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。

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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

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儀器:NICOLETiS10型紅外光譜儀、BHX-9101-1SA型鼓風干燥箱、DW-3-60型電動攪拌器、PL203/01型電子天平、KEMS-2S型磁力加熱攪拌器;浪潮英信NF5220計算服務器，GAUSSIAN09、GaussView(3．09)軟件。試劑:PET聚酯碎片(3～5mm×5～8mm，由回收農夫山泉飲料瓶制得);乙二醇、碳酸氫鈉、對苯二甲酸、氧化鋅、濃鹽酸、濃硫酸、85%水合肼等試劑均為分析純;蒸餾水。

2TPA的測定與表征

我們通過一系列的實驗，比較了用不同方法和不同條件降解PET得到TPA(或其衍生物)的收率。收率計算公式如下。采用美國Nicolet公司生產的NICOLETiS10型傅里葉變換紅外光譜儀對產物(對苯二甲酸)進行結構表征。對苯二甲酸為白色固體，研磨成粉末后，采用KBr壓片法進行檢測。同時，還利用了量子化學計算方法，以GAUSSIAN09計算程序［10］采用密度泛函理論對對苯二甲酸的紅外光譜進行了理論模擬計算。

3PET降解方法

3．1乙二醇醇堿聯合解聚法在裝有冷凝管、攪拌器、溫度計的三頸圓底燒瓶中投入5g聚酯廢料、25mL乙二醇、0．5g氧化鋅、5gNaHCO3進行反應，油浴加熱逐步升溫至190℃，反應30min后，降溫至160℃停止攪拌，減壓回收乙二醇;蒸餾畢，向三頸瓶中加入50mL沸水，攪拌使殘留物溶解，趁熱過濾;將濾液轉移到400mL燒杯中，水稀釋至200mL，加熱煮沸，趁熱用1:1鹽酸酸化至pH5～6;冷至室溫后，冰水冷卻，抽濾，濾餅用蒸餾水洗滌至濾出液pH=6，在60℃下干燥濾餅，得白色粉末，稱重，并計算對苯二甲酸收率。

3．2肼解法在裝有冷凝管、磁力攪拌子的圓底燒瓶中投入1g聚酯廢料、10mL85%水合肼，攪拌，油浴加熱至100℃，反應6h后，減壓回收水合肼;殘余物加入10mL水，靜置，濾得PET的降解產物對苯二甲酰肼，在60℃下干燥，稱重，并計算對苯二甲酰肼的收率。此法參考氨解法，使用親核性更強的水合肼溶液替代胺類，能提高降解效率。

3．3酸性降解在裝有冷凝管、磁力攪拌子的圓底燒瓶中投入1g聚酯廢料、5mL濃硫酸，攪拌，85℃下反應5min;反應畢，冷卻至室溫，殘留物倒入冰水中，用30%的NaOH水溶液調pH至12，濾去不溶物，濾液用濃鹽酸調pH至6，有白色不溶物析出，放置過夜，過濾得產物對苯二甲酸，在60℃下干燥，稱重，并計算對苯二甲酸收率。

4結果與討論

4．1不同化學降解方法的比較通過酸性水解法、肼解法和醇堿聯合法，考察了降解PET聚酯瓶的情況，結果列入表1。比較幾種方法在經濟效益和工業化等方面的優劣，無論是肼解法，還是酸性水解法都存在很大的局限性，如腐蝕設備、污染環境等。醇堿聯合解聚法能在溫和的條件下，快速實現PET聚酯瓶的分解，故我們選擇醇堿聯合解聚法為重點研究方向，探索其最佳反應條件。

4．2醇堿解聚法的工藝優化基于以上3種降解方法的對比，結合醇堿聯合解聚法的研究進展，采用正交實驗來探索最佳工藝條件，重點考察了3種影響反應的因素，A:碳酸氫鈉用量:m(NaHCO3)/m(PET);B:反應時間(min);C:反應溫度(℃)。由文獻已知影響因素的大約范圍，設計出因素水平表(表2)。參照上述乙二醇醇堿聯合解聚法的方法進行試驗，結果見表3。根據上述方法分析，RC＞RB＞RA，即各因素對TPA收率的影響程度順序為:反應溫度＞反應時間＞物料比;較佳因素水平為A3B2C2，即PET降解的較佳工藝為:m(NaHCO3)/m(PET)=1．1，反應時間30min，反應溫度190℃。從表3可以看出，反應時間和反應溫度是影響乙二醇醇堿聯合解聚法的關鍵因素，溫度過高或反應時間過長會導致反應副產物增多，收率下降。上述最佳反應條件與文獻報道的乙二醇解聚法的最優反應條件(190～196℃，0．1MPa，催化劑(氧化鋅或醋酸鋅)用量為PET質量的0．5%，m(EG)/m(PET)=2，反應3h)［6-7］接近，但反應時間比乙二醇解聚法短得多，且反應產物也不同。

4．3產物IR表征與結果分析我們對由PET瓶回收的TPA進行了IR表征(圖1C)，并將該圖譜與購買的分析純TPA樣品的IR圖(圖1D)進行對比，發現兩者的圖譜基本吻合，驗證了所回收的白色固體確實為TPA。為了進一步指認IR特征振動峰，我們進行了相應的密度泛函理論的計算。所選計算水平為M062X/6-31G(d，p)，優化的TPA單體與二聚體的幾何結構如圖1A，圖1B所示。3059cm－1附近為苯環上C—H伸縮振動峰;3000～2500cm－1可能為TPA分子間形成氫鍵后O—H的伸縮振動峰;1571cm－1和1508cm－1處為取代苯基的一組相關振動峰;1661cm－1處為羧基(CO)的伸縮振動峰;883cm－1處為苯環的對位取代吸收峰。此外，通過對比對苯二甲酸的單體(圖1A)和二聚體(圖1B)的計算結果，發現當考慮TPA分子之間形成分子間氫鍵時，二聚體計算模擬的紅外光譜圖與實驗的紅外光譜圖能較好吻合，說明在固態時對苯二甲酸分子之間存在較強的分子間氫鍵。

5結論與展望

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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。

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1.初中化學實驗設計類型依據不同的標準，可以對實驗設計進行不同的劃分。根據初中化學實驗內容的不同，可以將初中化學實驗設計分成以下類型：制備實驗、性質實驗、化學原理的驗證、混合物成分的分析、濃度測定、定性與定量結合的實驗等。

2.化學實驗方案的內容實驗設計的成果就是實驗方案。雖然具體的實驗設計的目的、內容和形式不盡相同，但就一個相對完整的實驗方案來說，一般包括：實驗名稱（課題）；實驗目的；實驗原理；實驗用品（試劑、儀器、裝置設備）及規格；實驗裝置圖、實驗步驟和操作方法；注意事項；實驗現象及結果處理；問題和討論等。

3.實驗方案選擇的基本標準同一個實驗課題，每個人的設計和操作過程可能不一樣，結果自然也不會完全相同。根據初中化學實驗設計原則和教學實際，實驗方案選擇的基本標準是：原理正確有科學依據；裝置簡單，在實際中具有可操作性且操作方便；實驗步驟少，需要時間短；藥品用量少、無毒且廉價易得；實驗現象要明顯；反應條件要簡單（最好在常溫下進行）；盡量不用也不產生污染環境的物質，即符合“綠色化學”的要求；制備實驗產率高；性質實驗誤差?。粚嶒灠踩珶o危險；設計要嚴謹等。

二、中學化學實驗設計與創新的一般原則

無論哪一類中學化學實驗設計與創新，一般都應遵循以下原則：

1.科學性原則科學性是指實驗原理、實驗程序和操作方法必須與科學理論和實驗方法論相一致?？茖W性是化學實驗設計與創新的首要原則。例如：實驗室制取氫氣，就不能選用硝酸與金屬鋅反應，因為這個反應很難制得純凈的氫氣。

2.目標性原則目標性是指實驗設計或創新要根據一定的教學目標有所側重與突破。同一個實驗，教學目標（如教師演示與學生操作，為了突出環?；蛉の缎裕┎煌O計所用的原理、用品、方法、裝置、步驟等是有一定區別的。

3.安全性原則安全性是指化學實驗設計時盡量避免使用有毒、有害的化學試劑，以及反應產生有毒害的物質，或者具有一定危險性的實驗裝置與操作?！叭绻仨毷褂玫?，應該在所設計的實驗方案中詳細寫明注意事項，以防止造成環境污染和人身傷害?！保?］安全是中學化學實驗教學的第一要務，設計時必須要特別引起重視！

4.新穎性原則新穎性是指實驗設計時在思路、操作方法、器材用品、裝置等方面要有新的突破，使新設計的實驗對教學與研究更加適用或具有指導的意義。

5.可行性原則可行性是指設計實驗時所運用的實驗原理在實施時切實可行，所選用的化學試劑、實驗儀器、設備和方法在現有的條件下能夠得到滿足。例如：實驗室大量制取二氧化碳，不能為了創新而選用碳酸鈉代替碳酸鈣（或石灰石）與鹽酸反應，或者用硫酸替代鹽酸與碳酸鈣（或石灰石）反應。因為前者反應太劇烈，后者反應不完全，很快就停止了。

6.簡約性原則簡約性是指盡量采用簡單的實驗裝置、較少的實驗步驟和試劑，在較短的時間內完成實驗。復雜的裝置與步驟以及時間太長的實驗都會轉移中學生的注意力，容易導致他們產生畏難情緒和疲勞感，影響對實驗過程的觀察、分析與思考。

7.綠色化原則綠色化是指從化學反應的原料、反應的條件、反應的產物和實驗的操作等化學實驗的全過程上進行控制，盡可能地減少甚至消除有毒、有害的化學物質對環境的影響。綠色化學是21世紀化學科學的一個重要發展方向。

8.啟迪性原則啟迪性是指實驗設計與創新對學生的學習起開導作用，能夠啟發學生的思維，促進學生對化學原理及知識的探討和認識，優化學習過程，從而提高教學效益。這是中學化學實驗設計與創新的出發點和歸宿。

三、實驗創新設計的視角

初中化學實驗創新設計是在義務教育化學課程標準的指導下，對現行教材中所涉及的實驗進行改進、優化、增設或創新等，以提高化學實驗在初中化學教學中的效益。在初中化學教學中進行實驗創新設計是提高化學教學有效性的需要，也是義務教育化學課程標準的要求?；瘜W實驗創新設計要與時俱進，必須符合現代化學教育發展的理念，在滿足探究性的條件下，可以從以下視角進行：

1.實驗過程綠色化“綠色化學的理念是在化學反應過程以及化工生產中，不再使用有毒有害物質，不再產生廢物，不再處理廢物，它是一門從源頭上阻止污染的化學。”［5］化學實驗在設計上要體現綠色化，盡可能做到原料（反應物）的綠色化，化學反應的綠色化（采用原子經濟性反應），生成物的綠色化以及催化劑、溶劑的綠色化。例如：在涉及氧氣的制取實驗時采用雙氧水分解來制取，二氧化錳要回收等。

2.實驗裝置微型化“所謂微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術?！保?］雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。例如：在“探究微粒的運動實驗”中，可以用試管代替燒杯進行微型化實驗。在一個單孔橡皮塞上插入一根玻璃導管接近試管底，試管內壁貼一張滴加無色酚酞試液的濾紙，從導管口滴上兩滴濃氨水到試管底部，用透明膠封導管口，可以看到，試管里滴有無色酚酞試液的濾紙由下往上慢慢變紅了。

3.實驗設計環?；白罴训沫h境保護方法是在源頭上防止污染的產生，而不是污染產生后再去處理?！保?］實驗設計中我們應該采取一些有效措施使化學實驗對實驗場所和環境的污染降低到最低限度。這些措施主要是：實驗裝置密閉化，避免敞口操作，防止有關物質散佚到周圍環境中；采取收集辦法，回收有關物質；對有毒物質進行無毒害處理；加強實驗場所的通風或采取其他的防護措施等。例如：一氧化碳還原性實驗，對多余的一氧化碳可以回收，也可以燃燒進行無毒害處理等。

4.實驗操作安全化保證實驗安全，是化學實驗教學的原則要求。有一些實驗，由于物質化學性質的特殊性，給實驗增加了難度甚至危險性。在點燃氫氣的導管和氫氣發生器之間，用一個小塑料瓶裝上大約四分之三的水制成一個“安全裝置”連接起來，這樣，即使點燃不純凈的氫氣，爆炸也只是在“安全裝置”中發生，氫氣很少威力小，氫氣發生裝置不會發生爆炸，因此不會發生安全事故。

5.實驗趣味化化學實驗具有動機功能，增加化學實驗的趣味性，可以激發學生的化學學習興趣。例如：在研究燃燒與滅火的條件時，增加演示“燒不壞的手帕”［8］實驗，可以激發學生的興趣。在此基礎上讓學生繼續進行實驗，探討手帕燒壞的條件，則能夠使學生深化對有關知識的認識。

6.利用儀器功能轉化儀器本身沒有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要適用于什么。“反思儀器的別樣用途，可以幫助我們加深對實驗儀器和實驗原理的認識，進行化學實驗的創新?！保?］例如：漏斗可以充當集氣與尾氣吸收裝置，在鈉與水反應氣體產物的驗證實驗中，將漏斗置于水中，倒扣在鈉塊上，產生的少量氣體可順利地富集到試管中。

7.利用學科知識遷移我們往往習慣于使用教材的實驗儀器和裝置，很少重視儀器的笨拙和實驗時的效率，這種視經典為權威的思想往往就是教師缺乏創新的癥結所在。實際上，科學的實驗方法就是應該不斷地發現問題，傳統裝置的不當之處無疑給我們提供了實驗創新的課題。例如：學習“質量守恒定律”內容時，在使用托盤天平稱量氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應前后的質量時，在18×200的中型試管里裝入大約1mL稀鹽酸與酚酞的混合溶液，球形滴管吸入NaOH溶液后，將球形滴管放在試管口，把上述帶有球形滴管的試管放入盛水的100mL量筒中，讓學生通過觀察比較反應前后試管浸在液面中的高度即可（試管作上標記）。改進后的實驗操作起來方便有趣，不用天平而是利用物理上的浮力知識，體現了學科之間的聯系，有利于學生知識的遷移。

8.實驗裝置簡單化教材所選用的實驗方案未必都是最好的，有時候會產生現象不明顯、實驗不容易成功、結果不準確等問題，影響了實驗教學的效果。例如：測定“空氣中氧氣的體積分數”實驗，由于教材提供的實驗裝置密封性和燃燒匙放入不易控制，加上導氣管內尚留有空氣導致誤差因素較多，有時氧氣顯示超過五分之一，讓教師無法自圓其說?？勺鋈缦赂倪M：將小顆白磷放在1.5cm×2.5cm的薄銅片上，置于硬質大試管中部，塞緊橡皮塞，用酒精燈對準銅片加熱使白磷充分燃燒，待試管冷卻后浸入水中，在水面下拿掉橡皮塞，待液面上升穩定后再塞上橡皮塞，拿出水面觀察。改進后的實驗所用儀器少，誤差因素少，結果比較準確。

9.儀器、藥品生活化采用學生熟悉的身邊物品或一些廢品作為化學實驗的藥品，就會使學生產生一種親切感，覺得化學并不神秘，就在自己身邊，有利于調動學生的學習積極性，激發他們進行實驗探究的興趣。例如：用蛋殼代替碳酸鈣制取二氧化碳；測試肥皂水、食鹽水、泥水、蔗糖水、洗發水、食醋、蘇打水的pH值等。許多生活用品甚至廢棄物品也可以用做化學實驗的儀器，這種“物盡其用”的實驗活動能夠充分拓展學生的思維空間，使他們更加關注身邊的化學現象，增強愛護環境、節約資源的意識，更好地學以致用。例如：用小氣球收集氣體，礦泉水瓶做容器，廢棄的醫用注射器做量筒、集氣瓶等。

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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

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1．1實驗器材及教學材料準備

水蚤、一根60/2cm(長/直徑)的玻璃管(一端封閉，類似大試管)、木塞、一個裝有25W燈泡的臺燈、記號筆、長60cm的刻度尺、一塊遮光布、玻璃棒、燒杯、一個邊長約45cm的正方形紙板，以及課件、學生實驗記錄單等。

1．2對教材中實驗設計的調整

為了更好的實現教學效果，對教材中的實驗設計做了如下兩處調整:

(1)加大實驗變量的跨度

教材中要求將白熾燈固定于玻璃管的一端，從而實現玻璃管各個區域的光照強度不同。通過對玻璃管不同區域水蚤進行計數，找出水蚤最密集的區域，并使用照度表測量出這個區域光照強度的的具體數值。但由于玻璃管的長度并不是很長，玻璃管各個區域光照強度差異不明顯，會造成水蚤在各個區域分布的差異不大。另外，很多學校也并不具備照度表這種儀器。因此為了達到明顯可見的實驗效果，可以引導學生利用白熾燈、自然光、遮光布設置強光、弱光、無光三個實驗對照組。

(2)減少實驗動物數量

教材中要求每組的水蚤數量為100只。在實際教學中發現，這樣會在實驗準備和結果計數上花費大量的時間。因此將其改為每組50只，以節約時間，實現較好的實驗結果。

2探究的教學流程

2．1提出問題

教師出示圖片:窗邊的植物。通過復習植物的向光性引發學生對動物是否喜歡光照進行思考。提出問題:你認為水蚤喜歡光照嗎?

2．2作出假設

在觀察和已有知識的基礎上作出假設(由于學生對水蚤不是非常熟悉，有的學生認為可以，有的認為不可以)。

2．3制定計劃

組織學生討論實驗設計方案是本探究活動的核心內容，也是教學難點，如何組織討論非常關鍵。在探究活動中涉及設置對照實驗和控制單一變量等問題，對學生來說有相當高的難度。分三步進行:

(1)實驗變量的控制

教師提出兩個問題:這個實驗的實驗變量是什么?根據這個變量，你會設置幾組實驗?(學生能夠很快發現實驗變量是“光照強度”，設計出幾組具有不同光照強度的對照組)。教師指出，由于實驗器材的局限性和時間的限制，本節課就設置強光照、弱光照、無光照三個組。接下來教師提問:你打算用什么容器來盛放水蚤?用幾個?通過討論達成一致:要把水蚤放在一個容器中，分成三個部分。教師用圖片示燒杯、玻璃管、臺燈等器材，讓大家從中選擇。為了操作的便捷性，學生一致選擇用玻璃管盛放水蚤，將其均分成三段實現三個對照組，還選擇臺燈(強光區域)、自然光(弱光區域)，遮光布(無光區域)來實現不同光照強度。為了嚴格區分強光區域和弱光區域，教師提醒學生可以在大紙板的下方挖個孔，做成擋光板放在兩個區域中進行分割。

(2)無關變量的控制

在討論了實驗變量后，教師提問:除了光照強度這個因素，對照實驗中其他因素要怎樣?(相同)有哪些因素要保證相同?(學生可以說出許多需要保持相同的因素:水蚤的大小、數量、水蚤的饑餓程度、水蚤的年齡、生理狀況、水的體積、水溫、水的pH等等)。教師引導學生分析如何實現這些無關變量的相同。例如，在選擇水蚤時盡可能選擇大小一致、將玻璃管要均分為三段可以實現水的體積一樣，通過搖晃可以使水蚤在各個區域分布盡可能均勻。將這些操作方法逐一羅列在黑板上，為之后實驗步驟的設定做好準備。并提醒學生，為了避免水蚤在實驗前受到光照影響實驗結果，還要對水蚤進行暗處理。

(3)實驗步驟的設計

經過前面的討論，實驗的步驟已經基本呈現。教師出示如下實驗步驟:使用、將玻璃管均分成三段，并做好標記→小心攪拌后，將(5/50/500)只水蚤、清水倒入玻璃管中→輕輕搖動使水蚤均勻分布→蓋上遮光布，約5min→拿去遮光布，給予各個區域不同的光照強度，觀察水蚤的水平移動情況→待時，記錄各段的水蚤數目，為了節約時間，先數水蚤數量(多/少)的區域→為了減少實驗誤差，。通過填寫，讓學生關注一些實驗細節，如“水蚤的數量要適當”“各區域中水蚤的數量穩定后開始計數”“要先數水蚤數量少的區域，小組成員合作計數”“重復實驗減小實驗誤差”等，同時教師也強調操作注意事項。為了節約時間，教師可以讓學生在對水蚤進行遮光處理的5min里完成實驗結果記錄表的設計，為實驗結果的記錄做好準備。

2．4實施計劃

學生以小組為單位開始動手進行實驗，教師在巡視的過程中，提醒學生遮光的嚴密、對水蚤進行遮光處理的5min里要完成實驗結果記錄表，及時記錄實驗結果等。

2．5得出結論

實驗結束后，教師收集各個小組的數據并輸入Excel表格，計算出每個區域中水蚤的平均數。由此發現:隨著光照強度的降低，水蚤數量也逐漸減少。得出實驗結論:水蚤喜歡光照。

2．6討論交流

教師讓學生查看每個小組的數據，是不是所有數據都符合剛才得到的規律。如果有一些數據不符合，可引導學生從動物材料本身、實驗器材、操作方法等方面來考慮產生實驗誤差的因素。學生會發現如水蚤的個體差異、用布遮光時遮的嚴密性不足、對水蚤遮光處理時間不夠等等。從而讓學生形成客觀、嚴謹的實驗態度。

3課堂小結

篇(7)

二氧化碳是一種常用的滅火物質，學生對它并不陌生。但是在過氧化鈉的“作用”下，二氧化碳可以反應生成助燃物質氧氣。這種“滅火劑→助燃劑”的變化過程就是一種非常典型的認知沖突情境構建素材。利用這樣“奇妙”的性質變化設計具有認知沖突情境的教學實驗，無疑對激發學生學習興趣和引導學生對相關化學知識進行深度思考都有顯著的幫助。

2實驗裝置和試劑

試劑：過氧化鈉粉末、玻璃棉、大理石、稀鹽酸、圓形蠟燭（直徑1.5cm，高度2.8cm）、火柴儀器：球型干燥管、200mL燒杯、玻璃導管、橡皮導管、止水夾、氣球（或沙灘球）

3實驗步驟與現象

（1）利用實驗室制取二氧化碳的（簡易）裝置，提前制作一個二氧化碳氣球（氣體未干燥，環境相對濕度75%~95%），扎緊出氣口備用。

（2）取一支干燥潔凈的球型干燥管，用鑷子將適量玻璃棉填充入球型干燥管中，以玻璃棉自然蓬松狀填滿干燥管球型區域1/2為宜。

（3）向填有適量玻璃棉的干燥管中裝入過氧化鈉粉末，以90%以上玻璃棉均勻蘸有淡黃色過氧化鈉粉末為宜。

（4）組裝“雙燭異象”教學實驗裝置，此時兩處止水夾均夾緊。

（5）點燃兩根蠟燭，打開未連接球型干燥管一側的止水夾，擠壓氣球緩慢通入二氧化碳氣體，蠟燭隨即熄滅；夾緊該側止水夾，打開另一止水夾，同樣擠壓氣球緩慢通入二氧化碳氣體，可見球型干燥管中的過氧化鈉粉末開始劇烈反應，同時該側蠟燭的火光顯著變亮。

4實驗注意事項

4.1玻璃棉的使用

實驗中若將過氧化鈉粉末直接填充于干燥管中，會造成填料過實或過疏的情況，前者會使氣流通道堵塞導致實驗失敗，后者則會造成二氧化碳未及時與過氧化鈉粉末反應就通入燒杯使蠟燭意外熄滅的情況發生。筆者經過多次嘗試發現使用玻璃棉填充可以很好地避免這些意外情況的發生。玻璃棉是將熔融玻璃纖維化，形成棉狀的材料，耐腐蝕且化學性能穩定。由于玻璃棉呈細絲狀且較鋒利，因此填充過程應使用鑷子操作，以免手指劃傷。利用玻璃棉填充干燥管球型區域1/2后，再將過氧化鈉粉末附著于上，玻璃棉本身呈絲團狀且較硬，因此可以有效地增大過氧化鈉粉末與二氧化碳氣體的接觸面積，且能夠保持適當的氣通量使實驗順利進行。

4.2過氧化鈉的填充

向填充玻璃棉的球型干燥管（15cm）中裝入過氧化鈉粉末時，應注意填充的數量及分布位置，這與實驗能否成功有密切關系。只有在玻璃棉的分散和定型作用下，使過氧化鈉粉末呈現實驗編號1的分布情況時，實驗可以成功。實驗編號2、3和4由于填料不均勻或者填料過少，使干燥管中通出的氣體中二氧化碳含量偏高，氧氣含量偏低，熄滅蠟燭，導致實驗失敗。

4.3二氧化碳氣球的制作

實驗中的二氧化碳氣源也可用實驗室（簡易）制取裝置現場制取并通入，但是從實驗時間和教學效果等角度綜合考慮，使用二氧化碳氣球提供氣源是更好的選擇。在氣球的選擇上，筆者嘗試使用了普通氣球（乳膠氣球）和沙灘球（PVC塑膠氣球）兩種。結果發現，普通氣球的優點是充氣較易，利用實驗室簡易二氧化碳制取裝置能夠很快將其充起，缺點是實驗過程中容易漏氣，實驗操作難度較大；沙灘球由于是用PVC塑膠制成，具備一定的硬度和定型能力，且充氣口一般有防跑氣設計，所以實驗操作簡便，在教學過程中幾乎不會發生實驗失敗的意外情況，缺點是實驗前期準備需要花費相對更長的時間進行充氣。

5實驗的教學意義