實驗設計論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇實驗設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

一、基于傳感技術探究實驗設計

在教學實踐中我利用傳感技術儀器進行實驗能夠得到很好的實驗效果。分析教材、根據教學目標及學生的年齡特點合理選擇利用數字化傳感器材能夠有效提高課堂實驗效果。課堂實驗探究的高效，傳感技術儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設計實驗方案。只有通過有效的實驗設計和規范的實驗操作，以學生為主體性，讓學生配合教師來完成實驗，學生便于理解，又可增加學習興趣，才能使實驗變得簡單易行，達到教學目標。以下是四上年級《運動起來會怎樣》一個有關于心率傳感器的實驗。首先，連接手握心率傳感器、界面和計算機。其次，啟動LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序將自動識別手握心率傳感器，這樣就可以準備采集數據了。測量一個人在激烈活動，例如做跳躍運動前、之間和之后的心率；測量一個人在運動后的心率返回平常心率要多久。讓學生在探究實踐的過程中，注重體驗和感悟，又便于學生對知識的接受和理解，從而也激發學生的興趣。

二、傳感技術探究實驗室的組建

為了提高實驗探究效率，保證實驗教學的有效開展，創建探究實驗室，合理利用“數字化”儀器設備是非常重要的。數據采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲存實驗數據并根據探究需測定的參數。通過政府采購，我們采購到探究實驗室套材，主要有濕度、音高、音量、光強、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據需求來自行選擇；同時，這些儀器的輕巧與便攜還為學生進行戶外探究提供了可能。計算機軟件的安裝將傳感器插入計算機時，傳感器可以精確地測量實驗中獲取的各種數據，并通過數據采集器傳到計算機中，計算機經由配套軟件將數據以表格和圖像的形式呈現，并進行分析處理。

三、傳感技術實驗器材在拓展課程中的應用

篇(2)

一、實驗原型及不足

1.實驗原型實驗裝置如圖1。利用熱得快分別給質量相同、初溫相同的水與食用油加熱相同時間（或升高相同溫度）。在相同時間內，由于食用油溫度升得高些，如果要升高相同的溫度，加熱水用的時間應延長。2.不足之處本實驗用熱得快做熱源，由于它的功率較大、溫度升高過快，很難把握，有一定的危險性。教材中的實驗裝置還有兩個嚴重的缺陷，一是熱得快放置方法不正確，液體沒有蓋住熱得快的發熱部分，導致熱得快易損壞；二是由于等質量的水和油相比，油的體積大于水的體積，在油中的熱得快被浸的體積多些，導致兩種液體受熱不一致，數據難以令人信服。而且教材上的實驗能見度不高，讀取溫度數據困難。

二、實驗創新與改進

1.將新型硅膠加熱器固定在容器底部，使得加熱均勻、精度高，實現量化實驗，極易控制。如圖2。教學視點2.使用溫度傳感器及數顯溫度計，讀取數據方便快捷。3.用220V電壓做電源，實驗隨處可進行；內部裝有漏電保護開關，保證用電安全，便于讓學生操作。

三、實驗器材

自制液體加熱器2套，食用油、水各120克，停鐘1個，天平1架，兩份質量相等的水。

四、實驗原理及裝置說明

1.實驗原理新實驗使用控制變量法，通過控制使物質質量相等、吸收熱量相同、升高相同溫度，比較需用的時間。升高相同溫度時，所用時間較長的物質吸收的熱量多，則此物質吸收熱量的能力更強。2.裝置說明新實驗采用兩套完全相同的硅膠加熱器，從底部直接給液體加熱，并裝上傳感器及數顯溫度計，讓測量結果清晰顯現。當達到所需溫度時，只要將紅色開關關掉便可停止加熱。如圖3。

五、實驗設計及結論

實驗一：用加熱器加熱兩份相同質量的水，將結果記入表1，并得出結論。結論：質量相等的同種物質，吸收相同的熱量時，溫度升高的速度相同。實驗二：用加熱器加熱相同質量的水與食用油。將準備好的質量相等的水和食用油倒進兩個加熱器中，幾秒后記錄水與食用油的初始溫度。打開電源，同時按下停鐘開始計時，觀察兩個加熱器中溫度計的變化，用停鐘記下加熱液體每階段所用的時間，讀取相應的溫度變化量，并填入表2中。當加熱時間達到80s時，記下最后溫度，關閉電源，停止加熱，分析數據并得出結論。結論：質量相等的兩種物質，吸收相同的熱量時，溫度升得越慢的吸收的熱量較多，吸收熱量的能力較強。

六、創新點

篇(3)

開展實驗設計是實現知識、能力、素質三位一體教學模式的一種改革，也是實現培養創新、創造、創業三創”人才的重要手段之一。因此，采取小學期制實驗設計的實踐教學活動是非常有必要的，不僅能夠打破傳統教學方式的局限，激發學生主動學習的積極性，而且學生也能通過實驗設計學到很多科研方法，培養和鍛煉解決問題的能力。當學生的想法變成現實時，他們會很有成就感，從而樂于思考問題，提出新的想法，非常利于學生創造性思維及團結合作精神的培養。

2藥學本科小學期制藥理學實驗設計實施環節

小學期制的實驗設計不同于其他學科實驗教學中的設計性實驗，它屬于探索性實驗。在藥學本科生學完重要的主干課程和一些方法學課程后，已經初步具備了進行實驗設計的基本知識和技能，這為開展小學期制藥理學實驗設計提供了有利條件。筆者承擔了小學期制藥理學實驗設計帶教任務，在實際工作中，將小學期制實驗設計分為基本知識介紹、實驗設計、實驗實施和實驗考核4個環節進行，具體步驟如下。

2.1基本知識介紹

在正式實驗前5天，筆者召集實驗班級學生，對其講解實驗設計基本內容，詳細介紹藥理學實驗設計的目的和基本原則，包括科學研究中實驗設計的三要素（即研究因素、研究對象、研究效應）以及應遵循的統計學的三大原則（即重復、隨機、對照原則）。根據藥理學學科特點，具體講解實驗動物的特性、藥理學實驗動物的選擇、動物模型的復制、給藥劑量、給藥途徑和觀察藥效學指標的確定方法以及在實驗分組中如何體現隨機性和對照性原則。此外，還講解了如何利用教材和網上資源查閱文獻資料以及數據統計方法的選擇及應用等。

2.2實驗設計

在介紹完實驗設計基本知識后，緊接著將本實驗室所有的儀器、設備、動物情況告訴學生，讓學生自由組合，每5～6人一組，并讓其圍繞要求根據自己的興趣選題。為避免個別學生存在依賴心理，要求每一位學生獨立完成實驗設計。給學生5天時間查閱文獻資料，制訂實驗設計方案。為使學生對實驗設計的基本步驟和內容有較完整的認識，給出實驗設計報告內容，包括研究題目、理論依據及研究現狀、研究內容、儀器與藥品、研究方法、實驗對象、性別、規格、數量、實驗組與對照組的處理、觀察指標、實驗步驟、統計方法選擇、預期實驗結果、設計人、設計日期等。開始實驗的前一天收集實驗報告，教師仔細閱讀批改，做到心中有數。實驗第一天，首先讓每一位學生上臺講解實驗設計的目的和思路，匯報設計方案，預期實驗結果，提出存在的問題及解決措施，并回答其他學生提出的問題，然后由教師就實驗設計中方法的科學性、合理性和可行性及思維的創新性及步驟的嚴謹性等做出評價。討論實驗設計并進一步修改完善后，由小組成員共同選擇一個可行性較好的實驗設計并實施。共同討論形式有助于拓寬學生的知識面，有助于學生由一種實驗方法認識到一類實驗方法，從單個藥物的研究方法引申出一類藥物的研究方法。在實驗設計中，鍛煉了學生分析問題的能力和語言表達能力，并對文獻檢索和統計方法的運用也有了進一步的認識和體會。

2.3實驗實施

通過設計實驗和討論實驗，學生基本掌握了實驗目的、方法、步驟。為了培養學生嚴謹的科學態度和實事求是的實驗記錄習慣，在實驗進行前，首先要求學生嚴格按照實驗記錄報告的內容格式記錄結果，包括實驗組、實驗日期、室溫、實驗題目、實驗材料、藥品和試劑的配置、實驗步驟、實驗結果（觀察指標、動物號、時間）、初步結論、實驗失敗或出現意外結果的原因、實驗改進的建議、實驗人、記錄人、日期。然后安排學生以小組為單位，獨立完成藥物配制、動物分組、編號、動物給藥、實驗操作、觀察藥效指標及記錄結果的全過程。教師從旁指導實施，及時提醒學生注意事項，以免出現誤差或實驗失敗，要求學生認真科學地記錄和分析實驗結果，使學生對實驗設計的可行性有進一步的認識。

2.4實驗考核

小學期制實驗設計考核既不同于理論教學考核，也不同于專業實驗教學考核，它是對學生實驗基本技能、學習主動性、思考分析問題能力、創新能力、表達能力、團隊合作精神、知識整合能力、寫作能力的全面評價，是開展實驗設計中不容忽視的環節。教師不能只看實驗的成功與否，而應從實驗的全過程全面評價學生的能力，依據學生的實驗設計、實際動手能力和對實驗結果的客觀分析能力、論文撰寫水平進行綜合評定。

3藥學本科小學期制藥理學實驗設計的效果與不足

小學期制藥理學實驗設計的效果有以下幾點：（1）通過引導學生參與實驗設計，使學生對科學研究有了進一步的了解，并極大地激發了學生對科學研究的興趣。（2）培養和鍛煉了學生的能力，使學生的綜合能力有了很大提高，并為本科實習和研究生課題研究奠定了基礎。藥理學設計性實驗是學生自己進行實驗設計并實施的，是學生知識和信息的處理能力、創新能力、觀察能力、動手能力、協調能力、分析問題和解決問題能力得以全面展現的舞臺。（3）培養和鍛煉了學生相互協作的團隊精神。

篇(4)

在查閱了大量現行初中生物教材后，發現在“尿的形成和排出”一章節中，處理腎小球的濾過作用知識點上，只有腎單位的圖片，教材沒有設計演示實驗，大多在課本后面有關于人工腎的介紹，而人工腎與初中生的認知差距較大，教材缺少直觀演示實驗，結合腎小球濾過作用的原理，進行了腎小球濾過作用模型的設計和制作。構成腎臟的基本結構單位和功能單位是腎單位，每個腎單位包括腎小體和腎小管。腎小體由腎小球和腎小囊構成，腎臟對血液的濾過作用主要在腎小球內完成。當血液流經腎小球時，除血細胞和大分子蛋白質外，其余一切水溶性小分子物質都可以通過濾過作用進入腎小囊，形成原尿。因為入球小動脈口徑較粗，而出球小動脈口徑較細，使腎小球內毛細血管血壓升高，而且腎小球還提供了較大的濾過面積，這些都有利于腎小球的濾過作用。利用動物腸衣的半透性特點模擬腎小球的選擇透過性，選用塑料飲料瓶和醫療廢棄物品，自制腎小球過濾裝置，過濾裝置中打眼的培養皿和塑料的漏斗下方形成的空隙，模擬的是腎小囊腔，從腸衣壁流出的過濾液體（代表原尿）。通過輸液器連接動物腸衣，較粗的輸液管（代表入球小動脈）連接腸衣的一端，腸衣的另一端連接較細的輸液管（代表出球小動脈）。

二、實驗方案設計

在甲組裝置輸液瓶中裝有淀粉溶液（代表大分子物質和血細胞），通過輸液管流入腸衣處（模擬腎小球），從腸衣流出的過濾液（代表原尿），下方接收過濾液的容器中對應放入碘液，通過容器中溶液顏色的變化，確定淀粉能否通過腸衣半透膜。在乙組裝置輸液瓶中裝上碘液（代表小分子物質），通過輸液管流入腸衣處（模擬腎小球），從腸衣流出的過濾液（代表原尿），下方接收過濾液的容器中放入淀粉溶液，觀察容器中溶液顏色的變化，確定碘離子能否通過腸衣半透膜。

三、實驗現象和結論

篇(5)

了解普通陶瓷的原料及坯料的配方設計；掌握泥漿制備、性能檢測和調整的方法；掌握普通陶瓷燒成過程中的物理化學變化；掌握陶瓷燒結性能評價方法；完成從原料制備到最終燒出制品的整個陶瓷生產工藝過程，鍛煉學生的動手能力、綜合運用專業知識的能力以及分工合作精神。

2實驗原料及儀器設備

2.1實驗原料

礦物原料有：石英、砂巖、長石、蘇州土、星子高嶺、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木節、唐山木節、秦皇島瓷石、湛江原礦、依安黑泥、沁陽土、大同土、新會球土、白云石、松陽高嶺土、盛超粘土等?；瘜W試劑：碳酸鋇、堿面、水玻璃、PC67等。

2.2儀器設備

球磨機（包括瓷磨罐）、電熱干燥箱、燒結爐、電子天平、涂4粘度計、泥漿攪拌機、電子秤、標準篩、石膏模型、秒表、溫度計、數顯式游標卡尺等。

3實驗步驟

3.1泥漿配方的設計與計算

查閱文獻，參考經驗配方，通過化學組成、礦物組成的計算，初步擬定坯料配方并按3kg總量計算出泥漿的配料單，測出原料的含水率，計算出實際配料單。

3.2泥漿制備

(1)按實際配料單稱量原料，加水，加水量按30%左右計算。并加入球石，可用鵝卵石或高鋁石球，料球比為1∶2，球石的級配為大球:中球:小球=（20%～25%）:（30%～50%）:（30%～50%）。加入0.1%～0.2%的氯化鈣或醋酸，可促使泥漿凝聚構成較粗的毛細管，從而提高壓濾效率。(2)研磨3.5h后，檢測細度。用水篩法測篩余，若過粗，再繼續研磨，直到350目篩篩余0.7%～0.8%，同時調整泥漿濃度，目標值達到（356±2）g/200mL。

3.3泥漿性能測定

(1)含水率:準確稱量泥漿10～20g置于蒸發皿中，在烘箱內烘干至恒重后，冷卻稱重。記錄濕試樣質量W1，干試樣質量W2。則相對水分(X)為(W1-W2)/W1×100%；絕對水分(Y)為(W1-W2)/W2×100%。(2)細度：取100g泥漿，緩慢倒入350目篩中，同時置于自來水下沖洗，直至篩下水流不渾濁為止。將篩上殘渣傾入蒸發皿中，靜置30min倒出蒸發皿上部清水，放在烘箱內烘干，稱量殘渣重量，細度（或篩余）用殘渣占干料重量的百分比來表示。(3)濃度：將200mL比重瓶洗凈、控干水分、烘干后稱重。再將制備好的泥漿倒入容量瓶至規定刻度于電子天平上稱重，記錄數據，單位為g/200mL。(4)流動性：將泥漿注滿涂4粘度計（100mL）。在打開出口的同時按下秒表，記錄秒表數據，即為泥漿的即刻粘度V0。

3.4注試條和試樣，并燒成細度和濃度達到要求后，放磨，過80目篩

放入塑料桶中陳腐7天后，利用石膏模具澆注試條和陶瓷半成品（如花瓶等）。將試條和坯體干燥后修坯、坯體施釉，在一定溫度下燒成。

3.5試條性能測定

(1)收縮率。用石膏模具澆注試條，開模后用游標卡尺做記號，長度100mm或150mm。放入烘箱烘干。烘干后再測量記號長度，計算干燥收縮率，公式如下：干燥收縮率%=燒成收縮率%=×100%總收縮率=（1-干燥收縮率）×燒成收縮率+干燥收縮率(2)彎曲強度。計算公式為：式中：Ra為彎曲強度（MPa）；P為作用力（N）；L為跨距（mm）；D為試條斷口處直徑（mm）。(3)燒結性。將燒后的試條作吸紅實驗，測定吸水率、氣孔率和體積密度等指標表征試樣的燒結性。

4實驗結果與討論

測定泥漿各參數如細度、濃度、流動度及含水率等；測定試樣干燥收縮率、燒成收縮率和總收縮率；進行試樣吸紅實驗及彎曲強度、氣孔率、吸水率和體積密度等指標的測定，并分析燒成制度對陶瓷制品燒結性的影響。

5教學組織與成績評定

將參加實驗的學生分組，3人/組。首先安排學生查閱資料，讓學生對實驗內容有初步了解；其次討論確定實驗路線和方法。最后，3人協作共同完成實驗內容，每組至少完成一個配方。在教學實踐過程中，我們發現由于實驗方案和實驗內容相對獨立、靈活性強，很難用同一尺度來對學生進行考核。因此，在綜合性實驗的評定過程中，我們重過程輕結果。實驗成績的評定包括：出勤10分、實驗動手能力40分，實驗結果分析20分，實驗報告30分。其中動手能力的考核要求每個學生至少提交一件合格的陶瓷制品。實際每個學生都能完成幾件，有的還非常美觀漂亮。力爭較全面的考查學生的綜合能力和科研素質。

6教學效果反饋

該綜合性實驗項目歷時4周，實驗完成后，學生們普遍反映獲得了很多生動的知識，在實踐過程中通過查閱文獻和實際動手，將理論知識應用于實踐過程中，使知識融會貫通，既提高了學習興趣，也鍛煉了動手能力。

7結語

篇(6)

在線實驗模擬了現場實驗的場景，但卻不是現場實驗的簡單網絡化移植，實驗設計本身發生了較大變化。由于在線實驗的互聯網支持和計算機模擬等特點可以更好地提供一個促進思考和探究的環境，系統能在線記錄學生的獨立操作，為評價提供科學的依據，并可在此基礎上通過數據挖掘和優化，調整實驗設計，充分發揮學生的能動性，能適應不同水平和能力學生的要求。基于以上特點，筆者設計了與現場實驗存在較大區別的在線實驗探究式學習模式。培養學生的工程思維和能力是實驗設計的核心問題。由于CDIO模式繼承和發展了工程教育改革的理念，系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的標準，因此，我們主要基于CDIO的理念來設計在線實驗模式和方法，強調工程實踐環境中探與究的學習來實現CDIO的全過程，使得學生以更多元的方式進行工程實踐訓練。CDIO是以構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)、運作(Operate)為四個主線過程，綜合地考慮專業基礎知識、個人和職業的技能及團隊協作與溝通的技能，及在整個企業、社會環境下進行四個主線過程以達到全面提升工程實踐能力的培養過程。CDIO模式中的構思和設計環節主要針對學生的工程宏觀分析能力，而實現和運作環節主要針對學生的工程微觀分析和操作能力。作為一個縮小版的工程實踐過程，在線實驗的實驗方案的設計實際上就是構思和設計過程，而實驗過程就是實現和運作過程。因此，探究式學習主要體現在實驗方案探究與實驗過程的探究兩個方面。以下我們將通過遠程教育高校開發的典型實驗來具體說明其設計理念。

(一)實驗方案探究設計

實驗方案的探究主要培養學生的工程宏觀分析能力。在傳統的實驗教學模式下，實驗按照統一的方案展開，學生沒有選擇性。這種教學模式適用于理論驗證性的實驗，但在以培養學生工程能力為主的實驗中，就會壓制學生的想象力和主動探究的意識。因此，實驗方案探究是實驗教學策略的最重要部分。實驗的主要目的是認識和探索理論規律，掌握工程技能，應該以問題為驅動開展實驗方案的探究，學生對于老師提出的問題，以分析問題和解決問題為出發點，經過認真思考和研究，自主制定實驗方案，通過搭建實驗對象，準備儀器設備、測量各種工況下的數據，整理和判斷實驗數據和結果的正確性。這就要求實驗具有基于工程的實際背景設計，學生才可能在這種開放性的實驗環境下，對多種可能的實驗方案展開探究。英國開放大學的實驗“能量轉換(EnergyConversion)”是典型的實驗方案探究型實驗。實驗設計背景是銅的工業化生產，實驗問題是如何從銅礦石經過多個環節得到電解銅。教師首先要求學生設計基本方案。學生在實驗前1個月必須預習，由4人組成的實驗小組需要集體制定實驗方案，由于實驗問題本身的開放性，實驗方案也并不是確定的，指導老師只給出一些建議。從粉碎礦石到解析出銅的多步實驗步驟中，有多種途徑可以完成實驗，學生們集體討論得到設計方案。在實驗過程中，方案根據實際情況還繼續修正。完成基本方案設計以后，實驗完成過程也是實驗方案探究過程。學生在實驗室邊實驗、邊觀察、邊記錄、邊討論，每個實驗環節都要求去解答或解決一些相關的問題，如粉碎的效率、溶解濃度以及電解效率等，部分環節還要到計算機上進行數學模型的求解。實驗過程中進行觀察記錄和模型預測，最后對實驗結果進行驗證。實驗結束后，學生還必須根據本星期實驗情況，做口頭報告(Presentation)，教師根據學生預習和作業情況、實驗過程的表現以及口頭報告，給出實驗課程的最終評價?？梢钥闯觯麄€實驗過程就是針對如何從銅礦石得到電解銅的這個具有工程背景的問題，在不斷探究的過程中制定和實施實驗方案的過程，這對學生工程宏觀分析能力的培養大有裨益。

(二)實驗過程探究

實驗過程探究主要培養學生的工程微觀分析與操作能力。傳統工科專業的實驗操作基本是按部就班地完成，對于故障分析與解決、規范操作等重要技能以及如何培養學生的工程意識、工程能力、創新能力還較少涉及，這顯然不能滿足工程應用型人才的培養需求。實驗過程探究式是在實驗過程中，教師給學生一定的引導和提示，讓學生自己通過觀察、思考、動手實施等途徑去獨立探索和研究，自行實現實驗過程的教學策略。概括起來，在實驗過程探究中，學生需要在實驗過程中自主發現問題，分析問題，實施和運行，真正實現探與究的學習過程。在工程實際環境中，觀察與發現各種現象、分析現象之間的聯系。因此在線實驗系統會較為真實地模擬這些現象，學生經過現象分析，確定現象發生的內因與外因；結合理論進行討論，明確調節目標與調節手段，形成解決方案。實驗系統設計必須便于討論和方案設計。華東理工大學DCS實驗是較為典型的實驗過程探究型實驗。實驗主要培訓學生DCS操作能力和故障處理能力。由于DCS系統本身的大多數操作都是基于計算機的操作，因此網上實驗課程的界面仿真DCS系統的計算機控制部分操作的界面。以下用一個簡單的故障處理實驗來說明實驗過程探究的實驗。在實驗中，設計了一個常見的故障處理，在圖1的界面中，學生觀察到粗丙酮塔T-601頂溫度儀表TI-6006出發異常過高報警，系統要求學生調節至正常運行溫度73.0-80.0℃。在觀察到異常過高報警后，學生將按照所學知識和工程常識，作出如下分析：粗丙酮塔頂溫度上升可能有4三個工藝方面的原因，分別是加水量過大、回流量過小或再沸器回水量過小，也有可能是儀表自身故障因素。既然存在這三種可能，就必須通過其他觀察和分析來確定故障原因，因此學生首先需分別檢查相關三個儀表，即加水量儀表FRC-6015，回流量儀表FR-6019，E-601再沸器回水儀表FRC-6014，以確定儀表正常工作。學生觀察到回流量儀表FR-6019讀數偏小，就可以判斷出是因為回流量不足造成塔頂溫度升高。在通過觀察分析找到故障原因后，學生根據工藝理論，確定解決方案，即增大塔頂回流量，需要調節FR-6019儀表。在工程環境中，不能進行一步到位的調節，以免造成大的擾動，需逐步小范圍調整，邊調邊等。因此學生在實施解決方案，必須仔細閱讀操作守則，將溫度調節至正常運行溫度的整個操作過程必須符合現場操作規范。操作實施時，首先將LRC-6023改為手動控制，每次增加調節閥閥位必須小于2%—這是操作守則要求的，如果學生超出這個閥位標準進行調節，訓練中系統將給出警告，在考試中則行為將被記錄，作為扣分依據。每次調節后系統會根據數學模型的計算將相應儀表調至相應位置，學生一邊觀察表顯示情況一邊調解，直至塔頂溫度恢復到73.0-80.0℃，最后將LRC-6023設置為自動控制?？梢钥闯?，此實驗在整個故障處理過程中，并不像普通課程實驗制定嚴格的步驟，而是讓學生根據工程實際情況，通過自主觀察分析來制定解決方案，然后根據操作規范來一邊觀察一邊操作運行，整個課程設計與教學過程較好地體現了探究式的教學策略。

二、基于過程考核的在線評價體系

對實驗學習成果進行全面評價是在線實驗的重要環節，這樣才能對學生探究式學習過程進行科學合理的評價。傳統現場實驗模式中以數據處理和實驗報告結果來評價只能作為在線實驗中評價模式的參考。對于參加實驗的學生，主要應考慮的因素是其在實驗的準備情況、在實驗過程中探與究的情況，即觀察問題和分析問題的準確性，設計方案的優劣，操作實施過程的規范性、和其他同學交流情況，以及對理論知識的掌握能力和應用能力，因此必須據此建立新的實驗評價體系，即基于實驗過程考核的評價體系。在線實驗評價體系主要分為理論掌握情況、實驗操作能力、合作交流能力，其中實驗操作能力是最為重要的指標。理論掌握情況主要考察預習思考題，實驗操作能力包括是否選擇了正確的儀器或儀表、設計方案是否適當、操作目標是否達到、操作過程是否規范、數據處理與實驗報告是否符合要求等都可以作為實驗過程考核的指標。同時，每一門實驗課程提供BBS建立單門實驗的學習社區，學習者就一些問題難題發帖，由專門的輔導教師回答問題，并確認學習者所發的有效帖數等。其中實驗操作規范是較為特殊的指標，在工程實際中，操作規范化及其重要，否則將引來災難性后果。因此，必須設定一個閥值，學生如果出現較為嚴重的操作規范問題，不論其他指標分數如何，都將判定為不合格，我們定義為罰指標。本文選取上述7個指標因子構成學生實驗教學的基本評價指標體系,并依次設其為A1，A2，…，A7，其中A6為罰指標因子。通過在線實驗系統中自動記錄實驗儀器選取、操作等參數，對學生實驗過程進行跟蹤。結合在線實驗平臺的應用，在實踐中我們采用了一個有七個參數的指標體系，包括預習思考題分數、實驗儀器選取、實驗方案正確性，操作規范性、數據處理、實驗報告、在學習社區的交流情況。對這七個參數賦予不同的權重就可以得到該學生的最終成績，下面分項說明一下每個指標的含義。由于每個指標因子只反映了學生實驗學習的某個方面的特征，各學?？梢愿鶕拘嶋H情況規定指標因子及其特征值，以及罰指標因子的規定。表1顯示的是華東理工大學指標因子的重要性規定，并因此為權重來加權學生實驗的綜合得分。在指標體系中，各項指標的權重大致說明了其重要性，這七個參數基本上涵蓋了學生從準備到完成全過程的表現情況，對每一個指標賦于權值并最終得到終結性評價課程成績，各項指標的加權和就是實驗評價分數。少數指標雖然權重并不高，由于在工程實踐中具有重要意義，低于一定分數整個實驗過程將評價為不合格。比如在前文提到的DCS實驗中，在多次出現不規范操作并且在系統警告后仍然出現2次以上不規范操作，整個實驗過程將被判定為不合格。對于通過經驗方式得到的實驗過程考核評價體系，在經過一定的數據積累以后，可以進行智能化的處理和分析，為學生提供更優化的實驗方案。比如在DCS實驗中，通過對學生實驗過程數據的分析，得出每個學生的優缺點。在選取的兩個學生中，甲學生雖然分數略高，但操作相關的指標得分都不高，因此在后續實驗中，主要給該學生提供注重操作及規范的實驗，比如開關機實驗和某些故障處理實驗。而乙學生操作和動手能力較好，但不注意理論和實驗設計，以及數據處理等工作，在后續實驗中，應多推送理論學習的模塊，提醒學生注意數據處理和實驗報告的完成。

三、在線實驗系統的設計框架

作為在線實驗系統核心部分的探究式學習模式以及相應的在線評價體系設計完成以后，在線實驗系統框架基本構筑完畢。在線實驗系統應本著簡單、適用、高效的原則，實行通用化、標準化、智能化、人性化的設計思想。學生可以通過在線實驗平臺在教師的指導下進行實驗教學的全過程，而在線實驗平臺則通過記錄學生在線上參加的實驗過程、實驗練習以及培訓交流等情況，實現對學生實驗情況的全程跟蹤管理和對學生實驗教學需求的全面掌握。在線實驗設計的基本架構如圖2所示?？梢钥闯觯诳蚣芎诵牟糠值臉I務層中，支持探究式學習過程是貫穿設計始終的問題，所以應改變原先某些實驗只是為驗證理論的設計，把發現問題、分析問題、設計解決方案、實施解決方案的探究式思路在實驗教學中實現。同時需要學生在各個環節的實驗過程進行完整的記錄，作為其是否按照教學思想完成實驗內容進行考核的依據，同時還可以通過智能化的數據分析和數據挖掘，為學生提供經過優化的個性化實驗教學模塊。組件層和服務層和平臺軟硬件設計相關，在其他文章中有詳細介紹，本文不再贅述。

四、結論

篇(7)

1.儀器或材料。

鐵架臺（附有鐵夾）、燒杯、橡膠塞（兩個）、止水夾、帶有控制器的醫用輸液管、尖嘴導管、乳膠管、一次性手套。

2.藥品。

銅絲、碳棒、稀硝酸（68%濃硝酸與水體積比為1∶2.2）、4mol/LNaOH溶液、蒸餾水。

二、實驗裝置及相關說明

（1）夾持器具已省去。

（2）銅絲纏繞在碳棒上，增大反應速率。

（3）尖嘴導管可減少硝酸的揮發。

（4）為避免稀硝酸氧化橡膠塞，橡膠塞外層應均勻涂上石蠟。

（5）為避免左側插入橡膠塞時稀硝酸溢出，實驗前需用蒸餾水嘗試確定加入稀硝酸的用量。

三、實驗步驟和現象

1.組裝好儀器，向燒杯中加入蒸餾水，使醫用輸液管伸入其中并打開輸液管控制器，將二口管上方兩個口分別用插有銅絲的橡膠塞和插有尖嘴玻璃管（關閉止水夾）的橡膠塞塞緊，雙手握住二口管，燒杯中出現氣泡，松開手后在輸液管中回流形成一段水柱，由此說明氣密性良好。

2.將燒杯中的蒸餾水換為4mol/LNaOH溶液，關閉輸液管控制器，打開尖嘴玻璃管上方的止水夾，移去左側管上方的橡膠塞，向二口管中注入稀硝酸至接近左側管管口（事先已用蒸餾水確定液面位置），將插有銅絲的活塞塞緊左側管口，此時橡皮塞緊貼液面并排盡空氣，右側液面明顯上升但不會溢出。

3.銅絲接觸稀硝酸立即產生氣體并使溶液逐漸呈淡藍色，左側管液面上方迅速持續產生無色氣體，一段時間后形成無色氣柱。

4.打開輸液管控制器并控制流速，使二口管中的液體緩慢流下，此時明顯看到燒杯中逐漸產生藍色沉淀，兩側液面均逐漸下降，直至銅絲脫離液體，反應停止，二口管右側空氣經過溶液進入左側，待冒出3～4個氣泡后，迅速關閉右側管尖嘴導管上方的止水夾，明顯觀察到二口管內左側氣體顏色變為紅棕色。

5.在通風櫥中，將輸液管控制器完全打開，利用燒杯中的氫氧化鈉溶液充分吸收實驗過程中產生的廢液和廢氣。

四、實驗設計特點

1.可行。

將一氧化氮的制備和性質驗證實驗進行一體化設計，無色一氧化氮遇到無色的空氣轉化為紅棕色二氧化氮，兩側氣體顏色差異對比鮮明。

2.綠色。

考慮到裝置壓強平衡，氮氧化物在氣密性良好的密封體系中產生，整個實驗過程無有毒氣體逸出，廢氣和廢液最終可被氫氧化鈉溶液吸收。

3.快速。

將銅絲以螺旋狀纏繞在碳棒上，構成原電池，進一步增大反應速率，保證快速形成無色氣柱。

4.可控。

不需要抽動銅絲，而是通過液面下降使得固液分離，停止反應，避免在實驗過程中抽動銅絲而可能導致的有毒氣體泄漏。

5.創新。

充分發揮二口連接管構造的特點，克服U形管兩端等長的不足，左側管可以實現無空氣氛圍，右側管可以平衡壓強，右側管比左側管長則保證了液體不會溢出。

6.實用。