中学生实验设计论文

实验设计是做好实验的第一步。实验设计技能是实验性科学研究者的必备素质。在中学生物学实验教学中，培养学生的实验设计能力，对加强实验预见性、减少实验失误、培养实验能力以及创造性思维都有很大的作用，也是提高實验教学质量的有效途径。本文就笔者多年实验教学中的一些做法谈点浅见。下面是小编为大家整理的《中学生实验设计论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

中学生实验设计论文 篇1：

实验课中学生实验设计能力培养的研究

小学自然是一门建立在以实验为基础的学科。学生通过自己参与实验从中获得知识和技能是判断小学自然教学成果的关键。对于一线教师而言，特别是经验教师，他们对于自然课的实验设计都有比较完善的策略，但是教师的实验设计能力并不代表学生已经掌握或者拥有这种实验设计的能力，因此培养学生实验设计能力显得十分必要。那么又是如何培养学生实验设计能力呢？

一、学生实验设计能力需符合其认知规律

学生和教师在课堂中始终是处于互动的状态中，教师在培养学生实验设计能力时要考虑学生实际年龄特点及认知规律，让学生通过观察、思考、分类、总结发现实验合理性、可操作性以及实验的效果。

如《校园中的植物》一课，学生往往在教师的陪同下了解校园中的各种植物，教师会适时要求学生观察植物的根、茎、叶、花、果实的形态、大小、颜色等，学生始终处于被动，能力无法提高，教师不如就让学生观察，反问学生你要观察什么？在这样的问题下，学生会下意识地观察植物各个器官，同样也达成了观察的效果，而且进一步促成学生实验设计能力的养成，潜意识中形成实验设计的意识。

教师在课堂中要以引导为主，让学生多动手操作，在实验中学会用自己的假设，设计实验验证结论。如《摩擦力》这一课，摩擦力的大小和什么有关？学生通过自己的生活经验可以脱口而出，跟接触面的粗糙程度有关，但是这只是一个方面，还有什么因素也会影响摩擦力呢？教师只要提供一个情景：推动讲台和课桌那个用的力气大？学生自然会联想猜测摩擦力的大小和物体的质量有关，通过设计实验、模拟实验来佐证自己的猜测。这其实就是实验设计能力的养成以及科学素养的培养。学生在不知不觉中已经拥有了实验设计的能力。

二、实验环节意识缺失影响学生实验设计能力

实验的目的并不是完全为了得出所谓“正确的”结论，而是在实验过程中养成科学习惯，了解科学研究的步骤。对实验每一环节充分地认识其实就能有效提高学生实验设计的能力。在教学活动中教师有时忽略了让学生设计实验这一环节，而是直接让学生上手进行实验，课堂看似非常热闹，但是细细推敲这样的活动就缺少了目的性。学生对于活动的任务不明确，计划不充分，实验过程就会流于形式或者活动杂乱无章。

如《水和冰》一课，水在凝固成冰的过程中温度是会逐渐下降、保持、继续下降，并且每个阶段温度下降的速率也是不一样的。为了能记录这些温度变化的过程，必须要确定记录的时间间隔，教师直接出示了实验的要求，尽管学生在整个实验中执行力很强，实验效果也不错，但是学生在活动中并没有提升自己的实验设计能力。这样的实验课学生的设计能力、科学意识和科学素养并没有提高。

所以在指导学生设计实验时教师更应该注意自己在课堂中引导者的身份，把生本主义放在心间，以学生的发展、能力的养成为主要目的。除了注重实验的环节外，更应该创设较为开放的课堂环境，不要害怕课堂会因为学生实验设计的讨论影响了整节课原有的设置和安排，其实正相反，学生对于实验的自主设计正是本堂课的亮点。

三、课堂师生本质交流加速学生实验设计意识

实验课的实验要求是完成实验的前提，但是实验要求的让学生明确的方法有很多，可以是教师直接出示，学生按照实验的要求进行实验，从实验的过程来看，学生主动参与了实验，但是从本质来看，学生的思考能力并没有因此得到提高。在师生的本质交流中得出实验方案更能增强学生实验设计的意识，对于实验操作更能领会，实验设计的目的更为了解。

如2013年全国小学自然优质课展评活动中来自广西南宁的邓超老师执教的《在星空中》一课，学生对于北斗七星知之甚少，仅限于七颗星组成的形状，那么就利用学生对于北斗七星仅有的这些前概念来建构水平方向上七星的模型。再进一步，这七颗星离地球的距离是不同的，如何构建这七颗星的方位，是需要学生通过计算，测量大概距离，构建准确七星模型，进行摆放的，这个过程教师并没有过多的要求，而是适时点拨，和学生有效交流，学生通过与教师交流得出建模实验的方案，在小组内有效实施方案，实验成功，而且在此过程中学生的实验设计意识得到提高，部分学生也拥有了实验设计的能力。

四、有效实验材料的选择促进学生实验设计能力的养成

实验课必然需要实验材料来支撑，而实验课的效果很大程度上也是由使用的材料决定的。在材料的选择上，教师需要花足够多的心思，有效的实验材料是可以给予学生在思维上引导和提示作用，这比教师讲述复杂的实验要求有效很多，也能较好地激发学生对于实验的理解，即实验设计能力。

很多时候我们在执教的课堂中实验材料比较单一，就是一种材料用到底，这也无可厚非，在有些实验课的确是只需要一种主要的实验材料，如《磁》这一课，学生对于磁铁的有效研究，发现磁铁两端的磁性较强，能够吸引较多磁性材料，以及在磁铁周围存在着特殊形态的磁场。这样的实验课是对这种具有特性的材料进行研究，使用这种材料足矣，但是有不排除使用其他形态的磁铁，多块磁铁共同使用的情况，这样的设计思路其实又开拓了思维的瓶颈，学生的学习探究兴趣会更加浓厚，自然会促成其研究还有怎样的实验方法。

其实在实验课中，教师应尽可能尊重学生自主选择权，让学生能够灵活地处理实验材料，这样的自然课堂不会只呈现一种实验现象，会有不同的实验设计、实验方案，也可能又意想不到的实验结果。如本人执教《地震》一课，学生在了解了板块运动的诸多形式后进行模拟实验，模拟不同种板块运动的方式。就尊重学生对于实验材料的选择，并且让他说明选择这种材料的原因。在材料的选择的同时学生已经在思考设计模拟实验环节了。这样的实验就给学生带来思考，如何选择合适的材料来改进实验的效果，改变了材料是否需要改变实验的设计，这一系列的问题无形之中也就促进了学生实验设计能力的养成。

【作者单位：上海市嘉定区安亭小学 上海】

作者：陈豪

中学生实验设计论文 篇2：

中学生实验设计能力的培养

实验设计是做好实验的第一步。实验设计技能是实验性科学研究者的必备素质。在中学生物学实验教学中，培养学生的实验设计能力，对加强实验预见性、减少实验失误、培养实验能力以及创造性思维都有很大的作用，也是提高實验教学质量的有效途径。本文就笔者多年实验教学中的一些做法谈点浅见。

一、指导学生撰写实验设计方案

一份目的明确、取材合理、步骤正确、条理清晰、准确度高的实验设计方案能使实验有条不紊、省时间且成功率高。一般来说，一份完整的实验设计方案，包括实验序号、实验名称、实验目的、实验原理、实验器材和用具、实验方法和步骤、实验结果记录和分析等七项内容。其中第六项可采用流程式，第七项可采用图表式书写。实验设计综合程度大，学生每做一个实验之前，我都要求他们认真撰写一份实验设计方案，交老师精心批改，然后按方案操作，如实填写实验结果记录并加以分析。这样既减少了实验误差，又增强了实验指导的针对性。

二、指导学生从设计中预见结果

培养学生的预见能力，能提高实验成功率。实验设计中，只要有偏差疏漏，按设计方案实验时，就不能得出正确的结果。若能在设计时，加强预见指导，启发学生假如按这一方案操作会出现什么结果，就能发现偏差和疏漏，把实验失误减小到最低程度。有些实验连贯性强，前后顺序不能颠倒，药品剂量有严格限制，否则会造成仪器损坏，实验失败或人身伤害。通过实验设计进行结果预见，发现偏差疏漏，可以避免损失，少走弯路，也有利于培养学生严谨认真的实验态度。

三、指导学生对设计进行验证，提高设计的准确性

实验设计具有超前性，因此能保证实验成功。中学阶段加强这一训练，日后进行大型生物学实验，就可避免差错和损失。有些实验设计，仅凭预见结果，学生还很模糊，难以发现偏差疏漏。若让学生按实验设计方案操作一遍，加以验证，学生便易发现设计中的不足，理解透彻，印象深刻，这在初学者中尤为突出。如初一学生观察草履虫实验，不管是设计中，还是操作中都易忘记放障碍物。我在批阅实验设计方案时，发现这一疏漏，便让其照自己的方案做一遍，结果草履虫游动不止，看不清结构。于是修改方案，加上障碍物，我启发他们只要能减缓草履虫运动而且能看清，不管什么障碍物都可，于是有添加棉花纤维的，有加鸡蛋清的，还有滴透明胶水的，结果都一样成功。

四、指导学生进行创造性设计，培养学生的创造能力

创造性设计是科学研究的基础，是科学发现的先声。我在指导学生设计实验方案时，既严格要求，又大胆放手，鼓励其有理有据地进行大胆的创造性设计，对学生设计中闪现的创造性火花，我都极为珍惜，并鼓励其照此实验，看会得出什么结果。一位学生设计步骤用一只青蛙成功地做了七个实验：观察外形、脊蛙反射、解剖青蛙、观察心脏自动节律性搏动、制作骨神经腓肠肌标本和肌肉收缩实验。这充分显示了这位学生的创造性组合潜能。

总之，在平时实验教学中，教师有意识地在可能的条件下，训练学生学会实验设计，不仅能帮助学生学好生物，还能帮助他们学好一切自然科学知识。

（作者单位 江苏省张家港市第七中学）

作者：宋菊华

中学生实验设计论文 篇3：

科学探究过程中学生实验设计能力的培养

从目前小学科学实验教学的情况来看，在学生进行科学探究的过程中，很多教学都涉及实验设计能力的培养。而现在的实验教学情况很不乐观，实验教学效果很不理想，大多数情况都是学生按照教师或教材上预先设计好的步骤机械地操作，刻板地记录数据，然后拼凑实验报告，以完成实验教学的任务。这种做法对培养学生的实验能力毫无益处，不利于学生创新思维的发展。从实际教学情况来看，不但不会降低教学难度，而且不会节省教学时间。学生在似懂非懂的情况下依据别人的实验设计，花费的时间和精力似乎不少于学生自行设计实验的时间和精力。因此，培养学生的实验设计能力不仅完全有必要，而且是提高教学质量、锻炼学生动脑动手能力的根本途径。我们根据学生情况，并参照心理学、教育学的一些理论知识，制订了以下方案，并且已经运用于实践，取得显著成效。

一、根据不同实验类型确定设计环节

小学科学实验总共可分为：探索性实验、验证性实验和测定性实验，不同类型的实验都有其特定的实验设计思路，并不是千篇一律的。探索性实验的设计思路是：为考查学生所研究的科学中，涉及的几个物理量之间的关系，让学生通过一些开放性的实验，想方设法测出这几个物理量的几组数值，通过分析总结，最后归纳出这些物理量之间的函数关系。验证性实验的设计思路是：任何科学规律都包含两部分，即条件和结论，在满足定律所规定的条件下，进行实验设计(在实验中重复定律所描述的科学过程)，测出几组描述该科学过程的物理量的值，如果他们的函数关系与定律相吻合，则定律得以验证。对测定性实验来说，其思路是：通过测量与待测量的有关几个物理量，这些物理量有些可以直接测得，有些需要通过一些实验得出，然后找出待测量与这些已经测得的物理量之间的关系，再由这个关系求出待测量。

在测定一杯水能溶解多少克盐的实验中，通常的实验步骤是：1．量出100毫升自来水待用；2．称出若干份食盐，每份2克；3．将食盐逐份加入水中，边加边搅拌，直至不能溶解；4．记录所加盐的重量。其实，在实验过程中，学生根据多种实验方法设计出不同的环节。有的学生先称出一小袋食盐的重量，然后往水中慢慢加入食盐，直至不能溶解，再称出剩下的食盐的重量，两者之差便是所溶解的食盐量。学生通过不同的实验方法得出不同的实验结果，通过分析得出更加科学的实验方法。

二、确定实验设计能力构成要素，弄清它们的关系

一般来讲，实验设计能力包括：判断能力、时空想象力和数学计算能力，这三种能力与实验设计环节中的确定谱联的能力、创设科学图景的能力和量值估算能力相对应。这三种能力是构成实验设计能力的三要素，三者相互关联，彼此依存，构成一个有机的统一体——实验设计能力。弄清这三个要素及它们之间的关系之后，就可以制订并实施设计方案。在探究磁铁什么地方磁力最大的时候，学生可以通过从磁铁的不同位置拿开小钢珠所要的力的大小，在感性上对磁铁的磁力有大致的了解，或者在磁铁的不同部位悬挂回形针，根据最大限度能悬挂的回形针的数量来达到对磁铁磁力的整体认识。

三、根据三种要素的特点，进行反复训练

所谓训练，是指有目的、有计划地采取适当的方法和手段，通过不断地重复，试图改进某种动作行为或智力活动方式，逐步达到理想的标准。因此，练习不能机械、单纯的重复，这对技能的形成没有好处。但是，如果动作方式在没有任何改善的情况下，盲目地重复练习往往会把现在的动作方式固定下来，以后需要改进的时候就比较困难。就好比一个人写字，如果没有按照一定的要求，有计划有目的地练字，只是机械重复写字动作，那么他的字永远都是老样子，很难有所提高。苏联教育家赞可夫十分重视练习在学习中的作用，但他反对盲目单调的重复。因此，练习不仅要重复，还要不断改进。在做《空气的热胀冷缩》实验时，可以让学生通过不断改变烧杯中水的温度，使气球内空气的温度也随之变化，反复观察气球的膨胀与收缩现象，强化学生对操作步骤的掌握，加深对空气热胀冷缩的理解。

四、综合训练，增强实验设计能力

学生在形成各要素的技能之后，就可以通过综合训练来培养实验设计能力。可以采取以下做法：学生按照教材中的思路完成实验设计以后，教师可以要求学生进行再设计，根据自己的思路完成实验。之后，再让学生练习设计与本实验类型相同的一些实验，强化学生的设计思路和实验器材的使用。在条件允许的情况下，让学生之间的设计方案加以比较，寻找别人的优点，认识自己的不足，达到共同进步的目的。

结语：在科学探究过程中，必须通过这些途径：确定实验类型—设计环节—分化练习—综合训练，最终加强学生实验设计的能力。

作者：蒋建刚