实验设计方法范文1

关键词：探究性实验;趣味性;实施方法

探究性实验，首先重视探究二字，其次在兴趣二字。在我们的众多实验方法中我最看重，也最喜欢的就是探究性实验，因为它在开发学生智力、培养学生动手能力、巩固所学知识以及科学方法论的建立方面都具有不可磨灭的作用。对于学生来说，亲自动手进行实验是个想想就让他们兴奋的事情。在多年的实验教学中，我不断总结开拓，对探究性实验有了深刻的认识，现就它的设计环节和实施办法略述一二。

一、化学探究性实验的设计环节

初中化学探究性实验的实施过程主要包括以下几个步骤：首先是发现问题，然后提出猜想和假设，之后设计实验方案并且进行实验，最后直到得出结论。

1.发现问题

教师应适当引导学生对某个现象或者物质进行分析，从中发掘出学生感兴趣的问题，进而引导提出问题，这既是探究的基础，又是探究的核心。在实验中，我们针对学生知识缺乏、思路不够开阔的特点，尽量设计一些浅显的问题，但设计的问题一定要具有一定的思考价值，不能太简单，也不能太难，一定要适合学生的学习发展水平。

例如：钢铁生锈这个现象在我们的日常生活中随处可见，那到底是什么地方的钢铁容易生锈，什么环境的生锈严重呢？到底铁生锈的条件是什么？对于这个问题，我们应该尽可能深入剖析，进而进行实验设计。

2.提出猜想

学生根据观察的实验现象，并且在已有化学知识基础上，对出现的现象原因大胆地进行想象和推测，发表自己的见解。对所提出的可能性答案，做出猜想与假设。在这一过程中教师不要制约学生，而是要引导学生大胆地进行猜测，进行想象。鼓励学生不要怕错，关键是敢不敢想，因为一切皆有可能。

3.设计实验方案

问题摆在面前，我们也猜想和假设出各种可能性，那么如何进行证明呢？这就要我们设计出具体的实验步骤，也就是实验方案。

4.实验

通过上述设计，进行分组实验，让学生实际动手进行操作，亲自感受实验的乐趣。动手实验其实才是学生的最爱，对于爱动手的学生来说亲自进行实验，那无疑在实验验证方面锦上添花。

5.分析结论

一切都已完成，那么你看到了什么？有什么新的发现？在这一过程中你的感受感觉是什么？对这一切我们都要最后进行总结，去验证我们之前的猜想，为假设彻底揭开神秘面纱。

前面所提及的几个环节只是我们常见的几个研究思路，而不是固定的规范或模板，我们完全可以在实际操作中进行缩减与扩展。

二、具体方法

1.教师示范，学生观察

这种方式类似于演示实验，但又不是纯粹的演示实验，我们可以设计让学生自由发挥，而教师负责操作的环节。因为有些实验可能操作起来比较繁琐，并且具有一定的危险性，对刚接触化学实验的初三学生来说，有一定的实施难度。所以教师要进行演示，要随时引导学生进行正确的观察。在教学过程中，教师可以引导学生得出大概的思考方向，让学生自由发挥，对自己的想法进行验证，这样就能更好地掌握所学知识，培养深度思维能力。

2.师生共同完成

对于某些不容易进行的操作可由教师亲自完成，可对一些简单的环节，就可以找一些具有代表性的学生来帮助大家完成。动手为实，这样才可以让大家心服口服。另外，学生也可以提出自己的不同实验方式，教师在原来的基础上借用学生方法来完成实验，双方搭配也更有说服力，更有趣味性。

3.独立自主实验

所有方式中应该说独立自主地让学生完成实验是最好的方式，他们在亲自动手实验的过程中，一方面可以巩固已经学过的基本知识，另一方面可以锻炼自己的动手能力。同时在实验中，因为学生亲自演示，他们能够更好地体会实验的每一个环节，不再是纸上谈兵，人云亦云。因为我们现在的课堂更多地还是灌输式教学，好多知识是强加给学生的，通过亲自动手实验才能够让学生真的感觉这一切不是虚幻，不是教师怎么说就怎么记，而这就是严谨的科学。

总之，在所有实验中，我认为探究性实验最美，不枯燥、不僵化，又不是那么高不可攀。探究性实验就像是人人皆可参与的大众广场舞，我们喜爱，而且我们会跳，跳了之后还对自身有莫大的好处。因此我们要在教学中不遗余力地落实探究性实验教学，不断开拓寻找更适合学生的方式方法，发挥探究性实验的重要作用。

参考文献：

[1]曹宝.化学探究实验的设计策略[J].学生之友，2009（1）.

实验设计方法范文2

【关键词】中学化学 实验设计 整合法 缺陷改进法 反向思维法

传统中学化学实验大多以验证性为主，因此招致不少批评，许多人主张应将验证性实验改为探索性或研究性实验。其实，验证性实验和探索性、研究性实验各有不可替代的作用，关键是如何有效地发挥它们的功效，因为不管哪种形式的实验都有创新的设计。中学化学实验设计的常用方法有三种。

一、缺陷改进法

缺陷改进法指发现现有实验的缺陷，进行改革或革新的方法。改进首先是发现问题，而创新就是要解决现有的问题，每发现一个缺陷，提出一个问题，也就是找到了一个创新的课题。如：空气中氧气含量的实验测定。

如图1所示，利用红磷燃烧消耗空气中的氧气（4P+5O2 2P2O5），从而使容器内形成压力差，打开止水夹后，水进入容器内。进入容器中的水的体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。

该实验在设计原理上就存在不合理之处。反应物浓度越小，反应的速率越慢。燃烧进行时，集气瓶中氧气的浓度越来越小，到一定的限度（此时还残留一定量的氧气）时，燃烧就会停止。这也是有些物质不能在空气中燃烧，但能在氧气中燃烧的原因。因此，从这个意义上说，利用燃烧试图除尽空气中的氧气，是难以达到目的的。维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高，因此就更无法除尽氧气了。另外，该实验装置可能发生气体泄漏的地方也较多，加之将燃烧着的红磷伸入集气瓶中时会加热内部的空气，使之外逸，这些都会导致实验现象达不到预期的效果。

要做好该实验，关键要注意以下几点：（1）用更易燃烧的可燃物代替红磷（如白磷）；（2）装置的气密性要好；（3）燃烧匙伸入集气瓶中的速度要快，并塞紧塞子（最好没有这一步骤）。

基于以上分析与思考，可将原实验进行如下改进设计：

（1）用凸透镜将太阳光聚焦到白磷，使白磷燃烧。此法可以防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。如图2。

（2）用水浴加热的办法使白磷燃烧，也可以防止燃烧匙伸入集气瓶内气体的散逸。白磷的着火点仅为40°C，水温稍高，足以使白磷着火燃烧。如图3。做此实验时，盛白磷的广口瓶不能直接放入沸水中，以免广口瓶因骤热而爆裂。可先用温水淋浴后，再将热水注入外面的大烧杯中。

（3）用钟罩代替集气瓶进行实验，如图4所示。钟罩下方敞口，气体受热膨胀时，可将水压出一部分从而产生减压作用。用此法可减少气体泄漏的可能，准确性比原实验方案高。

（4）在一端封闭的粗玻璃管内放一小粒白磷，用胶塞塞住，并将其推入到玻璃管中部，记下位置。用酒精灯微微加热白磷，使之燃烧，可观察到白磷燃烧有大量白烟生成，胶塞被推向外侧（右侧）。待装置冷却，胶塞逐渐向内侧（左侧）移动，根据胶塞停止时的位置，确定空气中氧气的体积。如图5。

对化学实验进行观察、研究、分析，发现其缺陷，并在此基础上探索改进，就可以对化学实验进行创新。缺陷改进法创新化学实验的一般步骤为：（1）选定化学实验；（2）找出实验的缺陷；（3）针对缺陷研究改进方案。

二、整合法

整合法是将一些相关的化学实验按某些内在联系或特征进行新的整合，设计新的实验方案的实验创新方法。爱因斯坦曾说过，为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。同样，将已有的化学实验按一些共同特征或功能进行合理整合，使其具有某种新的功能也是对原有化学实验的一种创新。

例如验证“二氧化碳与水的反应”的化学性质，一般教材上都是将二氧化碳气体通入到滴加了紫色石蕊试液的蒸馏水的试管里，振荡，观察到紫色石蕊试液变成红色的现象。同时作出判断，二氧化碳与水发生了反应，反应后生成了一种酸。这对于学习化学不久的初三学生来说，会存在很大的困惑：首先是第一次接触到酸碱指示剂，对酸能使紫色石蕊变红色的事实不知道；其次，干燥的二氧化碳能不能使石蕊也变成红色呢？为了能更好地解释清楚这些问题，可以将这个实验设计成如下图所示方案：

用吸水性较好且有一定强度的纸折四朵小花，将其完全浸入石蕊试液中，取出晾干后，再浸入石蕊试液中，取出晾干。直到纸花变成明显的紫色为止。

向第一朵小花上喷稀醋酸（或稀盐酸等），纸花变红色，说明石蕊试液遇酸变红色；

向第二朵小花喷水，纸花不变色，说明水不能使石蕊变红色；

将第三朵纸花放入集满二氧化碳的集气瓶中，纸花也不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变色；

第四朵纸花先喷水湿润，再放入集满二氧化碳的集气瓶中，纸花变红色，说明此时有酸存在，是二氧化碳与水反应的产物碳酸。

取出第一朵和第四朵变色的纸花，分别放在酒精灯火焰上加热。第一朵纸花不变色，第四朵纸花变紫色。由此说明碳酸不稳定，遇热分解。

这个实验设计将酸使酸碱指示剂（石蕊）变色实验、二氧化碳与水反应生成酸、碳酸不稳定等实验巧妙地整合在一起。装置简单、操作简便、无污染、实验现象明显、趣味性浓，学生容易接受。

运用整合法创新化学实验时应注意：（1）整合实验应是在对原先实验进行变形的基础上再将它们进行有机融合，并不是简单地拼凑在一起；（2）整合后的实验应易于操作，仪器装置应简明；（3）要有新的实验效果。

三、反向思维法

对于某一化学实验，其仪器装置都有特定的要求和用途，但并非绝对不可改变。同样，完成某一实验也绝非只能用某一种仪器装置。进行化学实验设计，涉及仪器装置应遵循“一装（置）多用”或“一用多装（置）”的原则，做到“变式思考”，达到科学合理、简单易行、便于操作。反向思维法是沿着事物的相反方向，用反方向探求的思维方式对现有的实验设计进行思考，从而提出新的实验设计的一种实验创新方法。如从实验的相反功能或性质，去设想和寻求解决问题的新途径，从而获得新的实验设计。例如在演示完用碳棒（惰性电极）电解CuCl2溶液的实验后，引导学生弄清电解原理后，将原实验阴阳两根电极（此时阴极碳棒上已附着红色的铜）调换再进行电解，可观察到一段时间后已改成阳极的碳棒上附着的铜消失了。显然，将阴阳两极调换后，可以为非惰性电极作阳极时的电解原理的学习打下基础。又如，课本中制备溴苯的实验中是将溴和苯先加入烧瓶，然后向烧瓶中再加入铁粉（即溴和苯静、铁粉动），由于反应物已全部加入烧瓶，加入催化剂后，反应剧烈无法控制，导制溴挥发并从导管溢出而达不到预期目的。基于这个考虑，可将实验操作改为：先将铁粉加入烧瓶，将溴和苯的混合液加入分液漏斗，通过分液漏斗的活塞来控制滴加液体的速度，从而克服原实验的不足。

实验设计方法范文3

C语言程序设计课程是高等院校计算机专业大学生接触的第一门专业基础课，也是非计算机专业大学生的一门公共基础课，是高等院校的重点课程之一，很多课程，如计算机软件技术基础、数据结构、操作系统等都以该课程为先修课。这门课程的教学目标是使学生比较全面系统地理解和掌握程序设计的基本概念和方法，具备熟练地运用C语言进行结构化程序设计的能力。学生一旦掌握了C语言，就可以较为轻松地学习其他任何一种程序设计语言。通过本课程的学习，培养学生的逻辑思维、计算思维以及利用计算机解决问题的能力[1，2]，引导学生主动将所学计算机知识应用到其他基础课和专业课中。很多大学生带着极大的兴趣学习这门课程，希望通过本课程的学习提高自己的计算机编程水平。

2 实验教学存在的问题

C语言程序设计是一门实践性很强的课程，实验教学是该课程不可或缺并极其重要的组成部分，是理论联系实际的桥梁与纽带。通过实验教学，可以增加学生的感性认识，增强认知能力，训练动手实践能力，培养科学态度，加深和巩固对理论知识的理解，从而达到提高学生观察问题、分析问题和解决问题能力的目的。但是，多年来在C语言程序设计课程的教学中存在以下问题：

2.1 轻视实验教学环节

在高校中，本课程教学学时总数一般为48学时。在学时分配上，一些教师将理论授课安排为32学时，上机实验课只安排16学时。这样的学时安排体现出教师对本课程实验教学环节的轻视。教师对实验教学的态度，必然会影响到学生对实验教学的重视程度，造成学生普遍存在重理论、轻实践的错误认识，最终培养出很多考试分数很高，但动手编程能力却很差的高分低能学生。

2.2 轻视实验教学内容与方法

由于C语言程序设计课程涉及许多概念，规则也繁多，一些教师在32学时的理论授课中，多注重和强调对理论知识和琐碎语法规则及书写格式的讲解，举例也多停留在对各种语法规则及书写格式的验证上，教学内容没有明确的主线，不分主次，不管难易，眉毛胡子一把抓；在教学方法上，一味灌输学生大量琐碎而又枯燥无味的C语言条条框框，没有以学生为中心，理论脱离实践。这样的教学内容和教学方式只能打击学生对本课程的学习兴趣，学生对所学知识掌握不深不透且容易遗忘。而在16学时的实验课上，一些教师没有明确的实验教学目标及内容，不做备课准备或准备不充分，不研究改进实验教学方法，只是让学生自己完成实验作业，教师只是简单地帮助学生解决在完成实验作业中遇到的各种具体问题，教师的引导作用没有很好地发挥。一些任课教师只让助教在实验课上做辅导，自己却不参与实验教学，这样就更谈不上实验教学内容的更新和教学方法的改进了。

2.3 轻视实验作业设计与批改

一些教师对所布置的实验作业的选题重视不够，没有精心挑选和设计实验题目。在给学生留实验作业时，不能做到难易搭配，由易到难，题量多少也不统一。实验作业留的偏易，没有挑战性，学生很快完成，激不起学生进一步学习和探索的兴趣，容易轻视所学知识，不能加深对所学知识的理解和记忆；实验作业留的偏难，挑战性太大，学生无法完成，没有成就感，会打击学生的学习积极性，容易出现抄袭作业现象，也无法达到实验教学目的。实验作业题量太少，知识点涵盖不全，学生训练强度不够，知识掌握得不牢靠不全面；实验作业题量太多，学生负担过重，无法按时完成，抄袭或不交作业现象增加，也达不到应有的教学效果。另外，一些任课教师让助教批改学生的作业，无法及时了解学生的作业情况及对所学知识的掌握程度，无法很好地在课堂上有的放矢地为学生答疑解惑。

2.4 轻视实验教学安排与管理

一些教师轻视实验教学安排与管理的设计，在上实验课时才把本次课的实验作业布置给学生，或是虽然课前布置了实验作业，但并不关心学生上实验课前是否完成。很多学生有惰性，到上实验课时才现看题目、现翻教材、现编程序[3]。由于课前没有准备或准备不充分，实验课结束时，学生只能完成本次实验作业的一部分，未完成的部分只能由学生在课余时间完成。如果遇到无法解决的问题，学生可能走“捷径”，抄袭别人的作业，或干脆将“带病”的作业一交了之。另外，上实验课时，一些教师管理松散，对学生放任自流、不闻不问，经常出现学生迟到、早退、旷课、玩游戏等现象。

2.5 轻视实验考核与评价

一些教师在本课程结课时采用闭卷笔试考试的方式[4，5]，考试题型包含选择、填空、读程序写结果、编程等，使学生的学习停留在“纸上谈兵”阶段，并且卷面考试分数占期末总评成绩的80%，平时上课、上机、交实验作业等多方表现只占到期末总评成绩的20%。这样的课程考核评价体系忽视了对学生上机实践动手编程能力的考核，缺少对学生上机编程及调试重要环节的检查，给学生造成本课程实验环节不重要的误导，学生最终的期末总评成绩没有很好地反映学生的真正编程能力和调试水平，学生对期末总评成绩有一种不公平、不公正的感觉。

3 实验教学改革

多年来，C语言程序设计课程建设中存在的这些问题，使得学生在学习过程中“只见树木，不见森林”，只知其一，不知其二，只为完成实验作业而完成实验作业，达不到灵活运用所学知识并将其融会贯通的学习效果，往往遇到问题不知所措、无从下手，不会通过调试程序发现和解决问题，学习初期本来高涨的学习兴趣在学习过程中减退或消失。在学完本课程后，只能编一些解决简单问题并偏重验证性的小程序，无法跨越通过编程解决复杂实际问题的鸿沟，更达不到将本课程所学知识与自己所学专业知识有机结合的目标，所以必须对症下药，对当前的C语言程序设计课程进行实验教学改革。

3.1 精简优化理论授课内容，扩大实验教学学时，提高学生的动手实践能力

在总学时不变的情况下，采用将理论授课压缩到24学时，实验教学增加到24学时的分配方案。压缩理论授课学时后，在理论授课中，不再采用面面俱到的讲授方式，而是分清主次、精细挑选章节的重点和难点，通过精心设计的案例教学方式进行突出讲解[6]，章节中容易理解的知识让学生在课余时间自学。教师不再把精力集中到C语言的语法特点和规则限制讲解上，而是放到如何用C语 言编程解决实际问题的思路引导和重点知识运用上。通过增加实验教学学时，让学生有更多的时间走入实验室，在编程实战中完成感性认识与理性认识的结合，进一步理解和应用教师所讲的重点和难点以及自学的知识，在实践磨炼中使学生加深对所学知识的认识和掌握并逐渐成长壮大。

3.2 精心设计实验题目，适时布置实验作业，亲自批改学生作业

教师根据教学进度中理论授课的重点及难点，同时考虑培养学生创新能力的目标，开展与其配套的实验作业设计，每次实验作业类型应多种多样，有易有难，先易后难。有经典型实验作业，如华氏温度与摄氏温度的转换、判断素数、求和及阶乘、求最大公约数、求最小公倍数、冒泡排序与选择排序、字符串逆序输出、判断回文等题目[7，8]；也有趣味实验作业，如兔子产子、猴子吃桃、谁在说谎、人机猜数、百钱百鸡、换分币等题目[9]，以此激发学生的学习兴趣，并加强学生创新思维和计算思维能力的训练和培养[10]。每次实验作业题量要适中，一般三四个题目，另外再留一两个附加题，附加题供完成作业后还有余力的学生练习。另外，在本课程第一次上课时，也要给学生留一个设计型综合实验作业，如学生信息管理系统、图书信息管理系统、职工信息管理系统等，学生可以任选其一，本实验作业要求学生在学完本课程所有教学内容后完成，但在学习期间可分阶段、分步骤去做，鼓励学生在完成综合实验作业过程中进行交流和创新设计，以此重点培养学生解决问题的综合能力，让学生在沟通中学习，在协作中进步，在自主中创新。

为便于学生对本课程所学知识的消化吸收，教学一般采用理论授课和上机实验循环交叉的方式进行，上一次理论课，随后安排一次上机实验课。在上理论课前，教师通过本课程的教学网站布置与本次理论课对应的实验作业，让学生在课余时间根据教师上课时所讲内容和课余自学内容做教师布置的实验作业，程序源代码和调试所需的必要数据要求学生输入到计算机中并通过教学网站提交。教师在上实验课前，可通过教学网站检查，学生提交作业的情况。一方面，通过检查，教师基本了解学生的作业进度、做作业中存在的主要问题等情况，可有针对性地开展实验教学；另一方面，督促学生在上实验课前做作业，避免上机时出现学生现看题目、现编程的现象，使学生对每次实验作业的题目做到心中有数，也便于学生在上实验课时有所侧重地去听教师讲解，解决自己在做作业中遇到的问题。每次实验课结束后，学生再次通过教学网站提交完成的实验作业。学生的实验作业以教师亲自批改为主，助教批改为辅，并由教师对绝大多数学生在做实验作业中出现的共性错误、遇到的共同问题在课堂上进行点评和讲解，以利于学生及时走出误区、改正错误。教师应严把实验作业批改关，可采用教学网站所提供的程序相似性检测功能对学生提交的作业进行检查，发现雷同作业绝不姑息，相关学生本次作业的成绩记为0分，以此杜绝学生抄袭实验作业的现象。

3.3 精炼实验教学内容，改进实验教学方法，加强实验教学管理

上实验课前，教师根据学生提交实验作业的情况，对实验教学内容精心提炼，认真备课，每次实验课开始，用10～15分钟简明扼要地讲解本次实验课作业的实验要求、实验内容、实验难点和重点以及解题思路，尽量留出较多的时间让学生上机实践。在指导实验过程中，教师要以引导为主，传授为辅，主要通过启发等方式引导学生自己解决遇到的问题，让学生自己多动手、多调试。在实验过程中，学生不可避免地会犯各种错误，甚至会面对失败，但失败的教训也是学生积累经验的过程，这样可以让学生充分地感受到自己发现问题、独立解决问题的乐趣，体验一次又一次迈向成功的喜悦，激发他们的学习兴趣，提高他们分析和解决问题的综合能力，培养学生的创新素质。每次实验课结束前，教师要用10～15分钟对本次实验课中学生遇到的共性问题进行总结、分析和讲解。另外，为加强实验教学管理，采用由助教负责上实验课前的学生签到工作，对学生上课出勤情况进行严格监督，并且教师和助教在实验课辅导过程中注意学生的行为表现，从严管理，监督学生按时上下课，课上集中精力去完成教师布置的实验作业，尽量保证绝大多数学生能在实验课上完成教师布置的作业。对少数不能按时完成作业的学生，由教师或助教另行安排时间课外辅导或答疑。

3.4 大力改革考试方式，注重实践动手能力考核，综合测评学生素质

实行开卷机试考核方式，以程序填空、程序改错、编程题等题型为主，试题灵活，减少仅涉及单一基本知识的简单题目，增加综合运用所学基础知识的题目，全面考核学生的综合素质和动手编程及调试能力。在重视上机考试的同时，也不能忽视对学生学习过程的评价。上机考试成绩占期末总评成绩的60%，实验作业、理论及实验课出勤及设计型综合实验作业等占期末总评成绩的40%，使期末总评成绩能更全面地体现每个学生的真正水平和创新能力。

4 结束语

传统的教学方法只注重知识的传授，忽视了实验教学环节及学生创新能力培养和潜能的开发。科学理论、创新思维来自于实践，又服务于实践。只有打破传统教学方式的束缚，不断开展教学改革与实践的探索，才能激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识，调动学生的学习积极性，提高学生分析问题、解决问题的能力，不断提高教学质量。

参考文献

[1] 黄婷.浅谈《C语言程序设计》实践教学[J].北京电力高等专科学校学报：社会科学版，2010，27（10）：434-435.

[2] 卢玲，刘恒洋.以计算思维为导引的程序设计实验教学模式研究[J].福建电脑，2012，28（5）：164-166.

[3] 沈建英.计算机程序设计实验教学改革探索[J].实验技术与管理，2003，20（4）：105-107.

[4] 袁志民，赵宝琴.程序设计实验教学模式改革初探[J].实验室科学，2005，2：49-50.

[5] 郝惠馨，李秀坤，夏清泉.C语言程序设计实验教学探索[J].计算机教育，2010，17：82-84.

[6] 陈婷.C语言程序设计实验教学改革探究[J].实验技术与管理，2010，27（10）：182-184.

[7] 何钦铭，颜晖.C语言程序设计[M].北京：高等教育出版社，2008.

[8] 颜晖，张泳，吴明晖.C语言程序设计实验指导[M].北京：高等教育出版社，2008.

实验设计方法范文4

关键词：教学方法设计；土壤速效磷测定；理论素养；实践能力

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0262-03

一、前言

土壤农化分析课是农业资源与环境专业的一门重要的专业课程，内容包括土壤理化性质分析、肥料分析、植物分析及农产品品质分析，具有较强的理论性、技术性和实践性。土壤农化分析是目前多数高校土壤学、植物营养学等专业硕士研究生入学必考科目，同时农业资源与环境专业的学生掌握了这门课程使得他们在就业时较其他农学类专业学生具有很大的优势。由此师生共同认识到了土壤农化分析这门课程的作用和地位，大多数学生渴望学好这门课程，教师也希望满足学生的要求，思考教学改革，不仅仅将知识传授给学生，更愿意通过这门课程将先进的测试技术和手段、科学的思维方法传授给学生，提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生的专业理论素养和实践能力。

青岛农业大学2002年首次迎来了资源与环境专业学生，2004年开始开设72学时的土壤农化分析专业课，一学期内完成。后因专业发展和社会人才需求，不断调整改革，目前将土壤农化分析拆分为土壤化学分析和农化分析两门课程，均为48学时，包括10学时理论和38学时实验课，总计96学时分两学期完成。

2012年11月5日，山东省教育厅、财政厅公布了山东省名校工程首批立项建设单位名单，青岛农业大学被评为山东省应用型特色名校立项建设单位。学校为了贯彻落实国家和山东省教育改革和发展有关要求，以山东省应用型人才培养特色名校建设为统领，大力加强人才培养模式改革，课程体系、教学内容和教学方法改革，实践教学与创新创业教育改革，考核评价方式改革，全面提升专业教育水平，打造高水平的人才培养平台。值此应用型特色名校建设之际，我们对土壤农化分析实验课程在教学模式方法上也进行了改革和实践，本文以土壤速效磷测定为例加以介绍。

二、教学方法设计

教学方法设计的宗旨在于如何使学生更好地获得知识，提高分析测试技能，在基本理论学习和实验过程中锻炼学生科学思维的能力，保证学生具有独立承担实验分析的能力，为学生今后的发展打下坚实的基础。依据现代教育技术教学设计方法，教育目标分成知识、领会、应用、分析、综合和评价六级[1]，在每一级目标中部分应用构建主义理论，使教学设计和教学过程能够符合学生认知规律，实现以学生为主体自主学习，教师为指导者和组织者的构建知识过程[2、3]。如表1教学方法设计分为五个环节，环环相扣，在学生短时记忆消失之前，再一次给予刺激加强印象，把所传授的知识变成学生的长久记忆，也就实现了教师传授知识的使命而完成了教育目标，并且也完成了学生构建知识的任务。所以，构建主义模式应用于教育目标的实现是与认知规律相符和统一的。

三、具体实施过程

1.理论课堂。教学大纲土壤磷的测定理论课堂教学只有1学时，内容却较多，包括土壤全磷测定、土壤速效磷测定、土壤无机磷的形态分级测定和土壤有机磷的分离测定。为了提高授课效率，这一环节只好采用传统的教学模式，以传授知识为目标，学生在听课的过程中对知识加以接收和理解，由于时间所限教师需要对知识进行加工整理：前处理的方法作为一部分，待测液中磷的测定为第二部分，而不是照本宣科，这样学生在课下复习时将教师所讲授的内容与教科书的内容相比较，帮助学生对知识进行系统化的理解，为后期对相关知识的内化建构打下基础。土壤速效磷测定前处理方法也有多种，主要介绍几种化学测定法的基本原理、选择依据或适用范围、影响测定结果的因素等。为了弥补课堂学时限制，扩大学生知识视野，给学生布置作业，引导学生自主学习，达到对课堂知识进一步领会的教育目标。作业内容有：（1）预习实验课内容，即Olsen法测定土壤有效磷，要求学生提交实验流程书面作业，体现有教无类的教育理念，保证所有学生都能掌握有关土壤有效磷测定的基本知识和基本理论，监督学生自主学习，并为实验课堂节省教师授课时间；（2）提供需阅读的参考文献，目的是提高学生有关土壤有效磷测定的知识层面，为后期讨论提供素材，如周呜铮的土壤速效磷化学提取法的体系及其适用性、卜玉山的土壤生物有效磷测定方法的发展及其在美国的研究动态、吕家珑的土壤磷淋溶状况及其Olsen磷“突变点”研究等，对于参考文献的阅读要求较为宽松，以体现因材施教的教育理念。

2.实验课堂。构建主义教学模式特别注重情境教学。实验课堂恰好就是利用真实情境以学生为主体，教师为指导者和组织者的构建知识体系的最好过程。因为有了理论课堂的讲解和学生的提前预习，在实验课堂教师主要是补充讲解一些基本原理、操作要点、技术关键和实验过程中的注意事项，并提问学生Olsen-P测定的过程，了解预习情况，然后学生开始动手做实验。我们采取位置固定单人单组的模式以便考查学生的基本技能，供试土壤样品一般每个学生两个，一个是实验室教师所提供的有编号的盲样，另一个是学生自带的家乡土壤样品。盲样的目的在于考查学生实验结果的准确性，作为成绩评定的一个组成部分，学生自然而然会认真对待实验过程的各个步骤和环节。分析测试自带家乡土壤样品的目的，是使学生在学习分析测试技能的同时了解家乡土壤的肥力状况，是最好的理论联系实践的机会，有利于调动学生动手实践的学习热情和积极性，对于知识构建具有能动作用。

Olsen-P测定在振荡和显色过程各有30分钟的等待时间。一般在振荡等待时间，教师组织学生对前一次实验结果进行归纳总结，并组织学生讨论实验中出现的问题或现象。在显色等待时间安排学生配制下一个实验所需试剂，提示学生注意试剂的规格和数量，在配制试剂的过程中同时要求学生预习下一个实验内容。这样，在一次实验课堂上就包括了复习、学习、预习三个环节，对学生的感官起到了多次刺激，促使学生知识构建得以完善。实验课堂不仅需要学生掌握基本知识和基本原理，更重要的是要掌握分析测试技能，技术上要过硬。因此，在实验课堂上教师必须严格要求学生规范操作，注意观察，及时发现操作上的问题予以纠正，实验结束时要求学生提交原始数据记录，培养学生严谨认真的科学态度和工作作风。

3.开放实验室。目前，我们实验室还没有做到面向所有学生的全面开放，只有少部分学生会走进开放实验室。其中一部分主要是参与教师的实验准备过程，一部分学生根据理论课堂的知识以及实验过程中存在的问题，或者想要获得更加准确的测试数据，利用课余时间走进实验室自主完成实验，从而提高了实验技能的熟练程度，也符合因材施教的理念。对于带着问题进入开放实验室的学生收效最为显著。比如，理论课堂上讲过影响土壤速效磷测定的因素有：（1）提取剂的种类；（2）水土比例；（3）振荡时间；（4）温度的影响[4]。书中只介绍了影响因素，而没有详细说明对测定结果的影响是增加还是减少。所以学生就想弄清问题，于是自行设计实验，结果如图，发现不同的提取剂测定结果不同，Bray法提取能力大于Olsen法（图1）；随着液土比、振荡时间和提取温度的升高，土壤速效磷测定值也是增加的（图2），所以在测定土壤速效磷时一定要严格控制提取条件。此外，学生们发现自带土壤样品显色后颜色深浅不一，甚至稀释倍数也不同，所以学生们分别选用了三种种植模式的土壤进行实验，发现速效磷含量高低顺序依次为果园土壤>露地蔬菜>粮田，即使改变实验条件这一顺序依然不变。开放实验室活动并没有止于完成实验，而是指导参与的小组学生将上述实验结果整理出来，写成一份小的研究报告，并做出ppt片子，在讨论时展现给所有同学，即结果反馈。总之，在开放实验室学习过程中，需要小组学生相互协作、相互讨论，贯穿于从实验设计、实验实施至研究报告和ppt片制作的全过程，这期间学生们对理论课堂和实验课堂所学知识加以综合和再实践，自主创设情境产生冲突，预测结果、验证结果，从而在学生头脑中建构起清晰的立体知识网，形成长久记忆。

4.结果反馈，组织讨论。通过完成实验报告、反馈实验测试结果和组织讨论，学生对知识进行综合分析、理解加工、自我评价完善建构知识体系，实现本阶段的教育目标。书写实验报告是学生对知识理解加深印象的过程，也是构建知识体系的一个重要环节。提交实验报告作为学生学习成绩评定的一个组成部分和依据。结果反馈是双向的，学生通过学校开通的网络教学平台将土样信息如盲样编号、自带土壤采集点和栽培作物以及实验测试结果上传，教师再将结果比较归纳提炼后反馈给学生，并组织讨论。如根据实验课堂学生自带土壤样品测试结果发现不同种植体系下土壤速效磷含量差异较大，呈现出设施蔬菜地土壤>果园土壤、露地蔬菜土壤>大田作物>实习所采底层土壤（实验室提供盲样）的趋势。另一反馈就是参与开放实验室学生所做的土壤速效磷影响因素实验结果汇报。听取报告的学生表现出极大的兴趣和关注，汇报的学生则表现出非常的自信和有成就感。汇报学生的语言表述能力及逻辑思维能力均得到了锻炼。问题讨论主要是围绕两个方面进行，一个是有关Olsen-P拐点或突变点与农业面源污染问题，即能否将土壤速效磷的农学指标和环境指标相统一的问题，由此问题进一步扩展便是如何实现农业高产高效优质并兼顾环境保护生态安全及农业生产的可持续性。另一个讨论问题是，根据土壤速效磷含量在实践中如何开展农化服务。两个问题理论联系实际，这也恰好迎合了青岛农业大学应用型人才培养特色名校建设工程的要求。

四、成效

土壤速效磷实验教学方法设计应用构建主义教育理念对应理论课堂、实验课堂、实验室开放、结果反馈和讨论各环节，通过获得概念―情境加工整理内化―情境冲突―知识提升构建，实现教学目标。实际上各环节与理论―实践―再实践―归纳总结上升到理论相呼应和吻合，通过多次刺激不断加强短时记忆，使学生对知识的认识变成长久记忆，实现知识的内化和构建，符合学生认知规律，收到了良好的教学效果。通过这样的教学方法设计和实施，学生对土壤速效磷的知识有了较全面的了解，包括测试原理、测试方法、测试过程、影响因素、结果计算、结果应用等，从讨论和笔试情况可以知道学生对这部分知识掌握较好。

五、存在问题

1.实验课堂实行单人单组，有些实验仪器略显不足，好在资环学院实验教学中心积极配合，实验室之间仪器调配，从而改善了实验条件，如振荡机、分光光度计等从其他没有实验课的实验室调剂过来，可以基本满足教学要求。

2.实验室没有实现全面开放，只有少数学生能够走入开放实验室。但是通过科研训练和有科研项目的教师招募本科生做研究助理两个方面，也使一部分学生走入实验室，弥补了实验室开放的不足，但这两个途径没有在短时间内与所授实验课程内容紧密结合。但不管怎样，目的是一致的，即提高学生综合运用知识，增加动手分析测试机会，运用所学知识解决实际问题，综合素质得以增强。

3.理论课时少，理论知识讲授笼统而不够详细。实验课堂单人单组、开放实验室，消耗试剂较多。

4.由于扩招学生人数较多，成绩评定方面实验技能考核较为薄弱。目前成绩评定主要包括笔试、实验报告、考勤、进开放实验室情况及平时表现等。成绩考核还有待于进一步的改革，寻找可操作性的能够体现学生实验技能的有效方法。

参考文献：

[1]柳在鑫，王进戈.李建防.现代教育技术教学设计方法[J].高等教育研究，2006，22（1）：55-56.

[2]袁维新.建构主义理论运用于科学教学的15条原则[J].教育理论与实践，2004，l24（10）：57-62.

实验设计方法范文5

学生通过操作台登录系统及上传实验信息.计算机将以指示灯形式反馈实验数据的合理性(合格或不合格),最后再将学生的当堂成绩反馈给操作台:优秀、良好、中等、及格或不及格.各个操作台由不同的地址码相区别,控制中心采用EDA技术实现自动编解码.

2系统工作过程

实验课或操作考试一开始,指导老师启动系统开始计时.学生登录相应操作台,输入自己的学号,该操作台的具体状态便与这名学生建立了当堂的对应关系.在整个操作过程中如学生出现严重违规或破坏,指导教师可通过该操作台的“*”键将该生成绩设置为不及格,系统不再允许提交数据;学生做完实验项目后由键盘输入实验结果,并按下“#”键提交数据,由系统根据预存标准结果(或数据范围)做出数据合理或不合理的判断,再结合该生的操作时间及遵守纪律等因素计算其当次实验成绩并对应计入成绩管理系统,同时以指示灯形式反馈回操作台.成绩计算方法.课堂成绩综合预习、课堂纪律及当堂操作等因素评定每一个实验的成绩,最后再计算出平均课堂成绩;报告成绩根据学生每个实验的预习报告及实验报告的撰写情况评定每一个实验的成绩,最后再计算出平均报告成绩;操作考试在学期末组织进行,由学生随机抽取实验项目并按要求操作,并据此评定考试成绩.其中只有报告成绩由实验指导老师主观评,其余两项均由系统自动评定.

3成绩计算方法

3.1课堂成绩

按完成项目操作要求,实验数据合格,课堂无违规违纪现象,当堂成绩即为合格.否则成绩为不合格.其中合格成绩又根据到课时间及做实验的速度分为优秀、良好、中等和及格四个等级.表中每堂课开始的5min是预留给学生登录系统的,而学生迟到一定时间(表中设为20min)则不允许登录系统,此次即为缺课.该生应在以后补做这个实验项目.如果这次实验尚未结束,学生还可以再次提交成绩,计算方法同上,结果将覆盖前一次的成绩.

3.2操作考试成绩

操作考试成绩根据学生操作时间的相对长短、实验数据与参考值的吻合程度及操作规范性等因素进行综合评判.如在规定时间内能够完成操作要求,实验数据合理并无违规违纪现象,当场成绩即为合格.否则成绩为不合格.同样合格成绩也分为优秀、良好、中等和及格四个等级.这里教师在考试开始时打开(或复位)系统,学生入场并输入个人信息登陆系统,系统即将该生成绩预计录为不及格.学生提交数据后,系统进行成绩评定后重新记录该生成绩.为了避免因失误或紧张影响学生考试成绩,给学生提供更多的机会,允许每人在规定时间范围内有多次提交数据的机会,下一次提交后产生的成绩将覆盖前一次的结果.计算方法是这样的:经过两次数据提交者成绩最高不得为优秀,经过三次数据提交者者成绩最高不得为良好;经过四次数据提交者者成绩最高为及格;此后不再允许提交数据.若规定时间内未曾提交数据,该该生成绩即为预计录的不及格.此处为便于讨论,假定实验数据为唯一标准值(如数字电路实验).如果实验数据是在某区间的分布形式(如模拟电路实验),可根据符合程度区分相应成绩.

4系统仿真结果

(部分)学生的个人信息及实验结果经编码(编码芯片PT2262)、调制上传给上位机,上位机作相应解调、解码后送系统处理.系统反馈的信息做相反方向的传输.通过QuartusII对自动编解码部分进行时序仿真,得到了预设的效果.是上位机向某实验台发送反馈信息的编码仿真结果,该信息码由相应地址的解码芯片PT2272接收解码后可将反馈结果(数据合理性或实验成绩)显示在相应的实验操作台上.

实验设计方法范文6

关键词：程序设计课程实践教学改革项目开发

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)12-2793-02

《程序设计基础》课程是我院信息与计算科学专业的一门专业必修课，也是一门专业基础课。随着计算机技术的飞速发展，系统软件在企业管理中的应用日益深入，利用管理信息系统对企业实施管理已经成为必然。我院顺应形势发展需要，在大二上学期开始了Visual Basic（以下简称VB）程序设计这门课程，总课时66学时，其中理论课48学时，实践18学时，同时在该学期，利用三周时间进行该门课程的课程实践，独立开发一个较为完整的、能实现相应操作功能的系统。通过两年来的具体实践，取得了较好的效果，学生的动手能力和创新能力得到了提高，并能通过可视化程序设计的深入学习，在毕业时找到就业岗位，使信息与计算科学专业就业率不断提高。

1确定实验目的、方法和策略

1.1实验目的

VB程序设计实验课程的主要目的：

1）提高学生对程序设计的理解与应用的能力。

VB属于可视化程序设计语言，所有程序设计都是面向对象、面向用户的，这就要求学生在学习过程中，首先要有程序设计的基本意识，并掌握相关语法基础和基本算法。在此基础上，学会使用各种控件（标准控件、ActiveX高级控件和可插入对象及其自定类）来编辑用户界面，利用数据库（Access、SOL Server等）来实现对数据的管理，从而达到程序设计应用的目的。

2）培养和提高学生在编程与调试过程中独立分析与解决问题的能力。

VB语言的编程是面向对象的，因此要求学生能针对不同功能的系统，设计出合理的界面，并在界面上利用控件派生各种不同的对象，来完成相应的子功能。编程的过程主要是依据所学的语法基础和一些基本算法来实现，而调试就要在数据库中录入相关数据，并针对应用实际来不断完善系统功能。例如:在设计系统登录模块时，就要分析该模块怎样实现多用户操作；怎样对数据进行增删改查以及如何对数据加密等等

3）全面提高学生对软件开发的兴趣，促进学生就业率的不断提升。

信息与计算科学专业的主要就业方向就是计算机软件开发和网络开发与重组，因此，在实验教学过程中，要通过项目开发不断提高学生对软件开发的全面理解和兴趣，为此我们针对教学的进度，引入项目开发的具体实例，指导学生循序渐进地进行项目开发，使之明确软件开发的具体方法与步骤即计划分析、需求分析、整体设计、程序实现、程序调试、程序测试、打包与。

1.2实验方法和策略

我们采取以项目开发为主的实验方法和策略，即：

1）项目驱动，以项目覆盖知识面。

利用项目开发实践，理解课堂教学的内容，覆盖理论知识的所有知识点。根据若干个实际项目的案例为来开发项目。

2）以问题为线索来组织实践教学。

在项目开发的过程当中，教师要让学生明确实验中软件开发的步骤、方法，同时能根据具体的功能和VB工程的模块结构来划分模块，并把设计当中所遇到的问题列举出来，从书本和理论教学中的具体知识点为线索来开展实践性教学。主要体现在以下三个方面：

技术：就是指完成一个特定模块的各项子功能要用到哪些技术？包括用户界面设计、数据库设计、图形图像处理、网络设计等等。

知识：这些技术得到实现要用到哪方面的知识？例如：用户界面设计技术首先要确定界面布局，然后才能菜单编辑器或选项卡控件来划分功能模块，这就设计到一些标准控件和高级控件的具体使用。

应用：怎样应用这些具体知识来解决实际问题？比如利用ActiveX控件中的ADO或DAO控件来进行数据库编程，就要在对其特有的属性、方法和事件熟练掌握的基础之上，能连接、打开数据库，并能在界面上设置功能按钮，实现对数据库的增、删、改、查等操作。

3）以学生作为主体，以实训为主导，以项目开发为中心，突出技能训练。

学生是实验教学的主体，一些逻辑性、实践性强的设计方法，是要通过实际的项目反复训练后才能把相关编程、设计技巧熟练的掌握。我们在实践教学过程中，就是以学生为主体，以项目训练为主导，让学生真正能以项目开发为中心，要让学生在项目实践过程中，找到解决具体问题的方法和技巧，达到提高综合能力的目的。

2合理规划课程实验项目

根据项目开发实践方法的具体要求，我们规划出了以下六个项目：

1）系统登录模块的开发。

模仿腾讯QQ的登录界面和方法，并增加数据库的操作。该项目主要训练学生如下知识点：简单控件、公用变量与表达式、函数，并增加数据库的相关操作，该项目比较简单，适合作为教学中的第一个项目。

该项目涉及的知识点包括：MDI窗体的创建，Timer、Commondilog（共用对话框）、ToolBar或CoolBar（工具栏）、StatusBar（状态栏）、ImageList等控件的使用方法以及菜单编辑器的使用。

3）图片、文件和flash浏览器以及音频、视频播放器。

该项目是一个实用有趣的程序。涉及的主要知识点有：PictureBox、Image、DriveListBox、DirLIstBox、FileListBox、RichTextBox、shockwaveflash、MMControl、MediaPlayer等控件，以及图片输出、文件输出、flas播放、音频和视频播放等操作。主要要求学生掌握文件系统控件的联动操作，以及对媒体相关控件的编程方法和思路。

4）数据备份/还原程序。

该项目是考查学生对文件的读写操作的实际掌握情况。涉及到的知识点：ProgressBar控件的使用，二进制文件的读写操作方法。

5）多功能计算器。

模拟Windows操作系统自带的计算器，建立一个能进行标准计算、科学计算以及解方程、微分、积分、矩阵计算等功能的计算器。设计到的知识点：Windows标准控件和高级控件的使用；相关算法设计。

6）基于ADO的学生信息管理。

学生信息管理是一个典型的基于数据库的实用项目，涉及到的知识点包括：创建SQL数据库，引入ADO接口控件连接数据库和数据表，设计应用程序界面，编写包括浏览、查询、添加、保存、删除等功能在内的成绩管理操作。让学生弄清ADO编程模型的一般步骤：声明ADO对象变量；与数据库建立连接；设置记录集相关属性；打开记录集；对记录集进行操作；关闭和释放ADO对象。

通过课堂理论教学的引导，学生能独立完成以上实践项目的开发。开发过程中可以借助网络资源作为参考，使学生学会如何利用网络资源为项目建设服务，培养其实际动手能力和创新能力。

3加强课程实践，促进学生自主学习能力的提高

在专业教学计划中，我们安排了三周时间专门用于《程序设计基础》课程的集中实践。通过近两年来的具体实践，促进了学生自主学习能力的提高，使学生能够利用课外时间来自主学习和钻研。

实践过程中，由教师组织学生分组进行课程实践，给出具体要求，培养学生团队协作意识。要求每组成员能按照应用程序开发的基本步骤对进行分工协作，通过所学知识建立起规定项目的系统原型，做好系统分析和系统设计（数据库设计、用户界面设计、输入输出设计等），系统实施（编程与调试），系统打包和。完成后写出系统开发和使用说明书，并交教师评阅、审查，给出课程实践成绩。

为此，我们确定了十个项目，用于该课程的集中实践环节：

基于SQL的图书管理系统；基于acsess的考试日程编排系统；

试卷自动生成系统；基于C/S模式的五指棋游戏；

高校学生学籍管理系统；企业工资管理系统；

酒店餐饮管理系统；小型超市综合管理系统；

高校仪器设备管理系统；B/S模式下的高校排课系统。

通过课程实践，使学生能自主地开发应用程序，编程能力得到了较大的提高，同时使其具有一定的项目经验，对于今后就业具有重要意义。

4教学效果总结

以项目开发为主的实验教学方法的应用，使我院的程序设计基础课程在实践整体教学设计上初步实现了用项目覆盖知识点，并通过综合设计性课程实践促使学生进行科学研究的初步尝试和锻炼，以项目开发带动学生通过分析和讨论，设计出解决方案和具体算法，在解决问题过程中，增强了学生动手能力和独立思考能力。

两年以来的教学实践证明，以项目开发为主的实验教学方法的应用极大地激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习效率和学习效果，学生的就业率得到明显的提高，就业面不断拓宽，形成了较好的学术氛围，培养出了一批能适应信息化社会的高素质人才。

参考文献：

[1]孙秀梅,安剑,刘彬彬.Visual Basic开发技术大全[M].2版.北京:人民邮电出版社,2010,10.

[2]王敏,魏霖静.“程序设计基础（VB）”课程实验教学改革与实践[J].农业网络信息,2009(4):100-102.

[3]方义秋.计算机实验教学的改革探索[J].重庆邮电学院学报(社会科学版),2001,(4):54-56.