实验教学案例范文

实验教学案例范文第1篇

关键词：中学生物；实验教学；教学案例；设计

一、生物实验教学案例的设计

1.设计实验：叶绿体中色素的提取和分离

1.1 教学内容分析

叶绿体中色素的提取和分离实验是中学生物实验教学的重点和难点，重点是初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法，探索高等植物叶绿体中有几种色素，并能够对叶绿体中色素的种类及颜色进行区别；难点是对提取和分离叶绿体中色素实验原理的理解。由于以往学生虽听说过有关叶绿素的知识，但却从未亲自提取和分离过各种叶绿体中的色素，因此，该实验的设计，既可以激发学生学习生物的热情，又能够加深和巩固所学知识。

1.2 实验设计目的

（1）初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。（2）探究叶绿体中色素的基本种类，并能够对叶绿体中色素的颜色进行区别。（3）通过实验，引导学生将书本知识与实验现象联系起来，提高学生的实验操作技能，培养学生观察问题、发现问题、探究问题、解决问题的能力以及团队合作精神。

1.3 实验设计的原理

（1）叶绿体中的色素在有机溶剂无水乙醇或丙酮中能够发生溶解，因而可以通过无水乙醇或丙酮将色素从叶绿体中提取出来。

（2）叶绿体中的色素种类繁多，且都能够在层析液中发生溶解，但由于受层析液中溶解度的影响，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散速度慢，而溶解度高的在滤纸上扩散速度快。因此，可通过纸层析法将色素从叶绿中分离出来。

2.实验方案的实施

2.1 材料用具的准备

（1）实验材料：新鲜浓绿的菠菜

（2）实验仪器及试剂：干燥的定性滤纸、玻璃毛细吸管、脱脂棉、试管架、试管、烧杯、漏斗、研钵、药匙、棉塞、剪刀、铅笔、天平、直尺、无水乙醇或丙酮、层析液、碳酸钙、二氧化硅等。

2.2 实验操作步骤

（1）提取色素。首先用天平称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。然后将少许碳酸钙、二氧化硅放入研钵中，再加入10ml无水乙醇或丙酮，使研磨充分，溶解迅速。接着向小玻璃漏斗中迅速倒入研磨液，并在漏斗基部放少许脱脂棉。最后，将滤液收集到小试管中，并及时用棉塞将试管口塞紧。

（2）制备滤纸条。用剪刀将干燥的定性滤纸剪成长条形，在滤纸条的一端剪去两角并做好标记，用铅笔在距滤纸条一端的1cm处画一条细横线。

（3）画滤液细线。用玻璃毛吸管吸取少量滤液后，沿着铅笔线均匀地画一条细而直的滤液细线。待滤液干后，可重新画一两次。

（4）分离色素。向烧杯中倒入3ml层析液，将滤纸条轻轻插入层析液中，并将培养皿盖在小烧杯上。注意滤纸条有滤液细线的一端应朝下，滤液细线不能触到层析液。

（5）观察实验结果。注意观察烧杯内滤纸条上有色素带的数量及颜色，并记录观察到的实验结果。

3.教学过程

（1）创设情境，提出假设

通过创设一种让学生主动观察、思考、探究的学习情境，引导学生进入课题，激发学生的探究欲望。教师可联系学生的生活实际，创设生活的教学情境，如，以学生生活中所见的不同季节叶子颜色的变化为情境提出问题：“为什么叶子在夏天是绿色的，而在秋天却是黄色的？”，然后进一步引导学生：黄色秋叶中的色素称为叶黄素，叶子从绿变黄主要是叶子中的色素发生了变化。继续提问：“叶黄素是否仅存于黄色的秋叶中，绿叶中是否也存在呢？”接着在此基础上，组织学生讨论，引导学生提出假设。最后教师引出本次实验：叶绿体中色素的提取和分离，对学生提出的各种假设进行验证。

（2）师生互动，共同探究

该实验属于引导探究性实验，因此，学生可以根据教材中具体的实验操作步骤进行操作，也可以按照教师的引导启发，自己设计实验，但不能盲目的进行实验操作，必须明确实验操作目的，遵循实验操作方法。教师可通过基本的知识讲解与实验演示，引导学生积极思维，主动参与实验设计过程，培养学生探究问题以及实践操作能力。

（3）组织讨论，活跃思维

当实验结束后，教师首先要肯定学生的实验劳动成果，对于优秀的学生予以表扬，并以小组为单位，报告自己的实验结果，然后教师将各小组的实验结果汇总起来，并让学生对此进行深入地讨论，拓展学生的思维，引导学生得出结论。如：除了教材中提到的菠菜外，还可选用什么叶作为实验材料？实验成败是否与色素提取量的多少有关？若滤纸上的滤液细线触到层析液，又会有什么情况出现？等。

二、实验教学案例设计的分析与反思

实验教学的目的并不在于引导学生得到统一的实验结果，而在于引导学生主动地参与实验过程，探究实验过程，从实践体验中掌握科学的探究方法和实验方法，培养严谨的科学态度，提升学生的思维水平，培养学生实践动手能力、创新能力以及合作的精神。

实验教学案例范文第2篇

关键词：单片机；实验教学；改革；机械

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0246-02

单片机已经在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化等领域得到了广泛应用，极大地提高了这些领域的技术水平，各大高校都将单片机原理与应用课程作为工科类重要的专业基础课。随着学科的交叉融合，机械类本科专业不仅要求具备一般的机械设计与制造的能力，还必须具备电子、控制的基本知识，因为目前的机械装备已不再是单纯的机械集合体，而是集机构、驱动、检测、控制等为一体的机电一体化装置。机械装备的设计也不再仅专注于机构与简单驱动的应用，而是集伺服驱动、高精度检测、PLC/单片机等控制为一体的复杂闭环系统设计。单片机课程综合了硬件电路设计和软件编程等技术。单片机原理也是应用型人才培养的需要，现工科院校和高职院校都开设了相关课程。但是，单片机技术日新月异，而大部分高校的单片机课程教学模式却一直延续至今，没有针对技术发展、社会需求做出相应调整，使学生处于被动接受而不是主动求知；传统教学过程中未引入工程实践设计，导致学生缺乏整体设计能力，动手能力普遍较差。因此，单片机课程改革势在必行。

一、单片机实验教学案例研究

单片机实验教学中，课堂教学主要以案例为主，通过案例来分析与讲解单片机原理、应用特点与方法。下面通过单元案例与综合案例来详细说明。

1.单元案例。单元案例就是结合单片机的应用特点，对单片机中常用的功能单元进行案例研究及讲解，目的是使得学生尽快认识和掌握单片机的各个功能单元。（1）最小系统，最小系统是单片机运行工作起来，所必需的最基本电路组成。在接触单片机之前，需反复强调最小系统的各部分组成，对于8051单片机来说，即电源、晶振、复位、片内片外存储器选择的EA引脚。首先在Proteus里搭建最小系统电路，这有利于学生接触Proteus仿真环境，熟悉基本元器件的选取和参数定义。然后在最小电路的基础上，进行单片机控制一盏灯的简单实验，这部分内容可结合51单片机的IO口同时讲解。再次，在51单片机开发板上，让学生认识单片机及最小系统，对一些元器件有基本认识。（2）流水灯，在做流水灯实例时，要考虑LED点亮的时间，亮的时间太长会影响整个过程的速度，亮的时间过短，我们无法观测到。因此，让学生认识到点亮LED的时间是关键，逐步引申到延时的概念，详细讲解程序延时及定时中断延时这两种延时方法及各自的优缺点。程序延时的概念学生较容易接受，定时中断的学习要结合定时/计数器及中断的知识点，重点讲解定时器工作原理、定时中断方法以及程序等。（3）按键和LED数码管显示，按键和LED数码管显示是51单片机常见的输入输出设备。首先，Proteus仿真环境里构建的是独立式按键，利用按键来控制发光二极管的点亮或熄灭；然后，构建4*4的矩阵式键盘，并分析比较独立式按键和矩阵式按键；再次，介绍七段式LED的组成原理，分为共阴和共阳两种，让学生来分析显示不同字符时的代码指令；最后，将4*4矩阵键盘和LED显示结合起来，实现按下键盘中的某个按键时，LED上将显示该键的键值（0-F）。（4）LCD显示，无论是单个LED（发光二极管）还是LED数码管，都不能显示字符及更为复杂的图形信息，这是因为它们没有足够的信息显示单元。很自然地引申出LCD来，转而介绍常见的字符型LCD 1602。首先，在Proteus里构建1602固定显示的实例，可以显示学校名称、课程名称等等；然后，演示动态显示效果，让字符自右向左滚动显示；在演示的基础上，讲解1602显示的原理，固定显示和滚动显示的方法，然后让学生自己实践。（5）AD和DA，在单片机应用系统中，只要涉及到测试与控制，都离不开传感器的检测。而大部分传感器是模拟传感器，检测信号为模拟信号，在送入单片机处理之前需要利用AD转换器将模拟信号转换为数字信号。此时，如果传感器输出的信号为大信号的模拟电压，直接满足转换要求，则可直接送入AD转换器，否则要将信号进行处理，一般是将信号进行放大。让学生回顾理想集成电路的放大原理，构建检测信号的放大电路。可以采用温度检测的实例，在Proteus里构建模拟温度传感器检测温度的模型，利用51单片机常用的ADC0809进行模数转换。DA转换与AD刚好相反，是将数字量转换成相应的模拟量，单片机输出的数字信号必须经过DA转换器转换为模拟信号后，才能对一些控制对象进行控制。对于DA转换器的实验案例，采用基于DA方式的波形发生器，通过按键控制，可输出方波、锯齿波、三角波、正弦波等波形，并在Proteus里利用模拟示波器进行观测。（6）串口通信，在数据处理和过程控制领域，通常需要一台PC机，由它来管理一台或多台以单片机为核心的智能测量控制仪表。这时要使每个单片机应用系统实时的检测数据能在PC机上显示出来，或者通过PC机来调整这些测量仪表的工作状态，就必须实现PC机与单片机之间的通信。串口通信是单片机中常见的通信方式，以串口通信为例向学生讲解通信的基本概念，包括并行通信、串行通信以及常见的串行通信方式。在Proteus里构建PC机与单片机之间串口通信的实例，进行数据的发送与回传接收。

2.综合案例。在学生基本掌握单片机的上述单元案例后，结合机械类专业的特点，设计两个综合案例，分别为：（1）温湿度监测系统。利用温湿度传感器定时检测环境的温度和湿度，将检测信号AD转换后输入到单片机，一方面进行1602 LCD的实时显示，另一方面将检测温湿度数据通过串口发送至上位PC机。这个综合案例考察到了定时器、AD转换、LCD显示、串口通信等知识点。（2）PWM控制电机调速。要求产生脉冲频率为1Hz，占空比0-100%可调。这个综合案例考察到了PWM波形生成方法、步进电机调速等。

二、单片机实验教学的考核方式

由于单片机课程的教学方式基本以案例和实践为主，也须对原有的考核主要以考试为主进行改革。采取的考核方式主要为综合实践，即2-3名同学组成一组的形式，自定一个综合实践题目，就题目展开分析和讨论，并展开单片机硬件系统设计和程序设计，然后确定并绘制单片机综合实践系统的硬件图（在Proteus中完成），并编写单片机综合实践系统的软件。最后每个项目组指派一位同学，在课堂上通过ppt方式阐述设计理念及具体的设计流程，并接受老师及台下同学的提问。本次综合实践占单片机原理课程总成绩的50%，对于设计选题及设计、答辩完成得较好的项目组，给予期末成绩加分的奖励。

三、实验教学效果

通过单元案例和综合案例相结合的实验教学方法，以模块化、系统化的结构进行单片机原理课程的授课，能够让理工科学生特别是机械类学生在认识到单片机应用特点时，能够综合运用所学知识，实际开发一些单片机应用系统。以上具体方案，经过三年的教学实践及效果反馈，效果良好。

参考文献：

[1]许超，吴新杰.任务驱动式实践教学在单片机课程中的应用[J].渤海大学学报：自然科学版，2011，32（2）：180-183.

[2]张毅刚，胡瑞强.基于Proteus的单片机课程的教学改革与实践能力培养[J].教育教学论坛，2012，（5）：149-150.

[3]黄云峰，程启明，刘刚等.“MCS-51单片机原理”课程实验教学的现状及改革[J]，2011，（19）：124-125.

[4]赵冬梅.工学结合教学法在单片机课程中的应用[J].教育教学论坛，2011，（24）：34-35.

[5]王硕旺，洪成文.美国麻省理工学院工程教育的经典模式：基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

实验教学案例范文第3篇

实验器材：土豆、水杯、水。

这些器材都来自学生身边，学生都能很容易获得，这样能使学生亲力亲为地动手实验，真正领悟物理就在身边，明确生活中到处有物理知识。

实验过程：将实验桌上的土豆投入水中，观察它们在水中的浮沉情况。

教师指导提问：观察到什么现象？

学生会看到土豆下沉。

教师提问：同学们有什么办法能使土豆上浮到水面上呢？

学生开始讨论，并提出各种猜想：

（1）将土豆切掉一部分，进而拓展大块土豆还是小块土豆会上浮还是下沉？

（2）将土豆用小勺子挖成小船。

（3）将土豆用勺子掏成空心。

……

学生猜想完毕后进行实验，并思考通过什么方法改变土豆的浮沉情况。

学生在动手实验中的兴趣十分浓厚。各个小组为了验证自己的猜想，展开了实验。亲自动手实验可以帮助学生总结结论。

学生会惊奇地看到（1）的猜想，无论是大块土豆还是小块土豆都不会上浮，进而验证浮力的大小与物体的体积和质量无关。

实验结束后，教师再次提问：“重的物体一定下沉，轻的物体一定上浮吗？”“受浮力大的物体一定上浮，受浮力小的物体一定下沉吗？”组织学生讨论分析，并通过动手实验得到论证，从而得到“物体的自重和物体所受浮力的大小都不是决定物体浮沉的唯一因素”，得出结论：只有当物体的重力大于浮力时，物体才会下沉；当物体的重力小于浮力时，物体才会上浮。

动手实验可提高学生的共同参与程度，培养学生相互协作的精神，同时，学生通过实验观察现象，解决问题，获得物理知识c规律。这样获得的物理知识，学生会终生难忘。

二、制作彩虹

1.实验一

实验准备：清水、洗脸盆、小镜子。

实验操作：第一，取一小盆，加入一部分水，把镜子斜放于盆内；第二，使镜面对着阳光，在水盆对面的墙上就能看到美丽的彩虹。

2.实验二

准备材料：水、玻璃杯、白纸。

实验步骤：第一，把装水的玻璃杯拿到阳光可以照射到的窗台上；第二，把纸放到阳光透过杯子投射进来的地方，调节白纸的位置，这样在纸上就可以看到彩虹。

结论：太阳光（白光）是复合光，它是由多种色光组合而成的。

本节内容在考试中比重并不大，但教师切切实实地指导学生做好这些实验，学生会观察到美丽的彩虹，那种成就感不言而喻。学生在实验中会对物理产生极大的兴趣。

三、实验感悟

感悟一：教师的演示实验并不能保证每一位学生都能观察到，体会到，感悟到。学生亲自动手实验不是教师的演示实验能代替的，在实验中学生能真正看到、听到、感受到，确确实实地动脑了，学到了知识，不仅获得了兴趣，还牢牢记住了知识。

感悟二：有些学校的实验器材配备不足，没有专门的实验员。从准备实验、操作实验，到整理实验教具，这个工作十分繁琐，有一部分教师怕麻烦，放弃了实验教学，把分组实验变成了演示实验，演示实验变成了口述感受实验，从而使有趣的物理教学变成了枯燥的灌输教学。如果教师能够让学生自己准备实验道具，既能减轻物理教师准备器材的负担，也能使学生切切实实感觉到我们身边处处有物理。

感悟三：学生在准备实验教具的过程中，能动脑研究，发现身边的物品所蕴含的物理知识，体会到物理知识来源于生活，最终也应用于生活、服务于生活，使学生明白学习是有用的，从而主动去探求知识，而不是被动地接受知识。

感悟四：兴趣是最好的老师。这句话展示了一个学生学习好的本质原因，也是教育者一直在探求的。当学生对某一个学科产生了极大的学习兴趣时，那么他在这一学科的学习之路会走得更远，学习起来更容易。没有什么难事能阻挡专心致志的人。兴趣是一个学生学习的原动力，所以培养学生学习物理的兴趣是提高物理成绩的关键环节。

参考文献：

实验教学案例范文第4篇

一、人教版化学教材实验的内容和特点

首先，笔者先来分析人教版化学教材的内容与特点，然后根据内容的特点来确定实验的内容与方式.首先，我们从教材可以看出，人教版高中化学教材主要从实验学化学到化学物质及其变化到从实验走进化学等.我们发现，教材中的化学实验，不仅较好地反映了新课程标准的学习目标，而且还更加注重学生的生活体验，所选实验来自于生活、贴近生活，让学生易懂易接受，而且对于同一知识点的展现手段也灵活多变，如，在“几种重要的金属化合物”这一章节的焰色反应的学习中，为了让学生更加理解“钠”的焰色反应，还利用多媒体课件分析了我们日常生活中常见的烟火.这种将理论和生活实际相结合的自主探究性设计，培养了学生良好观察能力以及学生利用实验与生活结合的创造力，激发了学生思维，让学习更具灵活性.

二、人教版化学教材中实验设计的类型及特点分析

化学实验因为实验的内容与实验的地方都不同，所以在设计实验的时候，教师要根据化学实验的这一特点安排不同的实验方式.但是，化学实验都有一个共同的目的，那就是在实验的过程中，提出问题，构思出实验假设，然后根据自己所学的知识，将提出的问题解决.根据实验的内容与特点，有三种不同的实验方式.

1.演示操作型实验设计

演示操作型实验，顾名思义，就是一种教师进行演示，学生观察实验的实验方式，在教学的过程中，教师通过演示实验的基本操作与流程，使学生通过直观的感受，学习到实验的方式，以及在实验过程中要注意的事项.学生通过观察直观的现象来解决教师在实验前预留的问题.例如，上面提到的“焰色反应”，利用钠的特殊性，设计一个关于钠的燃烧实验，在实验的过程中，教师以边演示、变实验的形式进行.在这一过程中，教师先给学生展示实验所需要的材料，然后再复习先前学过的知识，复习实验器具的使用注意事项，这样的实验复习形式，能够提高学生在实验过程中的严谨性，减小实验过程中的危险性，以及实验失败的几率.接着，在实验的过程中，燃烧金属钠，让学生直观的感受到生成的黄色火焰以及实验产生的黄色固体，这样就能对实验的结果有更加深刻的印象与理解.通过这一事例，我们可以知道，演示型实验就是直观的感性理解，这种教学形式就要求教师在教学设计上具有一定的灵活性，必要时还可引进一些课外知识，增加化学与生活的联系，让生活融入化学教学设计中，使实验更有实效性和启发性.

2.边讲边做型实验设计

在化学课堂教学的过程中，教师与学生的互动实验是，教师带领学生并指导学生进行实验，在实验进行的过程中，讲解与分析实验的原理及步骤，让学生与教师之间形成良好的互动，形成一种和谐的课堂氛围，调动学生的学习积极性，这也就是边讲边做实验.例如，二氧化硫性质的实验.在实验初期的准备阶段，我们首先要检查试管的干燥度，气体是否是集满的，因为如果气体收集不满，就会使液面的上升减少，导致液体的变化不明显，这样实验就不能成功，所以实验前的准备工作要做好.二氧化硫需要借助亚硫酸钠与酸反应来制备.品红溶液的质量分数以0.01%左右为宜，这样就会使溶液显酸性，但是又不至于影响实验的效果.二氧化硫不是万能的漂白剂，有些有色物质是不能被二氧化硫漂白的，所以在使用二氧化硫漂白的过程中，要先试验它的漂白效果.在讨论二氧化硫的漂白性时，与前面所学的知识（次氯酸的漂白作用）进行比较，使学生能够系统地理解漂白的原理，教会他们正确找出两种物质的区别.

3.学生探究型实验设计

学生探究型实验，顾名思义，是指学生在自己思考及动手的情况下，完成既定的实验.这种探究型的实验考查学生的创新思维能力及组织实验能力，并且全面考查了学生在课堂教学过程中的学与用的问题.在设计实验的过程中，要学会积极思考，判断分析，并且结合教材内容设计出切实可行的实验.例如，教材“几种重要的金属化合物中”有一小节要求学生区别碳酸钠与碳酸氢钠固体的实验，就是属于学生探究型实验，教师要求学生设计实验区分Na2CO3、NaHCO3的水溶性、Na2CO3、NaHCO3和盐酸、澄清石灰水、氯化钙溶液反应、Na2CO3、NaHCO3的热稳定性，然后结合教材给出的问题，完成表格记录，使学生掌握两者的区别.在实验的过程中，学生要注重两种物质不同的化学性质，然后以此为依据设计实验，并且在实验的过程中学会溶液的测定，试管、胶头滴管的正确使用以及加热操作等，通过这种学生自主设计实验的方式不但提高学了学生的动手能力，还在一定程度上启发了学生的思维，使学生更加会学习，爱学习.

三、人教版化学实验的设计与应用分析

以人教版化学教材中“几种重要的金属化合物”，用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备实验为例，首先采用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的O2且在用硫酸亚铁晶体配制溶液时还需加入稀硫酸和铁屑；观察实验结果的时候，我们发现会生成白色Fe（OH）2沉淀，接着用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液.这样的操作能避免生成的Fe（OH）2沉淀与空气中的氧气接触而被氧化.

再以教材中“富集在海水中的元素―氯” 为例，介绍氯气的化学性质.首先设计实验，氯气与金属反应.在实验开始前，就先预设问题：“氯气除了和金属钠反应，是否还会和其它金属反应呢？”我们设计了一个实验，通过实验的证明Cu+Cl2CuCl2这一方程式，所以我们能够推断出，氯气与铜在燃烧的过程中，相互发生化学反应， 知道铜在氯气中燃烧时，会产生棕黄色烟和绿色溶液.这就说明，氯气除了与金属钠反应外，还会与铜发生化学反应.接着需要学生设计实验，得出氯气与非金属反应的结论，让学生自主设计实验，教师只提供化学方程式H2+Cl22HCl，学生通过实验记录实验结果.这时候教师可利用实验，提出问题“可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢？”学生在做完氯气与非金属物质的反应的实验以后，自然会重新给燃烧下定义.从而可以得出燃烧，发光放热的剧烈的化学反应.教师利用实验，布置课外作业，可以让学生以小组为单位，在给定的化学方程式下进行课外延伸拓展实验：2P+3Cl22PCl3（液）2P+5Cl22PCl5（固）（燃烧，白色烟雾）.最后，设计实验或者教师演示实验：氯气与水反应.利用这个知识来介绍自来水消毒知识.并且在此基础上让学生写出氯气漂白原理的方程式，Cl2+H2OHCl+HClO，2HClO2HCl+O2.再次用实验来探究氯水的漂白性的本质原因.

实验教学案例范文第5篇

在深化教育改革的今天，大胆解放思想，充分重视学生的质疑能力、创造能力的培养，健全以学生为主体，以开发个体创造能力为宗旨的教学模式，是新课程背景下中学课堂教学改革的方向，而物理教学在发展学生创新精神和实践能力方面有着得天独厚的环境和条件。

2 背景

高二物理（选修3-2）“楞次定律的应用”一节课，主要是在回顾、复习楞次定律内容的基础上，给学生出示实验仪器，包括灵敏电流表、线圈（等效代替金属棒切割磁感线）和蹄形磁铁，用这些仪器做演示实验，让学生仔细观察实验现象，引导学生认真分析现象后得出“右手定则”的内容，然后应用“右手定则”解题完成教学。

3 问题的出现

上课开始后，笔者先引导学生回顾以前所学的内容，包括安培定则、左手定则和楞次定律，并由学生叙述楞次定律在具体问题中如何应用；然后给学生出示实验仪器，包括灵敏电流表、线圈（等效代替金属棒切割磁感线）和蹄形磁铁，用这些仪器做演示实验，让学生仔细观察实验现象，引导学生认真分析现象后发现其结论与“右手定则”中所体现出来的结论正好相反（很多学生在课前已经看过右手定则的内容）。这时，在学生中产生躁动，有的学生说“右手定则”的结论不可靠，眼见为实；有的学生在议论实验仪器有问题；有的学生说教师的操作有误……整个课堂七嘴八舌，议论纷纷。这也使笔者感到奇怪，此时只能用下面的问题阻止大家散乱的讨论：光猜测没有用，我们要想办法来证明你们的猜测，但怎么证明？

4 问题的分析

经过进一步的引导和讨论，根据问题的焦点和角度，将学生分成6组，具体分组情况如下：

小组1认为问题出在电流表的偏转方向与电流方向不一致（即左进左偏，右进右偏）所致；

小组2认为教师所用线圈（等效导体棒）中导线的环绕方向有问题；

小组3认为是教师实验用的蹄形磁铁的极性（N极和S极）不对所致；

小组4中的一部分学生对右手定则的正确性持怀疑态度；

小组5认为教师在某个环节的操作有误，具体问题在哪儿不能明确说出；

小组6对应用楞次定律判断感应电流的方向有肯定认识，对右手定则的结论也不怀疑，他们没有明确的问题提出。

要求前面4个小组分别写出验证方案并用该方案进行实验验证，然后再进行理论分析（能否找出具体原因和证明依据，由学生小组内部自己讨论）。

5 问题的解决

教师依据学生分组情况，让每个小组应用学过的理论知识分析可能原因，并在尽可能的情况下动手做实验，证实自己的推测和分析。给学生20分钟时间让学生讨论、分析、探究，教师深入小组中参与学生的讨论（注：实验中其他仪器不能再用教师演示用的仪器，各小组根据需要分别到实验室做相关的实验）。

小组1（电流表偏转方向有误组）所提出的方案：方案一，利用干电池判断电流表的偏转方向；方案二，利用学生电源判断电流表的偏转方向；方案三，有学生建议直接拆开电流表，利用电流表的工作原理应用左手定则来确定正确性。

小组2（线圈绕向有误组）所提出的方案：方案一，学生直接拿着原有线圈看绕向或拆开来看；方案二，利用通电导线在磁场中的受力情况（左手定则）来判断；方案三，利用通电螺线管产生的磁场（安培定则）和小磁针的偏转方向判断；方案四，应用楞次定律的方法判断。

小组3（磁铁极性有误组）所提出的方案：方案一，再拿一个极性正确的磁铁或小磁针与该磁铁之间的作用来判断；方案二，利用该磁铁与通电导线间的作用力方向（左手定则）来判断；方案三，利用该磁铁与另外相应的肯定没有问题的仪器重做此实验多次，看结果是否与右手定则相符；方案四，利用该磁铁与其他仪器验证楞次定律的方法来判断。

小组4（右手定则有问题组）所提出的方案：方案一，分别利用楞次定律和右手定则的方法判断结论是否一致；方案二，认真分析左手定则、安培定则和右手定则的联系和区别。

小组5（教师操作有误组）所提出的方案：由他们自己重做实验，认真分析每一步操作意图并做好记录，最后观察现象和分析结果，看是否与教师所做的结果一样。

小组6（找不出问题组）所提出的方案；先让他们自己认真看书，研究安培定则、左手定则、楞次定律和右手定则之间的关系，然后再进行分析和讨论。

各小组经过20分钟的时间进行实验探究和理论分析后得出各自的结论。

小组1：利用以上几种方案得出电流表指针偏转方向与电流方向是正常的对应关系（即左进左偏，右进右偏）。

小组2：利用所提方案实验验证线圈绕向没问题。

小组3：利用所提方案得出结论，磁铁极性标错（即N应标为S，S应标为N）。（此时整个课堂再一次议论纷纷：怪不得老师的结论与右手定则的结论矛盾……笔者露出会意的笑容，立即要求学生保持冷静，继续倾听其他小组的发言。）

小组4：他们经过进一步的学习、分析和讨论，得出右手定则没问题。

小组5：他们经过认真重做实验，发现结果同笔者刚开始得出的结论一样，于是该部分学生自动解散，各自又有新的想法后合并到相应的小组一起参与探究、分析。

小组6：他们看书后觉得书上说的都没错，但自己还是不知道问题究竟出在哪儿，他们用期盼的眼神等待其他小组的结论。

学生汇报完各自的方案和结论后，立即组织学生进行小组间的交流、评价和谈一些学习心得。最后，笔者根据各小组的活动情况做出中肯和积极的评价，结束本节课的教学。

6 教学反思

笔者在准备实验时已经发现此问题，就想利用该仪器在课堂上做演示实验，看学生有什么具体的反映，依据学生的具体反应再做相应的探究教学。结果发现教学效果出乎意料得好，虽然本节课的教学内容没有完成，但整堂课可以说学生是真正参与到其中而乐于探究，气氛活跃，师生角色到位，关系融洽，课堂教学生活化气息浓厚，给学生和笔者的影响及收获远远大于本节课内容教学本身，也为以后探究式教学的进一步深入开展做了一次有益的尝试。

从学习理论角度分析，这是一次成功的内隐学习活动。内隐学习的理论是美国心理学家在20世纪60年代提出的，指的是在偶然的、无意识的状态下获得某种知识、经验和技能的过程。在这堂课前，学生并不知道所要获得的是什么，更无法有意识地将其提取出来，教师也没进行有意识的安排，却在这一节物理学习活动中收获了右手定则、左手定则和楞次定律等知识和综合运用的能力、动手实践的技能及解决问题的方案，其效果是教师讲解所不能代替的。

成功的教学是一种创造，笔者深感物理课堂教学是一门博大精深的艺术，是无止境的。在本节教学活动中学生成了真正的探索者，他们是在“必须竭力去解决这一具体矛盾问题”的实际目的、真实行为的活动中去学习的。从而充分激发了学生内在的认知学习系统，并使之进入最活跃的状态下进行学习。从课堂对各方面知识的理解和运用所学知识设计方案、解决具体问题的角度看，学生获得了学习的动力和能力，创造性思维和动手实践等多种能力得到充分发展。由此看来，要培养学生的创新精神和实践能力，关键问题是要有创新意识，敢于突破传统教学模式，创造性地构建新颖的、符合学生身心发展特点的教学设计，始终把学生当做课堂教学的主体，充分让他们扮演主角，动手动脑。只有这样，才能使学生具有强大的竞争力，教育才是合格的。

参考文献

实验教学案例范文第6篇

初中八年级物理第一章《物态及其变化》第四节“汽化和液化”有关于液体沸点与气压关系的结论：液体的沸点随气压的增大而升高，随气压的减小而降低。这一结论通常是以直接告知的方式让学生了解的，课本通过对高原地区水的沸点低，导致鸡蛋、面条煮不熟，高压锅是高原地区必备的炊具这一事实进行佐证，来帮助学生理解、记忆这一物理学的基本结论。

本人在实践教学中发现，用真空罩附抽气盘可以方便地开展液体沸点与气压关系的演示实验，从而使学生形象而直观地理解这一基本的物理规律。具体做法如下：

用小烧杯接一杯烧开的水放到抽气盘上，并将真空罩与抽气盘连接在一起。这样就将真空罩内的气体密封了起来（如图1所示）。

再将抽气机与抽气盘连接，并打开抽气盘上的阀门，用抽气机开始抽气（如图2所示）。

随着不停地抽气，导致真空罩内气体的压强越来越小，我们将会看到原本已经停止沸腾、温度低于100℃的水在不用加热的情况下会重新沸腾起来（如图3所示）。

这说明在气压减小的情况下，水的沸点降低了。反之，如果气压增大，则水的沸点会升高。

另外，本人在实验中还发现：不需事先加热至沸腾，在常温下，随着抽气，23℃的水中就会产生大量的气泡，但因为真空罩密封性的问题，不能观察到明显的汽化现象。但当水温达到35℃的时候，随着抽气，烧杯中的水会发生剧烈的沸腾现象，而这一温度远远低于兰州市水的沸点――97℃。

在本实验的具体操作中，我们还需要注意一个问题，那就是要防止水进入抽气机。在本实验中，随着抽气机的不断抽气，水会发生剧烈的沸腾，必然有一部分水会从烧杯溅入抽气盘底座，而进入抽气盘底座的水又会从抽气口经皮管进入抽气机。如果不小心让水进入抽气机，这无疑会影响抽气机日后的正常使用和工作。所以，为了防止以上事件的发生，在实验中，当我们观察到水的剧烈沸腾后，要及时停止抽气。

二、用真空罩和抽气机模拟气球高空爆破的原理暨研究气体压强和密度的关系

我们知道节日里放飞的氢气球在升入高空后会因为外部大气压强的逐渐减小而体积膨胀得越来越大，超过一定限度，最终将气球撑破。但这一事实，人们只能根据理论分析得到，却不可能亲眼目睹。本人在教学实践中发现，可以用真空罩、抽气机和小气球模拟氢气球升入高空后自动爆破的原理。具体做法如下：

将小气球稍微吹起一些后，将吹气口密封（直接捆绑气球或用细线捆绑）。将气球放入真空罩抽气盘上，并将真空罩和抽气盘连接起来，并观察抽气之前真空罩内气球体积的大小（如图4所示）。

打开真空罩抽气盘上抽气阀门，开始用抽气机抽气。随着抽气，再次认真观察真空罩内气球体积的变化。图5是本人在实验中拍摄的照片：

分析气球体积变化的原因：

在实验中，真空罩内的气球是密封的，随着抽气机的工作，真空罩内气体的数量越来越少，产生的压强也越来越小，即气球外部的气体压强越来越小，而气球内外的压力差也越来越大。这一向外的压力差将会使气球的体积膨胀得越来越大，超过气球的弹性限度，就会将气球从内向外撑破。

类似的原理，氢气球在升入高空后，随着海拔高度的不断增加，气球外面的大气压强越来越小，气球内外的气体压力差也将越来越大，氢气球的体积也将膨胀得越来越大，超过一定限度，将氢气球从内向外撑破。这也就是我们知道的氢气球升入高空后自动爆破的原因。

这样，我们就可以通过一个简单的模拟实验和类比分析，化抽象为具体，化想象为目见，使学生轻松掌握氢气球升入高空自动爆破的原理。

除此之外，利用这一实验，从另一个角度，我们还可以研究气体的压强与气体密度的关系。在抽气开始之前，因为气球是密封的，气球内空气的质量、温度、体积是一定的，所以气球内的气体产生的压强也是确定的。随着抽气，真空罩内空气的密度越来越小，而气球越来越大，这说明气球内外产生的压力差越来越大。这表明随着抽气，随着真空罩内气体密度的减小，气体产生的压强越来越小。而在这个实验中，真空罩内气体的温度和体积变化不大，作为次要因素，均可忽略不计。由此可以得出下列结论：在温度和体积不变的情况下，当气体的密度减小时，压强减小;反之，当气体的密度增大时，则气体产生的压强增大。关于后一结论，我们可以在实验中将抽气机替换为打气筒来向真空罩中打气来进行实验验证。

抽气机和真空罩附抽气盘，这是中学物理实验室必配的常用仪器。通过这样的简单组合和应用，用简简单单的实验就可以使抽象的物理规律形象而直观地呈现在学生的面前。这既有利于学生对这一规律的理解和记忆，也提高了学生对物理探究的兴趣。

实验教学案例范文第7篇

一是动物因适应环境，如逃避敌害、争夺食物、配偶和栖息地、完成繁殖等所进行的一系列运动，在神经系统和内分泌系统的调节下，由骨骼和肌肉共同完成。

二是动物的行为使其能适应环境的变化，提高其存活和繁殖机会。

三是动物的行为由先天遗传或后天学习而获得。

案例1：探究蚂蚁的觅食行为

苏科版八年级上第六单元第17章第2节―《动物的行为》，呈现的重要概念非常清晰，一是动物的行为及其类型；二是动物行为的特点和意义。本节书上建议活动是探究蚂蚁的觅食行为，这个探究活动与学生的生活密切相关，由于学生在日常生活中就能接触到这类常见的小动物，所以蚂蚁作为探究活动的研究对象非常适合。

为了让探究实验更加充分和科学，我首先抛出了探究蚂蚁觅食行为的重要问题：第一，决定到什么地方去探究蚂蚁的觅食行为；第二，取食什么类型的食物来作为蚂蚁觅食的对象。学生根据问题进行探究活动的方案设计并付诸行动。

取食什么类型的食物来作为蚂蚁觅食的对象这个重要问题，我们分为了两大组，A组主要是探究气味对蚂蚁觅食的影响，B组主要探究颜色对蚂蚁觅食的影响。两大组又分为若干小组，每一个小组可以设计不一样的探究方案，并选择校园中不同的环境为实验地点，如小花园、教学楼走廊、操场上等。具体探究方案及记录表如表1、表2所示。

食物的分布

1.如果找到蚂蚁洞穴：食物围绕洞口放一个圆形（如右图）。

2.如果未发现蚂蚁洞穴：食物分布距离均等（如下图）。

案例1的分析与反思：

“探究蚂蚁的觅食行为”给我印象最深刻的是第一个问题就让大家争论不休，有的学生认为要到校园里去探究蚂蚁的觅食行为，有的学生则是想先去抓蚂蚁，然后带回实验室进行探究。我本来已经从淘宝买了云南的大蚂蚁回来，准备当学生把探究方案设计出来就分给他们进行探究，没想到探究实验的活动地点就引起了大家的争论。突然有个学生说：“蚂蚁要是离开了自己生活的环境，还能找到回家的路吗？还能找到食物吗？”这个问题一下把大家都问住了，没有人能够给出肯定的答案。本学科课程标准要求“教师应帮助学生在学习过程中理解结构和功能的统一性，并注意引导学生到周围环境中去观察动物的运动和行为，培养学生的观察能力和学习兴趣”。本次的“探究蚂蚁的觅食行为”与以往的探究实验有不同的地方，动物的各种行为都是动物对复杂环境的适应性表现。所以我在网上买来的云南蚂蚁离开了它们习惯的生活环境，来到实验室，呈现出来的行为也许和它们原来的行为是有偏差的，没有对照，我也无法确定。我为什么不能引导学生先进行自然界的蚂蚁觅食探究，再把蚂蚁抓回实验室进行进一步探究，前后进行对照，这样得到的结论是不是更加科学准确呢？所以我制止了争吵，引导学生先进行自然界蚂蚁觅食的探究，再进行实验室蚂蚁觅食的探究，然后进行前后对照。

设计探究方案的时候，我们还确定了气味和颜色两大影响蚂蚁觅食的重要变量，探究小组根据学生们感兴趣的方向进行了自由组合，并根据对照实验的要求，尽可能地减少误差来选择食物的种类、大小等。最后大家还设计了实验记录单，并做了课中、课后反思，分析探究中的方案的漏洞，以及改进的方案，力求探究活动在保持一个变量的情况下进行多方位、多层次的对照比较，最后得出科学准确的结论。

案例2：探究骨的成分和特性

苏科版八年级上第六单元第17章第1节―《人体的运动》，需要学生掌握的重要概念是骨、骨连结和骨骼肌组成了人体的运动系统。本节教材建议的实验内容是观察长骨的结构，因为骨是构成人体、动物体运动系统的重要载体，骨既具有坚固性又具有弹性。在学生看来这是一个很难理解的重要概念，所以本次实验我设计了2个课时，第一课时首先来探究骨的成分和特性，通过探究实验重点理解骨的成分及物理特性，进一步阐述人的一生中骨成分的动态变化，为下一课时观察长骨的结构做好准备。

根据本章信息库中的阅读材料“组成人体骨的成分”，学生初步了解到骨中含有无机物和有机物两类成分，无机物主要是钙盐，使骨脆硬；有机物主要是蛋白质，使骨柔韧。那么问题来了，如何鉴定出骨中的无机物和有机物呢？我鼓励学生利用课外的时间去化学老师那里进行请教并获取如何鉴定无机物和有机物的方法。通过同学们的努力，他们从化学老师那里知道了两个原理。

1.用煅烧法鉴定骨中有机物的原理：有机物一般容易燃烧。

2.用盐酸浸泡法鉴定骨中无机物的原理：无机物一般不易燃烧，但无机物在与盐酸发生化学反应时能被溶解出来。

方法找到了，现在要确定实验材料，学生带来了鲫鱼的鱼骨、鸡翅骨、猪长骨、羊的长骨等。通过小组讨论，他们选择了2种相对比较小的骨进行分组实验（鱼骨和鸡翅骨），如表3、表4所示。

探究实验的结果发现，鱼骨在被盐酸浸泡后能够弯曲打结，鸡翅骨也能很轻松弯曲，不像先前非常的坚硬，硬度和弹性都发生了变化。同时煅烧2种骨的时候都能够持续燃烧一段时间。最后得出的结论是：骨中既含有无机物钙又含有有机物，所以骨既坚固又有弹性。

案例2的分析与反思

“探究骨的成分和特性”是我在原有教材上建议的活动中增加的一个探究实验，因为一是这个探究实验能够突破“骨的特性”这个重要概念，为学生理解骨的结构做好准备；二是关于这个探究实验的原理，学生在生活中就有一定的知识储备，再通过小组讨论和请教化学老师，可以设计出有效的对照实验方案。

通过充分的探究，最后得出的结论是，“骨是由硬脆的无机物和柔韧的有机物组成的；骨的物理特性主要表现在硬度和弹性两方面，这是由它的成分决定的”。在这个过程中充分发挥学生的探索创新精神，鼓励学生敢于发表自己的不同见解，提高学生分析问题、解决问题的能力。

探究实验课临近尾声，我还在大屏幕上打出了一张“人的不同时期骨成分含量表”（如表5），引导学生根据实验结果来解释生活实际，事半功倍。

在实验教学中引导生物学重要概念学习的实例分析

当代生物教学的课堂不仅是教师讲解和演示的过程，更是师生交流、共同发展的互动过程，过去的灌输式教法在自然科学学科中的分量越来越少，本学科课程标准提出要引导并组织学生进行探究性学习，就是要让学生在探究实验中理解生物学的重要概念。可以看出，以上两个探究实验案例都是经过师生的精心准备和实践来完成的，使得本章的重要概念目标的达成水到渠成。

第一个“探究蚂蚁的觅食行为”实验案例，为我们体现了生物学的“科学世界”与学生身边的“生活世界”的统一，让学生亲身参与到蚂蚁的觅食探究中，学会用科学、辩证的眼光去分析探究实验中遇到的困难，像确定蚂蚁觅食的地点、食物等都进行了充分的讨论，老师也及时鼓励孩子进行生成实验方案的设计，并大胆实践，最后得出了相对科学的结论，使学生在知识、技能、情感等方面得到了提升。

实验教学案例范文第8篇

【关键词】典型实验教学;视频案例;教学设计

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2009)07―0053―03

高等学校本科教学质量与教学改革工程中提出“建设实验教学示范中心”,“大力加强实践教学”,“推进实验内容和实验模式改革和创新”[1],典型实验教学视频案例必将是一个重要突破口。如,它能供学生网上自学,可辅助实验课堂导学等。但总结先前制作的一些视频案例,要么是对整个实验课堂的写实性的笼统记录,缺少选择性;要么是注重表演式的小品,教学性不强,多数都是制作时对教学设计环节把握的不够。如何从教学设计角度规范与优化一般典型实验教学视频案例的制作,将具有重要的现实意义。

一 相关概念的界定

1 典型实验教学视频案例概念的界定

信息化教学案例,一种通过高效利用各种媒体技术,尤其是多媒体和网络技术,信息化方式的呈现,含有丰富信息资源的教学案例。而应用最广泛的是通过视、听觉共同刺激,帮助学习者更好地理解所学内容的视频案例。它可以提供较书面叙述型案例更多的背景信息和资料来源,具有强烈的真实感和可信度。通过整合图文声像等素材的视频案例,可把大量的、多样性的数据采用非线性方式编辑组合,拓展了传统文本案例在教育中的功能[2]。典型实验教学视频案例作为信息化教学案例的一种,其源于教学实验实践但又不是简单的实验活动实录。一个好的典型实验教学视频案例除了把试图要反映的事件发生的背景交代清楚,还要使得教学案例的描述深入浅出、引人入胜,真实、直观地再现具有复杂性、不确定性和问题性的实验教学过程,为学习者接受先进理念、掌握实践技能提供真实学习情境[3]。今天教育最为深刻的危机之一,就是培养和塑造“知识人”成为根深蒂固的理念。基本技能的培养是必要的,但为思维而教则应得到更多的关注[4]。一般教学专题片侧重让学生掌握已有的程序性知识,而典型实验教学视频案例是课程中具有典型示范作用的内容,更强调让学生探究思考丰富的策略性知识。

2 实验教学视频案例制作中的教学设计

任何一种教学都必须进行教学设计,虽然有时教学设计不需要写成文字,但在实际操作中都在无形使用。笔者已有不少信息化教学案例的制作经历,通常给视频制作过程带来最大影响的不是现场拍摄,不是后期编辑,而是对于整个教学案例的系统设计。案例教学作为一种教学模式,它是把教学设计理论运用到教学实践过程中的一种方式,所以在案例教学的制作过程中必须遵循教学设计的基本原则。典型实验教学视频案例的教学设计,不仅仅是实验教学设计与视频制作设计的简单相加,而是将二者有机的结合完成的系统设计。目前影响范围最广的系统化设计模式有循序操作、层层落实的迪克¬-凯里模式和统揽全局、着眼整体的肯普模式两种。对于具体的设计模式要从实际问题出发来确立[5]。结合视频案例要按照录制的顺序播放的总体的特点,本研究主要参考迪克-凯里模式。为阐述典型实验教学视频案例的教学设计过程,我们以《有机化学》的典型实验教学视频“乙酰水杨酸的制备”为例(210.45.16.10/vod/4452599.wmv)。

二 实验视频案例的前端分析

1 视频呈现内容分析

无论哪一门学科,都存在一些典型的事例。究竟哪些具体的教学内容适合研制成典型实验教学视频案例,是进行案例研制的首要任务。典型实验教学视频案例包括教师的讲解的陈述性知识;实验教学基本操作的程序性知识;表现探究活动的过程的策略性知识。有时视频效果的美感、教学过程人物对待实验的态度等情感方面的内容,都能通过视频表现,也须引起重视。作为视频案例还要注意做到客观真实,当然根据高斯曼和史地佛二人的观点,案例可不必将真实的事件做完全的描述[6]。换言之,为了教学目的或是当事人的隐私,除主要的操作过程、数据必须真实外,可进行必要的修改和润饰。另外案例要具有复杂、冲突的元素,产生有待解决的议题,驱动学习者的讨论。至于视频案例具有针对性、适度性以及启发性等也都是需要注意的原则。“乙酰水杨酸的制备”实验的主要内容:实验装置的搭置,乙酰水杨酸的合成,生成物的提纯,产品的检验,以及整个操作过程的演示与改进合成方案的探究等。

2 学习者的分析

教学对象是进行实验视频案例教学的主体,视频教学案例能否被学习者接受与理解,是研制实验教学案例必须考虑的问题。对于即将参与拍摄“乙酰水杨酸的制备”实验的学生来说,他们是已学完本章节理论课的药学专业学生,具备相关的理论知识。但为了顺利完成该实验的摄制,需要这些学生对实验过程中大部分仪器的使用达到熟练程度。而制作完成的典型实验教学视频案例将适用于高校所有要求学习实验化学的学生,但不强调普通学生也要达到参与实验拍摄过程学生的熟练水平。

3 其他相关准备

首先是相关人员的准备,如教师的教学准备、学生实验前的交代、视频制作人员对案例的熟悉等等。教师不光做好平时实验课的教学备课,更要考虑到教学录像过程中可能遇到的各种问题,以免现场摄像时出现怯场或者不连贯等问题。拍摄导演或摄像编辑要对实验课程有整体的把握,各方面人员要提前做好交流沟通。再者是物质方面的准备,如实验场所的选定、实验设备仪器的准备、教室拍摄环境的布置等等。“乙酰水杨酸的制备”实验安排在学校实验教学大楼的有机化学实验室,由具有丰富教学经验的教授主讲。

三 实验视频案例目标的阐明

根据典型实验教学视频案例的特点,“乙酰水杨酸的制备”实验视频案例其教学性目标可表示为:通过学习乙酰水杨酸的制备,初步了解有机合成中乙酰化反应原理及方法;进一步熟悉减压过滤、重结晶操作技术。通过该案例学习,可增加学生的感性认识,便于其将理论知识运用于实践情境;可提高学生学习的迁移能力,运用典型事例的分析来掌握解决复杂问题的方法,并在以后遇到了相同或者类似情况的时候加以采纳。实验案例需完成的任务要求只围绕一个重点问题展开,但是难点可能会很多,有些需要在教学过程中解决,有些需要学生自己领悟和掌握。该案例的技术性目标要求:制作完成的视频案例是一个完整的教学过程,能实现基本的教学功能;它可以在学校基础化学实验室的多媒体系统中播放使用,还可以放在学校的网路学习平台上,供学生自学。通过本视频案例的学习,即使学生不听教师的实验讲解,也能通过案例对所学内容达到基本掌握,甚至可以在实验过程中反复观看范例,辅导其完成实验。因此,视频中有关实验的操作性内容必须丰富,对实验常见的问题和需要注意的地方要有充分的说明和演示。

四 实验视频案例的过程设计

典型实验教学视频案例可短于一个标准教学课时长,一般在15分钟左右。根据前面已经确定好的教学内容和目标,现在以系统教学设计的原理来不断完善教学的实施。“乙酰水杨酸的制备”实验教学视频案例大体分为内容导言、演示操作、学生实验(可结合探究性学习同步展开)、实验总结。详细设计如下:

1教学安排:教师介绍实验目标、实验内容、实验器材以及实验的主要原理。本实验的原理是将水杨酸与乙酐作用,通过乙酰化反应,使水杨酸分子中酚羟基上的氢原子被乙酰基取代生成乙酰水杨酸。加入少量浓硫酸作催化剂,其作用是破坏水杨酸分子中羧基与酚羟基间形成的氢键,从而使酰化反应容易完成。

技术方案:拍摄内容包括实验室的环境、写好的板书内容、教师的实验内容讲授(图1的①)等,实际拍摄的影像时间比后期编辑所得的影像时间要稍长(后面操作类似)。预完成的视频的时长3分钟左右。

2教学安排:介绍实验要用到的主要仪器和试剂,仪器有大试管、水浴锅、温度计、烧杯、布氏漏斗、吸滤瓶、水泵、量筒、安全瓶、表面皿等;试剂有水杨酸、乙酐、浓硫酸、95%乙醇、0.06mol/L三氯化铁。

技术方案:拍摄时,要将实验中的重要仪器(图1的②)和试剂特写列出。预完成的视频的时长不超过1分钟。

3 教学安排:此阶段是实验的重点部分(图2),包括介绍实验装置的搭置和实验的进行过程。实验具体过程首先是对乙酰水杨酸的合成,包括对混合溶液水浴加热,搅拌器搅拌,冷却结晶,几次抽滤,直到烘干得到白色的乙酰水杨酸粗品;然后对粗产品进行重结晶,包括溶解、冷却结晶,抽滤及烘干获得纯乙酰水杨酸;最后对合成产品进行定性检验,主要是利用FeCl3对少许的乙酰水杨酸溶液反应的颜色变化来判断产品的质量。

技术方案:整个实验要保证记录一个完整实验需要经过的各步操作。主线是教师的实验操作(图1的③),重点对学生实验操作进行记录(图1的④),平均每个步骤有两三个不同学生操作的画面,拍摄过程中要充分捕捉拍摄主体,尤其注意重要环节的特写,有的部分还要实验后适当的补拍。实验的制取环节,要以最佳的角度对操作过程全程记录,宁可多拍也不能缺少重要场景的画面(图1的⑤)。实验等待时段,如水浴加热预计要20分钟,期间可穿插介绍实验环节中要注意的事项。实验的注意事项要选择具有代表性的问题记录,如抽滤时候应该先开真空泵,再倒滤液,可适当捕获个别学生在此环节中出现的错误操作;滤纸的剪裁、放置到布氏漏斗过程的特写,能感性直白地解释这是需要注意的环节,等等。实验提纯阶段,除了重点记录实验的过程外,也穿插讲解实验的注意事项。实验检验部分对试管溶液的拍摄最好用特写表现,因为该过程是通过比较颜色的变化来判定实验产品质量的(图1的⑥)。整个实验过程最后编辑好后的视频时长预计在8分钟左右。

4 教学安排:在大多数学生实验操作完成后,适时要求停止实验。教师针对实验过程中遇到的典型问题进行点评,如重结晶的原理是什么;前后两次用三氯化铁溶液检查,其结果说明了什么?然后,提出一些值得探究思考的问题,如催化剂能否用碳酸钠代替了浓硫酸或磷酸,甚至是路易斯酸改进产品的合成方法[7],等等。

技术方案:扫描学生实验的各个过程,列举学生实验中遇到的常见问题,重放实验过程的重难点操作。影像画面采用对不同学生操作中出现的典型问题与正确解决的视频为主。有些如涉及到原理的知识,可结合图示、动画的演示给予解答。预计完成视频时长3分钟左右。

5 教学安排:小结实验,拆卸装置,整理实验台,实验结束。

技术方案:完成拍摄,整理素材,以备后期编辑。

五 实验视频案例的评价与反思

作为视频教学案例也有一些不足之处,它缺乏实时性,因此要求成品能经得起反复的观看和研究。在正式生成作品前要有相当严格的评价阶段,坚决杜绝技术性的偏差和缺点。如老师演示实验的过程要严格按照规定操作,不能出现一些平时的不良习惯,更不可是错误操作。拍摄人员的技术也相当重要,减少和杜绝各种拍摄缺憾。编辑过程中,由学科专家与编辑人员统一合作,仔细审片,保证质量。对于因非技术原因导致的不足,能补拍的尽可能弥补,及时汲取经验教训。生成影片后,可将视频文件以完整的形式,如利用索尼DSR-1800AP编辑机、DPS Velocity全实时非线性编辑系统,输出到磁带上或者以质量最佳的视频格式输出(如mpeg格式)刻录保存,以便于今后再次修改利用。

典型实验教学视频案例只有经过认真细致地教学设计,才能为后面的分镜头脚本的编写,直到成品的完成提供可能。有时候这种教学设计拍摄的成本会相应较高,但为实现教育改革和质量工程的建设却意义重大。对于本次制作的“乙酰水杨酸的制备”实验视频案例,虽然完成了预期的计划,但仍有需要改进之处。如,有些实验教师的教学有些拘谨,且对教学录像认识有限,导致实验过程中对一些需要连贯操作的环节出现间断,今后可以对那些没有拍摄经历的教师开展微格培训;实验室的通风橱过于紧凑,使得摄像机在拍摄过程中经常被一些障碍物遮挡,画面显得有些凌乱;最后对于声音的录制欠仔细,有时因与拍摄主体距离太远声音捕捉不够,或周围的杂音过大导致部分片段声音嘈杂不清等。总之,典型实验教学视频案例的制作,是综合教学内容的实验设计和外在载体的视频制作设计,形成二者有机结合的整体性教学设计。

参考文献

[1] 周济.实施“质量工程”贯彻“2号文件”全面提高高等教育质量[DB/OL].

[2] 牟书,曾美英.大学生心理健康教育课中视频案例的设计[J].中国电化教育,2008,(7):67-69.

[3] 高素敏.试论教学案例电视教材的设计与制作[J].中国电化教育,2006,(5):83-85.

[4] 郅庭瑾.为思维而教[J].教育研究,2007,(10):44-48.

[5] (美)R.M.加涅等著,王小明等译.教学设计原理(第五版)[M].上海:华东师范大学出版社,2007,2.

[6] 张民杰.案例教学法――理论与实务[M].第一版.北京:九州出版社,2006:66.

实验教学案例范文第9篇

关键词：过程控制实验 MATLAB PID中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1003-9082 （2017） 04-0123-01

引言

《过程控制系统》课程在自动化专业的教学体系中占有重要地位，是自动化专业的必修专业课，其中过程控制实验是教学中重要的环节。随着计算机仿真技术的不断发展，与过程控制有关的系统仿真也逐渐成为重要的实验教学内容。过程是指连续的而生产过程，是指对于被控量为压力、温度、液位、流量等变量进行控制的系统。随着工业技术的不断发展，过程控制相关内容也应与时俱进，特别是与计算机仿真的有关内容。掌握过程控制的基本内容与相应实验技能对于自动化专业学生是至关重要的。

另一方面，MATLAB是Mathworks软件开发公司开发的，主要面向科学计算、可视化及交互程序设计等内容，由主包、工具箱及simulink等模块构成，凭借其简单的编程方式、友好的操作界面以及强大的数据处理和图形处理功能，成为当今炙手可热的仿真软件之一，应用于各个领域学科。

一、教学中的仿真实验案例设计

本节将针对一个特定模型，采用MATLAB-simulink为仿真工具，教学案例一设计为：分别对现有对象进行单回路控制系统设计，整定PID控制器参数，分析对比PID控制在不同控制参数下的控制效果；教学案例二设计为：针对特定被控过程，分别用经典PID控制、模糊控制以及模糊PID控制方式，整定控制参数，分析仿真控制结果。

从知识体系上来说，过程控制中以单回路控制为基础，逐步向复杂控制结构延伸和拓展，最为经典的控制规律为PID控制，随着技术的发展，各种复杂控制方式也逐渐成为教学内容，下面的两个实验教学案例设计体现了实验教学大纲的知识点。

1.实验教学案例1

主要教学内容：（1）利用MATLAB-simulink构建单回路控制系统仿真结构图（2）整定PID参数，分析总结PID控制作用。

已构建广义被控过程模型为：

结合单回路控制系统结构，利用MATLAB-simulink画出仿真框图：

单回路控制系统在仿真过程中所得仿真特性图最能体现对象的特性。系统中控制器控制规律为PID控制，可以通过改变KP、TI、TD值，得到多组阶跃响应结果。

只采用比例（P）控制时：KP=4时；KP=2；KP=6时的阶跃响应结果如下图所示：

由图可看出，当比例系数KP增大时，余差虽然会减小，但是系统的稳定性会变差，容易产生振荡，相反的话，余差又会增大，当被控变量受干扰影响而偏离给定值后，不可能再回到原先数值上，因为如果被控变量值和给定值之间的偏差为零，调节器的输出不会发生变化，系统也就无法保持平衡。

在讲此教学案例时，可给学生演示如何利用MATLAB-simulink构建单回路控制系统仿真模型，以及如何修改PID参数得到阶跃响应曲线。

基于以上实验内容，还可以让学生继续尝试串级控制结构、PI控制、PD控制以及PID控制，改变不同参数得到不同控制效果，分析得到实验结果并于理论性内容对比验证。

2.实验教学案例2

主要教学内容：（1）利用MATLAB-simulink构建单回路控制系统仿真结构图（2）学习MATLAB模糊控制工具箱的使用方法，隶属函数的添加等内容（2）分别修改控制器为模糊控制器、PID控制器，合理整定参数，分析总结PID控制、模糊控制的作用。

已构建广义被控过程模型为：

以模糊PID控制为例，本案例采用自适应模糊PID控制方式，也就是由偏差及偏差变化率根据模糊规则在线修改PID参数值。利用MATLAB-simulink及模糊控制工具箱构建以下系统框图：

合理设计模糊控制器隶属函数以及PID参数值，可得到多组仿真结果，以下为其中一种结果。

学生还可自行设计经典PID控制系统仿真框图、模糊控制系统仿真框图，分析对比多种控制器参数，得到分析结论与课程理论内容比较。

此实验内容可以帮助学生理解不同控制规律对于控制系统的控制作用，加深学生对于理论知识的理解和运用。

二、结语

本文结合“过程控制”相关理论知识以及MATLAB-simulink仿真工具，提出了适合本科自动化类学生的计算机仿真教学案例。对于已经建立好模型的实际系统，由简单控制结构到复杂控制结构、由简单控制规律到复杂控制规律、由仿真实验现象加深对理论性内容的理解的内容，提出了两个过程控制实验教学实例，提出了具体设计目标、设计内容以及教学方法。作为过程控制实验教学的补充，该教学实例可以帮助学生理解仿真在过程控制中的应用，加深关于控制结构和控制规律的相关理论性内容的理解。实际应用时，教师可采取以建模为起始实验点，利用锅炉、加热炉等具体工业过程为过程对象，增加实用性及趣味性。

参考文献

[1]杨海勇.MATLAB仿真在自动控制类课程的应用[J].科技信息，2013，26：261-256.

[2]飞，彭效亮.PID模糊控制策略的MATLAB仿真初探[J].可编程控制器c工厂自动化，2005，08：92-94.

[3]杨晓武，李劲松，李干荣，等.基于Matlab的锅炉液位模糊控制系统设计[J].化学工程与设备，2014（1）：11―14.

实验教学案例范文第10篇

关键词:化学实验;实验教学;案例分析;方法与思路

随着教学改革的逐步深入，中学化学实验的教学改革也受到了广泛关注［1－2］。开展中学化学实验教学改革，对于培养学生的创新精神和实践能力、提高中学化学教学质量具有重要意义。目前，在化学实验教学中，一些教师只注重传授化学知识，强调实验结果或结论，却忽略了引导和启发学生对实验过程的探索，这非常不利于培养学生的科学品质和科学态度［3］。化学实验探究是培养学生科学探究能力、创新能力的主要途径［4］，《义务教育化学课程标准》已明确指出，科学探究是一种重要而有效的学习方式。因此，选好、设计好和利用好实验，充分发挥实验的探究功能，培养学生的科学探究品质是化学教师的一项重要工作。在教学实践中，我们以“影响化学反应快慢因素的探究”为研究课题，探索了素质教育改革背景下化学实验教学对于培养学生科学探究能力和科学素养的重要性。

1案例与分析

1．1问题的提出

根据提出的研究课题，我们针对化学专业学生在进行教育实习中的课堂授课情况进行汇总，设计了三个不同的案例，三个案例中均针对以下五个问题进行:(1)探究判断化学反应快慢;(2)探究反应物本身对化学反应快慢的影响;(3)探究温度对化学反应快慢的影响;(4)探究浓度对化学反应快慢的影响;(5)探究催化剂对化学反应快慢的影响。

1．2教学案例

1．2．1案例一［教师演示实验］教师在课堂上根据探究的问题依次演示以下四组实验:①锌粒分别与1mol/LHCl、1mol/LHAC反应;②双氧水在热水浴中分解、在冷水浴中分解;③锌粒分别与1mol/LHCl、0．01mol/LHCl反应;④双氧水在不加任何其他试剂下分解、双氧水在二氧化锰催化下分解。［学生得出结论］学生通过观察教师实验，得出每组实验由于反应条件不相同而引起了反应速率不同。［教师提出问题］哪些因素可能影响化学反应速率?［学生得出结论］影响化学反应速率有反应物本身、温度、浓度和催化剂。［教师讲解并总结］主要有要点两个:①反应物本身性质、温度、浓度的变化、合适的催化剂等都会影响反应速率的快慢。②教师分组进行实验时用到的科学方法:对比法、控制变量法等。1．2．2案例二［设置问题情境］教师通过PPT展示实际生活中的化学反应现象:钢铁生锈、溶洞形成、牛奶变质、火药爆炸、天然气爆炸等，体会化学反应有快慢之分。［教师提出问题］哪些因素可能影响化学反应速率的快慢?［明确探究任务］首先教师根据可能影响化学反应快慢的因素，向学生提供4组试剂(锌粒、1mol/LHCl、1mol/LHAC;双氧水、热水、冷水;锌粒、1mol/LHCl、0．01mol/LHCl;双氧水、二氧化锰)。每个小组只拿到一组试剂，按照课本中的实验步骤做实验。教师请同学们思考:通过什么说明化学反应的快慢?哪些因素可能影响化学反应的快慢?［交流研讨］学生按照教师提出的问题流程课堂上对以下四个问题进行交流:①教师給你们小组提供的化学试剂是什么?②你们小组预测的影响化学反应快慢的因素有哪些?③通过什么现象说明化学反应的快慢?④实验现象和实验结论?［学生得出结论］通过讨论，每个小组都能发现一个影响化学反应速率的因素，共同讨论找出了影响化学反应速率的大部分因素。［教师总结提升］最后教师对学生交流得出的结果进行总结提升:①生成气体冒气泡的快慢、生成沉淀的快慢、颜色变化的快慢等都可以来说明化学反应的快慢。②反应物本身性质、温度浓度的变化、合适的催化剂都会影响化学反应的快慢。③教师进行分组实验时所用到的科学方法:对比法、控制变量法等。1．2．3案例三［设置问题情境］元宵节燃放烟花时五彩缤纷的场景和敞开口盛放了一周时间已变质的牛奶为例，对比感受生活中化学反应速率有快慢之分。提出问题:人们在生活中是如何控制化学反应速率的快慢呢?［教师提出问题］影响化学反应速率的因素可能会有哪些?［确定探究的任务］①请预测有哪些因素可能影响化学反应速率?②教师为学生提供的试剂有:Zn、1mol/LHCl、1mol/LHAC、0．01mol/LHCl、双氧水、热水、冷水、二氧化锰、Na2CO3粉末、块状大理石。③学生分组自由选择实验试剂，然后设计实验方案。④学生思考如何处理有多个影响因素的情况?⑤学生思考通过什么现象说明化学反应的快慢?［展开活动］学生依据探究任务开展小组合作探究活动。教师提供的材料:用来保鲜食品的方法、酸雨对建筑物腐蚀逐年加剧、固体碳酸钠粉末与稀盐酸的反应，块状大理石与稀盐酸的反应、工业上催化制氨等。［交流讨论］按照教师事先提供好的汇报框架，实验结束后小组之间进行交流讨论:①你们组预测的是哪个(些)影响化学反应快慢的因素?②你们组选择了哪些试剂?③请写出你们组的实验方案?④你们组是通过哪些现象证明化学反应的快慢?⑤当受到多个因素的影响时，你们组是如何处理的?⑥你们组的实验现象和实验结论分别是什么?［得出结论］通过探究活动和交流讨论，每组将至少能够发现一种影响化学反应速率的因素，有的小组会完成的特别好，找到了3～4个影响化学反应速率的因素。［小结］教师对整个实验进行总结，进一步明确探究的结论，强调科学方法及科学思维，引导学生积极将结论应用于生活生产的实际中。

1．3对案例的分析

第一个教学案例中，教师占主导作用，在这一教学过程中，多数学生通过观看实验现象，可以得出结论。但存在两个问题:一方面，多数学生注重的是实验的成败，而对实验操作的规范与否不加以考虑。另一方面，通过教师实验，学生直接得出结论，与直接灌输给学生答案差别不大，学生的思考能力没有得到发挥。第二种教学案例中，教师按照“提出问题说明原理给出结论实验证明”的程序进行教学，这种模式明确而清晰，有利于学生对相关知识的理解和记忆，教师对整个教学过程也容易控制。同时，教师创设问题情境，能够引起学生的兴趣，教学过程相对简单，节省了课堂教学时间，教师普遍喜欢采用这种模式。仔细分析，这种模式还是传统课课堂的演示实验和学生分组实验的组合，只是验证了一个结论。第三个教学案例，实验的设计是一个完整的化学实验探究教学过程，在教师的指导下，由学生自主设计，独立操作完成实验，教师对实验的教学方式和教材资料的编排顺序均做了改变，这样使学生主动积极地参与到课堂教学的每一个环节中去，通过学生亲自动手和动脑，设计实验，参与讨论，把生活中的、社会中的实际问题与自己的已有的知识联系起来，提高了课堂实验教学的效果，进而提高了学生的综合素质。

2在化学实验教学中存在的问题

化学是一门实验性的学科，多年来，化学实验教学实质上是化学理论教学的附属，实验成为理论知识的验证。这种“重理论，轻实验”的教学模式不利于发挥学生的主动性和积极性，不利于培养学生的创新思维、创新意识和科学品质。主要的问题有:实验教学形式主要以教师演示为主，教学模式比较单一，学生主动思考积极性不高。文献表明［5］，约72．41%的教师在教学过程中常常采用演示实验的实验教学方式，有27．7%的教师采用边讲边做实验的教学方式，只有少数的教师采用科学探究教学方法。教师在课堂上以验证性实验为主，仅仅把以培养学生形成化学概念、理解和巩固化学知识的手段，熟练掌握实验操作作为实验的目的。教师在设计探究实验时，时间上会比较难以控制，有时一节课后，教学内容还没完成。新教材容量过多，学生没有足够的时间去做实验探究。教师在课堂上重结论、轻过程。中学化学教学中学生实验能力的培养，尤其是学生在实验过程观察能力和思维能力的培养，一直是一个薄弱环节。教师在课堂上进行分组实验教学组织管理和教学方法不恰当。学生对化学实验存在着好玩的心理，没有重视其教育意义，纪律涣散，随意操作。总之，如何改进化学实验教学，充分发挥化学实验教学在促使学生知识内化，培养学生的科学探究能力，培养学生实验精神方面的优势，是每位化学教师面对的实际问题。

3提高实验教学有效性的方法与思路

提高实验教学有效性的方法从转变实验教学入手，我们应把验证性实验变为探究性实验，培养学生科学探究的能力。在教学中需要通过教学设计增加其探究程度，设计的关键是引导学生提出问题再通过实验进行探究。提高实验教学有效性的思路方面，我们应把注重实验技能的培养转变为注重实践能力和创新精神的培养。更新教学理念，充分认识到化学实验教学的功能，一方面，是学生学习的重要内容，另一方面，也是学生学习化学的一种方法，教师要调动学生动手、动口、动脑、动心。教师应将技能的训练融于实验探究之中，积极引导学生将注意力放在探究活动上，通过探究活动的开展，形成化学实验技能，使实验技能的训练成为实验探究活动的结果。

4研究结论

本文通过对具体教学案例的设计与分析，一方面，我们指出了在化学实验教学中存在的问题;另一方面，提出了准教师在课堂教学中提高实验教学有效性的方法与思路。通过对案例进行比较分析，我们指出了在化学实验教学中存在的问题有:实验教学形式较单一，主要以教师演示为主;验证性实验在课堂上占主导;实验教学重结论、轻过程，能力培养不全面;实验教学组织管理和教学方法不当。提高实验教学有效性的方法是变验证性实验为探究性实验，提高实验教学有效性的思路是把注重实验技能的培养转变为注重实践能力和创新精神的培养。化学实验教学是应试教育向素质教育接轨的重要方法，而化学实验教学的实现需要在学校、教师、学生的交流与合作下才能实现，以上提出的一些方法与理论可以在一定程度上对提高实验教学效率有效，但是这些是远远不够的，还需要更多更专业的研究人员不断探索。

参考文献

［1］龙生．化学实验教学改革及其反思［J］．化学教学，2005(11):50－52．

［2］董丽梅．浅析当前高中化学实验教学中存在的问题及其对策［J］．中学化学教学参考，2014(6):44．

［3］吕宏宇．中学化学实验教学中培养学生科学品质的理论与实践［J］．化学教学，2006(4):41－44．

［4］陈芳英．实验激趣探究创新:科学课中开展实验探究的尝试［J］．教学月刊，2007(3):45－46．

［5］张娟，鲍正荣．高中新课程化学实验教学现状调查分析［J］．中国现代教育装备，2011(10):106－107.