的指导下，进行一些学生自己策划的开放性实验和设计实验，既可以巩固以前所学基本操作、验证实验原理，又可以培养学生的创造性综合实验的能力。教师的作用在于帮助学生确定实验目的，明确实验原理，与学生共同分析实验中每一步骤的作用、必要性和可行性；并在此基础上针对不同的实验环境对实验设计做相应的调整、修正，设计出一个更为适合和可行的，效果更为理想的实验流程。在实验方案的设计过程中应注意以下几点。

1、设计实验的首要问题。具有较强的科学性和实用价值是设计适合的实验方案和程序的首要问题，应特别注意让学生了解所设计的实验目的、原理、操作过程，使学生有的放矢。如在海产品中碘含量的测定实验，干法与湿法对原材料处理的不同，其目的所在，依据所在，其具体方法的可操作性。

2、开展设计性实验的目的。通过实验技能的培养，培养学生的观察能力、实验能力、思维能力和运用已学习的知识来解决实际问题的能力。如在一个学生的创新实验中，学生自己设计用四氯化碳进行萃取选用容量瓶是否都必须定容，不定容对结果的影响。

3、设计实验的主体。在实验课程教学中渗透教为主导、以学生为主体的教学原则，运用启发与讨论、实验等教学法，贯彻科学素质教育、能力培养的宗旨。在开放性和设计性实验阶段同样要以学生为主体进行。

4、设计实验的效果。在使学生主动获取知识的同时，培养了学生的创新意识，提高了实验操作、观察、逻辑推理以及分析综合能力,并逐渐养成严谨的科学态度。从对试验目的的认识，相关文献的查阅，实验方案的确定到仪器试剂的选取及实验数据的处理，小论文的初步形成与修改。在这样一个过程中的确使学生的设计实验和分析能力等各方面都得到了提高。

四、综合设计性实验的评价问题

1、检查学生对基础知识和实验技能的掌握程度。评价过程应是检查学生综合应用知识和动手能力的一种教学方法。对学生的开放性实验和设计性实验的评价，其目的之一是检验学生对基础知识和技能的掌握程度。如学生在废旧干电池的综合利用及产品分析实验中，掌握的实验背景材料和利用所学知识进行相关实验操作，是实验能顺利进行的第一步。

2、考察学生对实验结果的分析、归纳、整理能力。在学生已经取得实验结果后，如何运用已学过的知识对实验结果进行正确合理的资料采集、整理、分析和归纳，也是其综合能力的体现。

3、检验学生引用相关文献的使用能力。学生在设计性实验及开放性实验过程中是否有合适的文献引入，并正确解读文献，作为学生是否真正掌握开放性实验的原理指标之一，也是体现学生吸纳新鲜知识能力的重要方面。

4、评判学生实验结论的产生。正确的合理的实验结论的产生，是学生综合能力的体现。通过开放性实验和设计性实验而得出关于某一实物的组成、性质和用途的结论，可以反映出学生所学知识的许多方面和融会贯通能力。由此实验结果的评价，可以对学生的理论、实践、分析、综合等一系列方面进行考察。

开展综合设计性实验，建立以学生为中心、由教师加以引导的综合性实验教学模式，是我们近年来改革基础化学实验教学的尝试。实践表明，由于这种实验属设计创新型实验，许多问题是没有现成答案的；在实验设计的实施过程中，当学生遇到问题时，首先要求他们自行解决。他们可以及时查阅资料、工具书和网络信息等，教师只起到宏观引导的作用。这种以学生为主的自我训练体系，能充分调动学生主动学习的积极性。学生通过综合设计性实验，充分发挥各自的思维与想象能力,在学习过程中受到了创新意识与能动的启发与培养；并且在此过程中掌握一些较为复杂的实验方法、正确使用一些复杂的精密仪器设备、准确地采集实验数据，增强了学生对实验数据和结果的逻辑分析能力及作出正确合理结论的能力。并且在使学生主动获取知识的同时，学生的创新意识，实验操作能力、观察能力、推理和综合分析能力都得到了明显提高，逐渐养成了严谨的科学态度。

综合设计性实验这种集知识教育、素质教育、技能教育和创新教育为一体的综合性培养方式，顺应了高校为国家培养科技创新人才的需要，有着广阔的发展前景。

【参考文献】

[1] 马光远：实验设计教学与学生思维能力培养[J].生物学教学，2004（10）.[2] 王红珍：在实验设计中体现“创新”[J].生物学教学，2004（8）.

第二篇：制药综合设计性实验指导书

制药工程专业 化学制药综合实验指导书

生命科学与工程学院制药工程专业

指导教师：常相娜

2011年3月

化学制药综合实验实施方案

化学制药综合实验是依据药物制药工程专业培养方案及教学大纲的要求编定，本实验内容涉及药物制剂专业多门基础课和专业基础课，包括有机化学、分析化学、药物化学、药物合成反应、药物分析、药剂学、化学制药工艺学等课程内容。要求学生针对指导教师所下任务书，查找相关文献，对药物的合成路线、工艺条件、制剂形式及制备条件各方面的内容自行设计，可行性论证通过后，独立实施由原料到原料药，最后得到相应制剂的全过程。通过本次设计性实验，培养学生查阅资料，综合文献的初步能力，在此基础上选择合成路线，拟定实验方案，独立进行实验，提高学生独立工作能力、分析和解决的能力，从而加深对制药工程专业系统课程基本理论和基本知识的认识和理解，为学生的就业及学业深造奠定实践基础。

一、目的

化学制药综合实验的目的主要是让学生通过资料查阅、合成路线的设计、合成实验的操作、实验结果纯度和产率的分析鉴定、工艺条件考察及制剂的制备，学到一套系统、完整的对化学药物的合成路线、合成过程合理性、合成产物的分析鉴定的方法、工艺可行性及制剂的制备。并通过此项训练，提高学生动手操作能力，提高学生独立思考、分析问题、解决问题的能力。

二、方案

1.设定目标：依据所给出的药物的初步合成方案结合查阅的资料及常用临床化学药物的合成方法来设计具体药物合成步骤、工艺考察方案及制剂制备方法，使学生掌握：

（1）．化学药物合成中的常用反应如酯化反应、格氏反应、乙酰化反应；（2）．熟悉药物合成中对药物的结构修饰基本过程，了解有机合成的水解、蒸馏、重结晶、搅拌、回流、萃取、过滤等基本操作；

（3）．掌握工艺考察中因素、水平确定方法及实验因素水平表的建立的方法；（4）．熟悉常见药物制剂的类型及一般的制备方法。

2.目标实施： 按照两人一小组实验，每九个小组为一大组共同完成一个药物的工艺条件考察实验。程序为：

（1）．每个学生自行查阅相关文献资料，独立设计方案题目；

（2）．个组讨论，确定可实施的合成路线、工艺考察因素表及制剂处方设计；（3）．教师审核并提出或设计问题，题目组针对问题修正设计路线、工艺考察表及制剂处方设计；

（4）．题目组自行完成实验结果；

（5）．分析讨论并提出进一步研究的更完善的和合成路线、工艺考察表及制剂处方设计。

制药工程综合设计性实验任务书

（一）一、题目：贝诺酯的制备及工艺条件考察

二、实验任务

1.查阅与贝诺酯合成工艺及制剂相关的图书资料及文献资料。2.依据任务书各组提出相应的方案，应包括：

a.目的意义；

b.合成部分：合成步骤、工艺流程、需要仪器与试剂、实验设备装置图、定性分析方法；

c.工艺考察部分：因素水平的确定、正交实验表； d.制剂部分：配方、操作流程。3.论证方案可行性，确定合理方案。4.完成设计实验论文并提交产品。

5.对所得数据进行分析，完成设计实验论文。

三、实验要求

1.实验中要求学生不完全依赖现成条件，能在教师指导下自己创造一些条件完成实验。

2.实验的方案应合理、简单，并具有一定创新性。3.实验数据准确，须注明实验条件。

4.要求提供的样品袋上注明样品名称、熔点、纯度、制备者、日期。

四、设计实验论文内容 1.题目； 2.药物概述；

3.所完成合成与制剂过程的实验操作、工艺要点、注意事项； 4.实验所用试剂规格及用量、仪器的型号及生产厂家； 5.自制或创造了哪些实验条件； 6.结果与分析； 7.讨论；

8.合理化建议（自选）；

9.在所完成实验的基础上提出一个新的研究课题（自选）。

附：贝诺酯初步合成方案

（一）乙酰水杨酰氯的制备

在干燥的100 mL圆底烧瓶中，依次加入吡啶2滴，阿司匹林10 g，氯化亚砜5.5 mL，迅速按上球形冷凝器（顶端附有氯化钙干燥管，干燥管连有导气管，导气

冷至室温即可得到白色的乙酰苯胺固体。

2.抽滤收集：将上步所得固体与母液混合物抽滤分离，固体用少量冷水洗涤2次，抽干，于表面皿上用红外灯干燥，以便进行下步反应。

（二）乙酰苯胺氯磺化

按图4-5装好反应装置，称取5.0g干燥的乙酰苯胺置于干燥的250mL三颈瓶中，再在分液漏斗中加入20mL氯磺酸。

氯磺化反应装置图

开启水泵，减压抽气，在冷水浴下慢慢将20mL氯磺酸滴入三颈瓶中（约1滴/秒），立即可以看到有大量HCl气体产生，待滴加完毕，乙酰苯胺溶解消失，水浴加热（80℃左右）15～20min。打开安全阀，连通大气，然后依次用冷水、冰水冷却三颈瓶。

将冷却的反应液转移到原滴液漏斗中，然后在三颈瓶中加入约100g碎冰块，再按装置图安装好，三颈瓶外部用冰冷却，开启水泵，将反应液滴入三颈瓶中（约需15min），滴毕生成大量的沉淀。

抽滤，压干即得对-乙酰氨基苯磺酰氯固体，立即进行下一步反应。

（三）对-乙酰氨基磺酰氯的氨解

将上述抽干的固体转移至100mL小烧杯中，在搅拌下加入15mL浓氨水（若固体量较少，可适当减少氨水用量），反应时大量放热，当固体溶解又重新生成后，继续搅拌10 min。

（四）对-乙酰氨基苯磺酰胺的水解

1.将上步所得反应物加入15mL水，冷却，加浓盐酸至pH=1～2，转移至烧瓶中。

2.回流：烧瓶中加2块沸石，装上冷凝管，在石棉网上小火加热回流25min。此时固体应溶解，冷却后得一几乎澄清的溶液，如有固体析出，应继续加热回流使反应完全。

3.脱色：于稍冷后的回流液中加约一药勺（约0.5g）活性炭，继续回流5min。4.过滤：回流液趁热用玻璃漏斗过滤，用一干净的100mL的烧杯收集滤液。5.中和、沉淀：滤液在搅拌下慢慢加入固体Na2CO3至弱碱性（pH≈8）。此时

至70℃，缓缓滴加浓硝酸12ml，保持反应温度在70—80℃[1]，滴毕，继续保温反应1h。倒入150m1冰水中，放置1h。抽滤，用水洗涤，得粗品，将粗品加入150ml水加热至沸待全部溶解，热过滤，滤液充分冷却，抽滤，得淡黄结晶。11．2g(60％)，mp227—230℃

（二）美沙拉嗪的合成（还原）

在装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的250三口瓶中，加入水60ml，升温至60℃以上，加入浓盐酸4.2ml，活化铁粉[2]4g(0.07mo1)，加热回流后，交替加入活化铁粉6g(0.11mo1)和5-硝基-2-羟基苯甲酸10g(0.56mo1)，加毕，继续保温搅拌1h。反应毕，冷却至80℃后，用40％氢氧化钠溶液调至pH碱性，过滤，水洗，合并滤液和洗液，向其中加入保险粉1.3g，搅拌，过滤，滤液用40％硫酸调至PH 2—3，析出固体，过滤，干燥，得固体粗品6.02g(73.3％)。向粗品中，加水lOOml，浓硫酸4.5ml和活性炭少许，加热回流数分钟，趁热过滤，冷却，滤液用15％氨水调至pH2～3，析出固体，过滤，水洗，于燥，得精品5.32g(64．8％)，mp274℃(dec)。注释

[1]硝化反应是放热反应，滴加硝酸时，滴加速度要尽可能慢，同时电热套的电压应调节合适，以保持反应温度在70—80℃为宜。，[2]铁粉活化的方法：将铁粉10克，水5Oml，置150ml蒸发皿中，加浓盐酸0.4m1，煮沸。用水以倾泻法洗至中性，置水中待用。

第三篇：食品化学综合设计性实验心得体会

心得体会：

这是食品综合设计性实验，在自己找实验原理及步骤的过程中，深化了我对课文中知识点的理解。但由于查找方式及查找资料库的不同，可能会导致实验方案具有很大差异，有时实验室器材试剂有限，所以可能因此自己的设计方案无法实施或者实施不完全，有时不得不重新设计方案，有些耗费时间。所以个人认为，老师可以预先说出该实验的常用方法或者常用试剂，还有实验室对此实验可以提供的主要设备，让学生从这个方面查找，可能会有所帮助。由于缺乏经验，在实验中暴露出许多不足。可能对基础知识的掌握不够甚至缺少某一方面的专业知识，使我们对有些实验现象无法解释.例如在酶促褐变的实验中，我们发现实验剩余的苹果样品长时间暴露在空气中并没有产生明显的酶促褐变现象，在咨询老师后才明白这个现象的原因可能是苹果不是新鲜的，它所含有的酶的活性不高，另外苹果是从冰箱中取出的，这也可能影响酶的活性。虽然这样的无知并非不可接受，但仍基于这点，冒昧地提出建议，希望老师能加强理论课与实践课的联系，提高学生对所学课程的认识。不得不说的是，每次在遇到问题而自己又无法理解及解决时，在不断的与老师交流的这一过程中，我们得到了很多的宝贵经验与信息，也感叹于老师的专业精神与人格魅力，同时对于科学研究的认识又更进一步。

虽然食品综合性实验由若干个简单实验组成，但它却并不是简单实验的重复和叠加，而是对简单实验的有机综合。它是一个有机整体，需要围绕一条主线，结合若干知识点或学科的相关知识加以综合应用，这训练了我们的创新性思维，让我们不再拘泥于课本中的实验步骤。在设计的过程中，可以自己设定和控制变量，自行探究，这就是我们主动学习的过程，而当我们主动学习的时候，我们所得到的收获和经验将远远高于被动学习，而且，主动学习的结果是培养了一种学习的能力，对于一个人的成长，这比收获知识本身更加重要。在亲身操作的过程中，我们真切感受到创造性的工作充满艰辛，但是来不得半点马虎，必须脚踏实地、尊重事实才能达到成功的彼岸。这样的实验让我们真正体会到了知识的重要、劳动的艰辛和收获的快乐。但与此同时，我们必须明白，实验设计是要求科学性、可行性、安全性、简约性等原则的，在自行设计实验时，必须遵循这些原则，在考虑这些原则的过程中，无形的提高了我们的实验探究能力。总的来说，综合性实验的设计和教学形式的开展，不仅增强了我们的动脑动手能力、加深了我们对整个知识体系的理解,更重要的是培养了我们的自学能力，让我们在发现问题、归纳分析和解决实际问题中收获了许多，同时也启迪了我们的思维，提高了我们的综合应用知识的能力，激发了我们的求知欲、创新意识和创新能力。

第四篇：论文：高中物理实验的创新性设计

高中物理实验的创新性设计

欧 剑 雄

摘要：为了更好地培养学生的科学素养与创新能力，教师需要在教学中设计创新性的实验。这要求教师提高自身的知识储量，培养自身的创新意识，掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路，但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时，安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。

关键词：物理实验；创新性设计；缺点列举法；希望点列举法；信息交合法

一、物理实验创新性设计的意义

作为一门建立在实验基础上的基础自然学科，物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外，也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此，物理的教学始终离不开物理实验的教学：有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂，亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径；此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法，有助于提高学生的科学素养。

作为教学活动的主导者，教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识，其次要充分利用教材中已有的实验资源，并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进，以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端；也可以是基于教学需要的全新设计，以弥补教材的不足，帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。

物理实验的创新性设计，是教师秉承新课程标准课程开放性理念，由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。

二、物理实验创新性设计的方法

那么我们该如何在教学实践中进行创新性的实验设计呢？

创新需要丰富的创造力，而一个人的创造力由他所拥有的知识储量、创造性思维能力和创新技法三个因素共同决定。因此要进行创新性的实验设计，教师要有终身学习的意识，力求在专业上不断进步，不断提高自身的知识储量和创造性思维能力。然而知识是无穷无尽的，创造性思维能力的培养也绝非一日之事，因此要想在短时间提高创造力，掌握必要的创新技法是简单而有效的方法。

创新技法的种类非常之多，本文将结合《感应电流的方向》（鲁科版高中物理选修3-2第2章第1节）中的两个实验介绍缺点列举法、希望点列举法和信息交合法三种创新技法在物理实验创新性设计中的应用。

（一）缺点列举法

缺点列举法，顾名思义，就是列举事物的缺点或不足之处，再针对性地提出解决方法和措施。其中，找到事物的缺点或不足之处是本方法应用的重点。

如图1所示，Ａ、Ｂ为两个很轻的铝环，环Ａ闭合，环Ｂ断开。将条形磁铁的Ｎ极或Ｓ极靠近Ａ环时，Ａ环将朝远离磁铁的方向运动，若将磁铁从Ａ环中拔出，Ａ环将朝靠近磁铁方向运动；磁铁靠近或远离Ｂ环时，Ｂ环不动。该实验为《感应电流的方向》一课中最为常见的一个引入实验。

在演示该实验时，由于环本身很小，而Ａ环运动时又是绕Ｏ点转动，故操作过程中经常会出现磁铁与环相碰的现象。这个不足之处一方面增加了操作的难度，另一方面也让实验的演示效果大打折扣。

解决这个问题的思路有两个，其一为增加环的直径，其二为改变环的运动形式。增加环的直径这种思路最为直接也最容易想到，但是实际操作会发现，直径增大后环的转动不明显。原因在于直径增大后，铝环的电阻和质量都将变大。为获得更加明显的实验现象，可将条形磁铁换为强磁铁。

若改变环的运动形式，可以将铝环的转动改为平动，实验装置如图２所示，将铝环竖直固定在小车上，小车放在平滑轨道上。这样改进后，操作难度大大降低。但是由于摩擦力较大，要获得较明显的实验效果，仍然要采用强磁铁。

上述两个方案虽然解决了实验操作的难题，但对实验器材的要求更高，如果实验室中没有强磁铁，就很难被采用。反思我们的改进思路，就不难发现，我们在改正原有实验的缺点时同时也将其优点摒弃。原有实验的优点在于其运动过程中阻力较小，而这个优点正是源于所采用的铝环直径较小、其运动形式为转动。为了在改进中同时保留原有实验的优点，我们可以采用如图３所示的实验装置。

将Ａ、Ｂ两个铝环分别用细长绳悬挂，绳子另一端固定在铁架台上。通过这样的改进，Ａ环的运动形式仍是转动，运动过程中阻力较小，另一方面由于绳子较长，Ａ环运动过程中也不容易碰到磁铁。实验中，绳子的长度适当长一些，实验现象更明显。

通过上述例子的分析，可以看出，在应用缺点列举法进行实验的创新性设计时，找到原有实验的缺点是基础，但是在改进中一定要注意保留原有实验的优点。特别教材中的实验，它凝聚了大量专家、学者和一线教师的宝贵经验，其可取之处必然很多，在做改进之前一定要先清楚地认识到它的优点，然后再去找它的不足之处。

（二）希望点列举法

希望点列举法，这是一种通过提出对事物的希望或理想，进而探究解决方法和措施的创新技法，其应用要点在于如何提出合理的希望或理想。

如图４所示为探究感应电流方向的实验装置，本实验的操作简单，现象明显。但是在具体探究过程中，由于涉及到物理量较多（包括条形磁铁产生的磁场方向、穿过螺线管的磁通量的变化、电流计的指针的偏转方向、螺线管上感应电流的方向、感应电流的磁场方向等），学生很难直接从实验结果中总结归纳出楞次定律。为了在课内获得最终的探究结论，教师往往需要作比较多的引导，个别地方甚至比较生硬，这有悖于学生作为学习主体的新课程理念，也削弱了学生探究的成就感。

那么能否设计一个实验使探究过程更为简便？

为了回答这个问题，我们重新来审视一下本节课的探究目的，“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化”。这句话的主语是感应电流的磁场而非感应电流，因此我们可以直接探究感应电流产生的磁场，如果感应电流的磁场方向明确，那么根据右手螺旋定则就可以很轻松地判断出感应电流的方向。由此，我们可以采用如图５所示的实验装置。

条形磁铁的Ｎ极、Ｓ极靠近或远离铝环时，铝环将被排斥或吸引。根据“同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引“可判断出铝环中感应电流产生的磁场的磁极方向。再在图中画出原磁场和感应电流的磁场方向，如图６所示（实线表示原磁场方向，虚线表示感应磁场方向），由实验结果容易总结出磁通量增加时感应电流磁场与原磁场方向相反，磁通量减小时感应电流磁场与原磁场方向相同，进一步可得到实验探究结果——楞次定律。

这种方法的优点在于避开了探究感应电流方向的繁琐过程，而从铝环的运动入手，结合学生熟知的磁极之间的相互作用，直接研究感应电流的磁场方向。这样既达到了探究目的，又降低了探究的难度，更符合高中学生的认知水平。

从上述例子可以看出，利用希望点列举法进行实验的创新性设计时，找到合理的希望是起点，探索合适的实验方法是关键，但是创新的终点一定要落回到教材上。弄清楚实验创新的目的，一来可以避免盲目的创新，二来也可为创新提供思路。

（三）信息交合法

信息交合法，是把事物的总体信息分解成若干要素，再将其中两类要素分别作为信息坐标系的ｘ轴、ｙ轴，构成一个信息反应场，每一个坐标轴上各点的信息分别依次和另一轴上的信息交合，从而产生新的信息。应用举例如下：

作为新课引入的迷你实验，如果采用物理小魔术的形式，可以极大地激发学生的学习欲望，引发学生的思考，为新课的教学打下良好的基础。但是如何去设计那么的多物理小魔术呢？信息交合法是一个不错的选择。仍以《感应电流的方向》这节课为例，以实验器材为信息ｘ轴，魔术效果为ｙ轴，建立如图７所示的坐标图。

由此可产生９种交合点，你需要一一思考每个交合点可能产生怎样的新信息，这个新信息是否可用。文章篇幅所限，无法对这９个交合点一一介绍，只能挑选３个我个人认为较佳的创新性设计。

（1）电流计与读心术

实验装置如图８所示，Ａ、Ｂ为根两根相同的条形磁铁，Ｃ为重量、形状与Ａ、Ｂ相似的金属棒。三者分别装入不同颜色的三个笔袋，然后放入线圈内。如果将装有Ａ、Ｂ、Ｃ的三个笔袋分别拿出，则电流计上分别会出现左偏、右偏、不偏三种不同现象。制作实验装置时，将线圈及电流计装在盒子中，电流计表盘露在盒子后面，使学生在座位上无法看见线圈及电流计。演示时可叫学生随意拿出一个笔袋，教师在盒子后面根据电流计的指针的偏转判断笔袋的颜色，就可佯装会读心术猜出学生所拿走的笔袋颜色。（2）铝环与控制力

实验装置如图９所示，Ａ为封闭的塑料管，Ｂ为悬挂在轻弹簧下的强磁铁，Ｃ为铝环。当铝环上下运动时，管内的强磁铁Ｂ将随之上下振动。为了增加演示的魔术效果，可将铝片贴在大拇指与食指构成的弧圈上，操作时左右手大拇指和食指相接触构成一闭合回路。

（3）铜管与互动 实验装置如图１０所示，Ａ、Ｂ分别为两根两端开口的空心塑料管与铜管，Ｃ为磁铁。演示时，教师先将磁铁从铜管上端静止释放，然后用同一只手在铜管下端接住磁铁。偷偷将铜管换成塑料管后，叫学生上来做同样动作，由于在塑料管中磁铁下落速度较快，学生很难接住。为达到较佳的演示效果，两根管外表要一致，固定管的装置要灵活，以方便操作时换管。

上例中ｘ轴、ｙ轴都只取了３个信息要素，实际上可选取的信息要素远不止这些，所能产生的创新设计也远不止９种。如果将ｘ轴或ｙ轴的要素种类换成别的种类，那又可以得到更多的思路，甚至还可以建立三维的坐标图。总而言之，信息交合法如果应用得当，那么它几乎可以产生无穷的创新思路。

三、物理实验创新性设计的基本原则

掌握了一定的创新技法后，创新的思路几乎是无穷无尽的，然而在教学实践中，不是每一种创新性的设计都是合理、可用的。为避免盲目、无意义甚至错误的创新设计，在物理实验的创新性设计中还应该把握以下几个原则。

第一，安全性原则，这点无需多加说明，其重要性不言自明。第二，科学性原则，这是物理实验创新性设计的根本原则。如果出现科学性错误，那实验就是毫无意义的。除了实验设计要符合科学科学性原则外，教师在演示实验过程中的操作，对实验数据的处理都必须科学、规范，为学生良好的科学态度的形成起示范作用。第三，实用性原则，即要求创新性设计的实验取材方便，操作简单。第四，适用性原则，即创新性设计的实验原理应该是高中学生学习过或所能够理解的，创新实验的目的是帮助实现教学目标，而非为创新而创新。

第五篇：课3、《机能实验学》教案--设计性实验

本科临床医学专业《机能实验学》

集体备课教案（3）--“设计性实验”

设计性实验

（一）教学内容：

1、实验设计概论

2、实验设计讲座 教学时数：5学时 教学方法：讲授、讨论 教学安排：

集中讲授，实验设计概论（约100分钟）→ 实验设计讲座（约100分钟）→ 学生讨论、提问、教师答疑（约25分钟）。

实验设计概论

§1 概述

﹡机能实验学是一门什么课程？基础医学范畴？

机能实验学是融合传统的生理学、病理生理学和药理学三门实验内容为一体的新型课程，是实验 性很强的医学基础课程。﹡实验教学的主要手段？

人体实验：有一定局限性

动物实验：主要是应用模拟人类疾病的动物模型进行实验研究，是生命科学领域研究正常机体机能代谢规律、疾病发生、发展、转归以及药物作用和机制的主要手段。﹡实验教学的主要目的？

培养学生动手能力、科学思维及创新能力。﹡实验教学的主要内容？

基础性实验：掌握基本实验技术及仪器，设备的使用，培养动手能力。

综合性实验：促进各学科知识的融会贯通。

设计性实验：掌握基本的科研工作方法。§2 设计性实验

给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。

以学生为主，导师带教，学生自己选择题目、开题设计、实施实验、观察记录、论文答辩等，即 创设“发现情景”，培养学生个性，让学生积极主动的去探索未知世界。﹡实验设计目的

1、充分认识实验在科学理论产生和发展中的作用。

2、培养创新能力

3、培养一定的科研能力 ﹡实验设计三个基本要素

1、处理因素：

2、受试对象：

3、实验效应：

如：观察巯甲丙脯酸对肾性高血压大鼠的疗效（动脉血压变化是实验效应）﹡实验设计的基本原则

1、对照原则：可使处理因素和非处理因素的差异有一个科学对比。

空白对照 标准对照 处理对照 自身对照

2、重复原则

3、随机原则 ﹡实验设计的基本程序

1、准备工作:广泛收集阅读资料；设想立题方向。

2、选题（立题）：

3、设计实验方案：

4、可行性分析和预实验：

5、正式实验：

6、整理、分析实验结果；

7、完成论文 ﹡选题前的准备工作

1、提出问题：

2、建立假说：主要查阅文献、提出问题的创新点、国内外有关动态、注意别人如何建立假说、技 术路线、综述、立工作假说。

3、占有充分资料

第一 初步选定一个研究方向或题目 第二 整理资料,理出资料之间的关系 第一手资料 原文； 第二手资料 综述； 第三手资料 教科书及现场调查 ﹡应用文献资料

文献是知识的宝库,汇集和保存了人类创造的精神财富.它在实践上的传递,实现了时

代与人之间的文化集成和发展,它在实践上的传播,促进了当代人的信息,技术交流与共享,加速了社会的进步.文献记载着研究成果,从事研究的人和时间,使后人了解某一研究的起源,发展,在借鉴的基础上发展,创新.加速科研工作的进程 ﹡文献检索的作用

Ⅰ “桥梁”作用:文献检索是连接文献生产者与文献需求之间的桥梁,也是当代人继承前人的知识进行创新的桥梁

Ⅱ “钥匙”作用:文献信息是知识的宝库,检索工具就是启动科学研究工作的钥匙.Ⅲ 节约作用

Ⅳ 导向作用 ﹡文献与情报资料的搜集

文献与资料种类与来源：

书籍-----教科书、论著、专著

报纸----快、新

期刊-----发行周期短、内容新颖、论述深入、发行数量大、影响面广、反应当前最高研究水平

专利文献---含有极为丰富的技术研究用的资料

科技报告和政府出版物---涉及尖端科技的最新课题正在进行的科研项目情报

学位论文---有一定的独创性见解

学术会议文献 第三 提出假说

从实验观察的事实出发，通过概念、判断、推理。对所探索的问题提出初步的、推断性的、带有 假定意义的理论解释。符合实际、具备条件 第四 着手设计一个能证实假说的实验 选 题 ： •

提出问题往往比解决一个问题更重要

• • • 针对教材内容 简单易行

情况明、起点高、新意强、思路好

﹡设计性选题参考方向:

1、对原有实验方法的改进。

2、建立一种新的动物模型及评价该模型的指标。

3、探讨体液因子的作用。

4、研究某种药物的作用机制。

5、治疗某种疾病或病理过程的新方法。

选题的原则：需要性原则、创新性原则、科学性原则、可行性原则、效益性原则 第一 需要性原则

1.考虑课题的价值----科学价值、实用价值、经济价值 2.近期需要与长远需要的的关系

3.正确处理基础理论和应用技术研究的关系 第二 创造性原则

1.选择应用技术研究课题，要考虑课题能否成为新发明或技术革新根据的可能性 2.对于基础理论研究课题要考虑所选课题能否导致重大发现和理论创新的可能性。

3.以新的观点、新的角度、新的水平、新的方法等选择一些继承发展、革新,创造性的研究课题 人无我有，人有我多，人多我新 第三 科学性原则

基础理论研究及应用技术研究的课题的选择和确立，都必须有一定的事实根据或科学理论根据。第四 可行性原则

1.正确评价研究者的知识结构和水平，以及研究能力、思维能力及个人的兴趣 2.正确评价客观条件是否具备 3.发挥主观能动性，积极创造条件 第五 效益性原则

* 社会效益 * 经济效益 * 科技本身的效益 * 生态效益

﹡选题常出现的问题： 贪大求全 题目选得过大 手段方法定的过高，甚至脱离现实和客观条件 ﹡实验设计

科研课题的实施方案与总体设计（实验设计书）• • • • • • • • 课题名称 立题依据 采用的材料方法 研究指标 进度安排 预期结果 注意事项 参考文献

符合现有条件：常用的药品试剂、实验对象、仪器设备 ﹡实验与观察

预实验：预实验是保证正式实验成功的重要环节，以较少的受试对象，对实验标本进行观察，对主要实验方法和步骤进行初步演示，调控处理因素的强弱，确定药物剂量等。

正式实验：严格按照预实验确定的步骤和条件进行。

观察、记录实验结果

﹡实验结果的处理分析       • • • • • 统计分析

按照统计学设计要求，对收集资料进行统计描述与统计推断。排除偶然，发现必然。

根据局部样本结果，引出普遍结论。

对所得的实验结果进行讨论、分析并总结结论，撰写论文。论文答辩 论文题目 研究目的 立题依据 研究方法

研究内容及对象、标本来源、病理诊断、试剂及其来源、仪器、切片、方法、设立对照、结果﹡完成论文与答辩

如1：研究鼻咽癌与EB病毒的关系

判定、统计学分析、实验步骤、工作计划、经费预算、质量控制、科研假设及预期结果、参考文献等，最后写出论文。

如1：研究肝癌的形态学改变

由学生写出开题报告，开题报告包括：论文题目、研究目的、立题依据、研究方法、研究内容及对象、标本来源、病理诊断、试剂及其来源、仪器、切片、方法、设立对照、结果判定、统计学分析、实验步骤、工作计划、经费预算、质量控制、科研假设及预期结果、参考文献等，最后写出论文。

实验设计讲座

1.设计性实验定义及开设目的

所谓设计性实验是指学生根据给定的实验任务,自行设计实验方案、组织实验系统、独立进行操作并得出结果的实验, 旨在培养学生的创新意识和创新精神、提高学生分析问题和解决问题的能力。2.设计性实验的特点(1)实验技能的综合性(2)实验操作的独立性(3)实验过程的研究性

3.如何进行设计性实验（图示）(1)选题：目前，由教师选 本学期开设6个设计性实验：

①.证明氯丙嗪对体温的影响伴随环境温度而变 ②.艳山姜的促胃肠动力作用 ③.不同给药途径对药物作用的影响 ④.乙醇的毒性研究与时辰关系 ⑤失血性休克病理模型的复制 ⑥高钾血症病理模型的复制(2)查阅相关文献，总结文献资料

查阅文献目的：了解前人工作，了解研究进展状况。文献类型：实验教材，工具书，国内外期刊

查阅方法：实验教材，《药理学实验》等，看目录期刊，查近10年的文献，一般用关键词查 校园网中文电子期刊（CNKI）及英文EBSCO查阅简介：登陆校园网，点击“图书馆”

阅读整理文献：总结研究进展状况，为自己设计路线提供思路。(3)根据实际，设计实验方案

设计实验方案要求：方案必须切合实际，具有可操作性；尽量选择试剂易得，节省动物、操作简易的方案。

科研设计的基本要素：

受试对象：受试对象是指接受实验的动物或人，亦称实验对象，研究对象或观察对象。

处理因素： 就是为了不同的研究目的，加给研究对象以理、化的或生物的各种条件被称为处理因素。实验效应 ：处理因素作用于受试对象所显示出的结果被称为效应。科研设计的基本原则：

随机化的原则 ：消除或减少组间的人为误差。对照的原则：消除和减少实验误差。

重复的原则： 保证科研成果可靠性的重要措施。(4)制定实验实施方案 按所设计的方案，制定实施细则(a)(b)列出所需动物、试剂，实验仪器；

按照设计的需要，计算动物、试剂等使用量；

(d)制定自己的“实验指导”，如，试剂规格？动物种属？实验方法？分组？结果判断？数据处理。实验实施细则要达到进实验室后依靠它，就可顺利实验的地步。方案一般需经过教师认可。(5)实验实施方案论证（设计书、PPT报告）采取课堂讨论的方式进行：

1.陈述方案：每组派一名代表陈述本组的实验方案,注意突出自己方案的优势和创新点;2.讨论：大家对该组的实验方案进行分组讨论，指出该方案存在的问题和实施中可能遇到的困难，并尽可能提出自己的解决办法;3.总结:指导老师对陈述的方案和讨论的情况进行总结,并提出方案的修改意见;4.修改:每组根据讨论中存在的问题,修改自己的方案,并经指导老师同意后,最终确定自己的实验方案。

(6)实施实验：根据自己的实验方案，进实验室实施实验。(7)总结实验结果，写出报告。

报告内容应含有300字左右的文献总结及你选择设计方案的根据。组织对设计性实验结果进行交流。设计性实验交流报告的PPT： 4.本学期设计性实验要求 时间 任务

9.28 实验设计概论 选题和查阅文献师生讨论 10.28 上交设计书和PPT报告 11.9 开题报告

11.30 上交修改设计书，制定实验实施方案 12.7 实验设计验证 12.20 上交实验研究论文 机能实验学实验设计项目申请书

一、立论依据及意义

二、研究方案

三、所需的仪器、器械、药品试剂、动物等

四、预期结果与结论

五、参考文献：

六、教师评议

实验论文报告要点

实验报告应包括以下部分：

1、研究背景及研究目的；

2、实验设计；

3、实验方法；

4、实验结果；

5、分析讨论；

6、结论；

7、参考文献 • • 采用列表或绘图展示实验数据。

分析讨论应结合国内外文献报道有关进展进行。

研究论文的书写

一、题目

题目应包括被试因素、受试对象、试验效应及变化特点等。力求准确概括论文的性质、内容以及创新之处，关键词汇使用要恰当。• • • • • • • • 题目字数一般为20～30个字或100个英文印刷符号以内。摘要可置于论文的开始，构成研究论文的一部分。

要求紧扣主题，观点鲜明，简单扼要，重点突出，充分体现本研究的创新之处，一般为100～摘要的写作多采用结构式，包括目的（objective或aim）、方法（methods）、结果（results）关键词也称主题词或索引词，可以是单词或短语，列出关键词便于图书索引与读者检索。叙述与主题相关的已知的一般知识开始，进入该主题特定领域研究现状，然后提出本论文要解引言的字数为300～600字，约占全文的1/10。引言不同于摘要，本文的结论不列在引言中。

二、摘要与关键词

300字。

与结论（conclusions）。

三、引言 决的问题。

四、材料与方法

1、受试对象：说明动物的来源、性别、体重、年龄、饲养条件、健康情况。

2、试验材料：所用化学药品、实验仪器（名称、来源、规格、批号等）。

3、被试因素：描述被试因素与受试对象的组合原则，对照设置、被试因素作用的方法、时间与强度等。

4、观察指标与实验步骤：说明观察指标的种类、特点、处理过程和测定方法等，并按实验过程和先后顺序逐一介绍。

5、统计学数据处理：统计量的表示方法如平均值±标准差；差异显著性检测方法及其评定标准。

五、结果

1、文字描述

2、以表格或图提供具体数据

表格的制作 一般采用“三线表”，即顶线、标目线和底线三条横线构成栏头、表身。一般行头标示组别，栏头标示反应指标。表格应有序号与表题。表底下方可加必要的注释。

图的绘制 一般以柱形图高度表达非连续性资料的大小，以线图、直方图或散点图表达连续性或计量资料的变化，以点图表示双变量之间的关系。

六、讨论 • • 讨论是对实验结果进行论证、分析，是论文学术水平的反映。

一般包括对引言中所提出的问题进行回答、论证与解释；并突出本项研究工作的创新点和客观评价研究方法或结果的局限性与不一致性。

七、参考文献 • 选择参考文献一般应遵循有效、易获得以及新而精的原则。

设计性实验

（二）教学内容：设计性实验开题报告 教学时数：7学时 教学安排：

1、实验设计概论和实验设计讲座后，全班学生按实验小组进行立题、查阅文献、设计实验方案。2、4周后学生上交设计性实验申请书、实施方案和PPT报告。

3、指导教师审阅、批改学生上交的材料，并及时把意见反馈给学生。

4、学生修改设计性实验申请书、实施方案和PPT报告。

5、指导教师再阅学生修改后的材料，提前了解相关资料，以便学生开题报告时答疑和评议。

6、开题报告时（再隔4周后），每个小组派一名代表陈述本组的实验方案（约15分钟），学和指导教师的提问进行答辩。指导教师填写所负责实验组的实验设计和开题报告的评议表。

设计性实验

（三）教学内容：实验设计验证 教学时数：7学时 教学安排：

学生按实验小组对选定的设计方案实施验证。项目负责教师指导学生实验。

课后每组学生完成1份实验设计论文，每位学生1份心得体会。

并对同