时间：2023-04-03 09:55:44
序论：在您撰写物理实验设计论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
一、实验设计教学的必要性
1996年上海高考第四（5）题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度，就属于设计型实验．但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量，使实验定位在电阻或电阻率的测定上，又大大降低了实验难度，只属于局部设计型实验．无论命题者出于何种考虑，设计型实验毕竟半遮半掩地出现了，这多少给教学工作者提了个醒．
1．从小处着眼，加强实验设计教学
上海作为高考改革的试点城市，其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向，甚至一些新颖的题型和情境，都可能为全国高考所借鉴．如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一（5）题脱胎而来的．无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措，极有在全国推广的价值．而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”，也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能．
2．从大处着眼，加强实验设计教学
著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中，曾严厉指出：“今天我们科学界有一个弱点，这就是思想不很活泼，这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”；我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件，最后只有一个小小的空格“是……”．这样培养选的人才在学校是好学生，步入社会是好职员，大脑中只是机械地跳动着两个问题：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相当漂亮，但思想僵化，毫无创见．这正是我们的悲哀！长期以来的这种教育选拔模式，致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪！
思想不活跃，是因为我们给了学生太多的“必须”的限制；思想僵化，是因为我们留给学生太少的“可能”的余地．实验设计的教学，正是活跃思想，培养能力的一种好方法，授以实验的基本方法，让学生自己去考虑有哪些可能的做法，自己会怎么做．
二、实验设计的基本方法
1．明确目的，广泛联系
题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点．实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系．对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中，涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的．
举例来说，要测定地球表面附近的重力加速度，我们就应检索：在所学知识范围内，哪些内容涉及到重力加速度，它与其他物理量有何定量关系，并一一罗列出来：
（1）在静力学中，静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力，即T＝N＝mg．若T（或N）和m能测出，则重力加速度g可测定．
（2）在超重或失重（但不完全失重）系统中，F－mg＝±ma．若F、a和m可测出，则重力加速度g可测定．
（3）在运动学中，物体从光滑斜面上由静止下滑，s＝12gsinθt2．若s、θ和t可测定，则重力加速度g也可测定．
（4）在运动学中，物体从粗糙斜面上由静止下滑，s＝12（gsinθ－μgcosθ）t2．若s、θ、μ和t可测，则重力加速度g也可测定．
（5）自由落体运动中，h＝12gt2．若h和t可测出，则重力加速度g也可测定．
（6）用重力加速度测定仪测定．
（7）在平抛运动中，竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δy＝gt2．若Δy和t可测，重力加速度g同样可以测出．
（8）在斜抛运动中，水平射程可以表示为x＝v02sin2θ／g．若x、v0和θ可测出，则重力加速度g也可测出．
（9）单摆做简谐振动时，其周期可以表示为T＝2πl／g．若T和l可测，则g可测．
（10）在焦耳测定热功当量的实验中，若能测出水的质量和升高的温度，算出水增加的内能，再测出重物的质量和下落的高度，同样可测定重力加速度．
（11）带电粒子在的匀强电场平行板电容器中平衡时，mg＝qU／d．若U、d和带电粒子的荷质比（q／m）可测定，则g可测出．
（12）假设一物体在地球表面附近绕地球做圆周运动，mg＝GMm／R2，g＝GM／R2．
…………
2．选择方案，简便精确
对于每一个实验目标，都可能存在多条思路、多种方案．教材中关于某个实验目标的实验方案，也只是众多方案中的一种，而且不一定是最好的一种，而只是较可行的一种．那么在众多实验方案中，我们应如何选择呢？一般来说，选择实验方案主要有三条原则：
（1）简便性原则即要求所选方案原理简单、操作简便，各量易测．应尽量避免实施那些原理复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案．
（2）可行性原则实验方案的实施要安全可靠，不会对人身和器材造成危害；所需装置和器材要易于置备，不能脱离实际，不能超出现有条件．
（3）精确性原则不同的实验方案，其实验原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的．在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的实验方案．
以上三原则通常要综合考虑．
在前述方案中，方案（1）中常用的测力计误差较大；（2）中F和a均不易测定；（3）中θ和t不易测定且难以保证斜面足够光滑；（4）中θ、t和μ均不易测定；（5）中若用秒表计时人为因素较大，若用打点计时器计时，纸带受振针阻力与通常小物块所受重力相比不能忽略；（6）中仪器先进但一般中学没有；（7）中若用闪光照像技术则是一种好方案，但设备和技术都达不到要求，若用平抛运动的研究方法误差较大；（8）中θ和v0的测量难度较大；（9）中相对而言较切合中学实际；（10）中需测定的物理量多且很难采取绝热措施；（11）中学阶段不易测定荷质比；（12）只是一个思想实验，无法付诸实践，但可估算，代入数据得g＝9．857m／s2，与标准值9．81m／s2只相差4．8．综上所述，中学阶段通常采用单摆法测定重力加速度．
3．依据方案，选定器材
实验方案选定之后，考虑该方案需要哪些装置，被测量与哪些物理量有直接的定量关系，这些物理量分别需用什么仪器来测定，从而确定整个实验需要哪些器材．
在“用单摆测定重力加速度”的实验中，是利用单摆装置来进行实验的，故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆．重力加速度可表示为g＝4π2l／T2，周期需用秒表测定；摆长l是从悬点到摆球中心的距离，因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度l和摆球直径d．从实验原理表达式可以看出，实验与摆球质量无关，故毋需使用天平．
当然，从实验方便性和精确性角度考虑，还需对所选器材作进一步要求，以期把系统误差降到最小．如上述器材中，摆线的伸缩性和质量应较小，摆球的质量应较大．摆线伸缩性大，其长度会随拉力变化而变化；摆球与摆线质量相差越小，系统（摆线和摆球）质心偏离摆球中心越远，误差就越大．为了便于观察，摆球振动的路径宜长，但又要确保单摆做简谐振动，故摆线宜长些，常取1米左右．
4．拟定步骤，合理有序
实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤．对一些可直接测量的物理量，可先行测量；对需通过实验装置才能测定的物理量，须先组装器材，再进行实验、观察和测量．
在“利用单摆测定重力加速度”的实验中．原理表达式g＝4π2l／T2中的l和T分别为单摆的摆长和单摆做简谐振动的周期．因此应先组装单摆，再测定摆长，最后让单摆做简谐振动，测定周期T．根据所测数据计算出重力加速度g的值．至于过程细节不再赘述．
5．数据处理，误差分析
高考对此要求不高，但常用的数据处理和误差分析的方法还是应该掌握，在设计实验时也应予考虑．
三、建议
研究“真空不能传声”的“真空闹铃”实验，明知道无法抽成真空，那实验是怎么设计的呢？哦，原来只要设计成观察到“空气越少，声音越小”的现象就可以了，下面就可以进行思维的推理了，假如“抽成真空”，那么“声音消失”，自然得到结论。类似的还有探究“阻力对物体运动的影响”，这个实验又是怎么设计的呢？原来只要设计成观察到“阻力越小，物体运动越远，速度减小越慢”就可以了，剩下的还是交给思维！“实验加推理”的方法，恰恰是对思维推理的能力培养。
二、培养考虑问题的严谨性
物理是一门需要思维严谨的科目，初中物理，定性的结论多，与生活联系紧密，学生总凭感觉、直觉下结论，下一些“好像”、“差不多”的结论，这是物理的大忌，我们要培养学生每一结论的得出必须有明确理论依据的习惯，养成一环扣一环的严谨思维习惯。在物理实验教学中，设计实验环节可以很好地培养学生思考问题的严谨性。探究“滑动摩擦力的影响因素”实验，学生知道要控制压力或者接触面粗糙程度，但是题目改变一下，“物理课本和数学课本的表面光滑程度不同，小明把物理课本放在水平桌面上拖动时用力较小，把数学课本放在水平桌面上拖动时用力较大，是否说明物理课本的表面较光滑？”很多学生会得到肯定的答案。但仔细思考会发现，该实验并没有控制对水平桌面的压力相同，所以该结论实际是错误的。那这个实验在现有的器材下又该怎么设计呢？很简单，我们只需要先把数学课本叠放在物理课本上，再把物理课本叠放在数学课本上就能保证两者对水平面的压力相同了。很简单的实验设计，但却很好地锻炼了学生考虑问题的严谨程度。
三、培养学生思维的发散性
新时期物理实验的设计能很好地锻炼学生思维的发散性。在“探究凸透镜成像规律”的实验中，如果已经在光屏上成了一个倒立缩小的实像，现在请学生设计“你要怎么操作才能在光屏上成一个倒立放大的实像呢？仔细想想有哪些方法。”学生首先会想到：蜡烛靠近透镜，同时光屏远离透镜。别的方法呢，如果学生从不同角度思考，整合光路可逆性的知识，还会想到：把蜡烛和光屏的位置对调。当然学生能想到这一步，自然也就会明白，蜡烛和光屏不动，只是把透镜向蜡烛方向移动也是可以的。
四、培养学生的分析归纳能力
很多知识点之间既有联系又有区别，学生如果能对各个知识点进行分析归纳整理，对牢固掌握知识大有益处。新时期物理实验的不同设计环节也能培养学生的分析归纳能力。物理实验设计中经常要多次实验，而多次实验的目的有所不同，有的是多次测量取平均值以减小实验误差，而有的是多次实验避免实验的偶然性。这里教师要让学生学会自行整理归纳：如果是测量某一个确定的物理量，多次实验的目的是取平均值以减小实验误差，如“测量定值电阻的阻值”“测量某物体的长度”；而如果是为了得到某个规律，则多次实验是为了避免实验的偶然性，找到更加普遍的规律，如“探究电流、电压、电阻的关系”“探究压力的作用效果与什么因素有关”等。学生学会分析归纳知识点的异同，对整个物理学习甚至整个学习生涯都是大有裨益的。
五、总结
一、实验设计教学的必要性
1996年上海高考第四（5）题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度，就属于设计型实验．但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量，使实验定位在电阻或电阻率的测定上，又大大降低了实验难度，只属于局部设计型实验．无论命题者出于何种考虑，设计型实验毕竟半遮半掩地出现了，这多少给教学工作者提了个醒．
1．从小处着眼，加强实验设计教学
上海作为高考改革的试点城市，其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向，甚至一些新颖的题型和情境，都可能为全国高考所借鉴．如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一（5）题脱胎而来的．无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措，极有在全国推广的价值．而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”，也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能．
2．从大处着眼，加强实验设计教学
著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中，曾严厉指出：“今天我们科学界有一个弱点，这就是思想不很活泼，这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”；我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件，最后只有一个小小的空格“是……”．这样培养选的人才在学校是好学生，步入社会是好职员，大脑中只是机械地跳动着两个问题：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相当漂亮，但思想僵化，毫无创见．这正是我们的悲哀！长期以来的这种教育选拔模式，致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪！
思想不活跃，是因为我们给了学生太多的“必须”的限制；思想僵化，是因为我们留给学生太少的“可能”的余地．实验设计的教学，正是活跃思想，培养能力的一种好方法，授以实验的基本方法，让学生自己去考虑有哪些可能的做法，自己会怎么做．
二、实验设计的基本方法
1．明确目的，广泛联系
题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点．实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系．对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中，涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的．
举例来说，要测定地球表面附近的重力加速度，我们就应检索：在所学知识范围内，哪些内容涉及到重力加速度，它与其他物理量有何定量关系，并一一罗列出来：
（1）在静力学中，静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力，即T＝N＝mg．若T（或N）和m能测出，则重力加速度g可测定．
（2）在超重或失重（但不完全失重）系统中，F－mg＝±ma．若F、a和m可测出，则重力加速度g可测定．
（3）在运动学中，物体从光滑斜面上由静止下滑，s＝12gsinθt2．若s、θ和t可测定，则重力加速度g也可测定．
（4）在运动学中，物体从粗糙斜面上由静止下滑，s＝12（gsinθ－μgcosθ）t2．若s、θ、μ和t可测，则重力加速度g也可测定．
（5）自由落体运动中，h＝12gt2．若h和t可测出，则重力加速度g也可测定．
（6）用重力加速度测定仪测定．
（7）在平抛运动中，竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δy＝gt2．若Δy和t可测，重力加速度g同样可以测出．
（8）在斜抛运动中，水平射程可以表示为x＝v02sin2θ／g．若x、v0和θ可测出，则重力加速度g也可测出．
（9）单摆做简谐振动时，其周期可以表示为T＝2πl／g．若T和l可测，则g可测．
（10）在焦耳测定热功当量的实验中，若能测出水的质量和升高的温度，算出水增加的内能，再测出重物的质量和下落的高度，同样可测定重力加速度．
（11）带电粒子在的匀强电场平行板电容器中平衡时，mg＝qU／d．若U、d和带电粒子的荷质比（q／m）可测定，则g可测出．
（12）假设一物体在地球表面附近绕地球做圆周运动，mg＝GMm／R2，g＝GM／R2．
…………
2．选择方案，简便精确
对于每一个实验目标，都可能存在多条思路、多种方案．教材中关于某个实验目标的实验方案，也只是众多方案中的一种，而且不一定是最好的一种，而只是较可行的一种．那么在众多实验方案中，我们应如何选择呢？一般来说，选择实验方案主要有三条原则：
（1）简便性原则即要求所选方案原理简单、操作简便，各量易测．应尽量避免实施那些原理复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案．
（2）可行性原则实验方案的实施要安全可靠，不会对人身和器材造成危害；所需装置和器材要易于置备，不能脱离实际，不能超出现有条件．
（3）精确性原则不同的实验方案，其实验原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的．在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的实验方案．
以上三原则通常要综合考虑．
在前述方案中，方案（1）中常用的测力计误差较大；（2）中F和a均不易测定；（3）中θ和t不易测定且难以保证斜面足够光滑；（4）中θ、t和μ均不易测定；（5）中若用秒表计时人为因素较大，若用打点计时器计时，纸带受振针阻力与通常小物块所受重力相比不能忽略；（6）中仪器先进但一般中学没有；（7）中若用闪光照像技术则是一种好方案，但设备和技术都达不到要求，若用平抛运动的研究方法误差较大；（8）中θ和v0的测量难度较大；（9）中相对而言较切合中学实际；（10）中需测定的物理量多且很难采取绝热措施；（11）中学阶段不易测定荷质比；（12）只是一个思想实验，无法付诸实践，但可估算，代入数据得g＝9．857m／s2，与标准值9．81m／s2只相差4．8．综上所述，中学阶段通常采用单摆法测定重力加速度．
3．依据方案，选定器材
实验方案选定之后，考虑该方案需要哪些装置，被测量与哪些物理量有直接的定量关系，这些物理量分别需用什么仪器来测定，从而确定整个实验需要哪些器材．
在“用单摆测定重力加速度”的实验中，是利用单摆装置来进行实验的，故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆．重力加速度可表示为g＝4π2l／T2，周期需用秒表测定；摆长l是从悬点到摆球中心的距离，因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度l和摆球直径d．从实验原理表达式可以看出，实验与摆球质量无关，故毋需使用天平．
当然，从实验方便性和精确性角度考虑，还需对所选器材作进一步要求，以期把系统误差降到最小．如上述器材中，摆线的伸缩性和质量应较小，摆球的质量应较大．摆线伸缩性大，其长度会随拉力变化而变化；摆球与摆线质量相差越小，系统（摆线和摆球）质心偏离摆球中心越远，误差就越大．为了便于观察，摆球振动的路径宜长，但又要确保单摆做简谐振动，故摆线宜长些，常取1米左右．
4．拟定步骤，合理有序
实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤．对一些可直接测量的物理量，可先行测量；对需通过实验装置才能测定的物理量，须先组装器材，再进行实验、观察和测量．
在“利用单摆测定重力加速度”的实验中．原理表达式g＝4π2l／T2中的l和T分别为单摆的摆长和单摆做简谐振动的周期．因此应先组装单摆，再测定摆长，最后让单摆做简谐振动，测定周期T．根据所测数据计算出重力加速度g的值．至于过程细节不再赘述．
5．数据处理，误差分析
高考对此要求不高，但常用的数据处理和误差分析的方法还是应该掌握，在设计实验时也应予考虑．
三、建议
[关键词]设计性实验教学体系成绩评价
物理实验课程是理工科院校的一门重要基础课，在培养具有创新精神和实践能力的专门人才上具有举足轻重的作用。大学物理实验中开设设计性实验是近年来我国高等院校教改的方向之一，研究设计性实验教学体系是物理实验课程改革重要的基本问题。
一、设计性实验的特点及目的
设计性实验，是在明确实验目的的基础上，根据实验原理和要求，自己选择适当的器材，制定实验方案，求出实验结果。实验过程是围绕着一个需要解决的问题展开，强调学生通过自主参与一些类似于科学家从事科研的学习活动，获得亲身体验产生积极情感，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑，乐于探究，努力求知的心理倾向。学生在实验研究过程中激活自己各科学习中的知识储存，通过解决实际问题的探索性活动，提高自己综合应用能力。
设计性实验的目的是：加强学生已学的理论知识和基础性实验知识相结合，并将这些知识灵活应用，使学生体会并掌握实验设计的思维方法和分析方法，实验设计的基本过程和方法，培养学生的科学实验能力及创新能力。
二、设计性实验教学体系构建的思路
构建设计性实验教学体系应该把学生的能力和素质培养作为构建的指导思想，以便学生在实验研究的过程中，通过自己的努力获取相应的物理知识和练就一定的操作技能，又能逐步学会一套获取新知识和解决新问题的科学方法。设计性实验教学体系构建的基本思路是：(1)将能力和素质培养贯彻始终，为物理实验教学目标服务；(2)循序渐进；(3)要选择或设计内容新颖、难易适度的实验；(4)要立足大学物理，辐射其它学科；(5)要把科学研究能力的培养和物理知识的建构统一起来；(6)要把科学研究与实验教学有机结合起来；充分发挥设计性实验的教育功能。
三、设计性物理实验教学体系
以培养创新精神和提高综合素质为主线，遵循由易到难、由浅入深、由低到高、循序渐进的教学规律，按照物理实验的实施过程和目的要求以及学生自身个性发展将研究性物理实验划分为以下三个层次。
1.基本设计性实验。给定实验题目与要求，在限定仪器的条件下，拟定实验方案完成实验。基本设计性实验特别注意科学性和趣味性的结合，充分调动学生的学习积极性和创新精神，培养学生设计实验的基本能力、科学的思维方式、探究意识和动手能力。采用指定“单任务教学”模式，教师起到“指导、帮助”的作用。
(1)基本目的。激发学生学习物理知识、研究与探索物理规律的热情，加深对物理规律的切身感受，提高动手动脑能力，激励创新精神。
(2)基本要求。在教师的指导下或自己的独立研究完成实验课题，按学术论文的形式撰写设计性实验报告，使学生掌握基本的实验研究方法。
2.提高型设计性实验。给定题目与要求，在给定仪器条件的范围内选择仪器、拟定二种以上的实验方案进行比较，以较佳的实验方案完成实验。实验原理应是学生在普通物理学习中已掌握或稍加补充即可掌握的。他们要从查找文献资料开始，制定方案，做规划，直至完成实验。
(1)基本目的。培养学生科研综合对比研究能力，查阅文献资料的能力，在实践中提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。
(2)基本要求。要求这类实验完成后，进行书面总结和口头报告交流，让他们对自己的实验作介绍，交流在实验研究的过程以及分析问题和解决问题中的宝贵经验和教训。
3.独立型设计性实验。给定实验题目，拟定实验方案、自选仪器完成实验。侧重于综合能力和创新能力的培养，课题涉及的实验内容与方法应具有综合性，学生选定课题后，教师一般只对课题的意义、背景等情况作些介绍，完全由学生自己调研和查阅资料，自己设计、装配、调试实验装置，提出实验方案，完成实验。
(1)基本目的。在培养了学生的基本实验技能和基本的设计能力后，对部分学生提出更高的要求，这一阶段要求学生的自主创新，培养他们的科学研究素质。
(2)基本要求。实验结束时，每个课题都要写出研究论文，并进行学术答辩和交流，部分论文应具有创新的成果，其中优秀的论文应能在正式学术刊物或学术会议论文集上发表。
4.设计性物理实验教学体系及内容方案。根据上面的讨论，由从简单到复杂、从基本到提高的顺序把设计性实验分为三个主要的类型，对于不同的层次有不同的实验项目和具体的实验要求，其中包括学生选做的实验个数、所需的课时数等，提出设计性物理实验教学体系及内容方案如表一。
表一设计性实验教学体系及内容
不同的学校根据自己的具体情况可以对不同的设计性实验类型提出不同的要求，即对基本设计性实验、提高型设计性实验、独立型设计性实验开设的个数和每个实验所需的学时给出符合自身实际情况的规定。根据我们学院的情况，选取基本设计性实验、提高型设计性实验、独立型设计性实验的课题数目分别为2、2、1个，总学时为40学时。
四、设计性实验教学成绩评价
客观、科学评价设计性实验教学成绩，有利于促进设计性实验教学的发展。评价应体现在实验教学中以学生为主，教师为辅，显示学生个性，相互协作，有利于学生科学素质的培养，充分发挥学生的能动性和创造性的宗旨。设计性实验教学成绩评价采用双评模式，把教师的评价和学生自评结合起来，改变以往那种只有教师参与的局面。
1.学生自评。每一个实验学生都进行自我评价，或是以小组为单位进行评价。在评价考核范围里面除了考核实验相关操作技能和实验的掌握外还将实验态度、文献查阅能力、团队合作精神等都纳入考察范围，充分体现设计性实验培养学生科学素质的价值。
2.教师对学生的评价。教师对学生的评价与学生自评同步进行，教师通过对学生的实验设计方案的审核，对实验过程的监督，以及实验结果的分析，给出一个评价。
对于这两部分的权重，不同的学校，不同的专业可以进行不同的调整，一般可以采用教师评价占60％，学生自评占40％的比例来进行，对于不同的给分点可以根据各自情况进行界定。
参考文献：
[1]朱慧群，丁瑞钦.大学物理实验教学方法探讨[J].中山大学学报论丛，2006年第26卷第5期.
大学物理设计性实验的内容一般由以下几个方面组成:学习态度、合作精神、探究能力、社会实践和交往能力、收集和处理信息的能力、实验态度与习惯、实验设计与操作技能等。这些评价项目是在学生从事具体的设计性实验过程中表现出来的,可以将这些内容与具体的实验课题要求进行整合,确定具体的、可供操作的指标体系。第一个维度是知识与技能,主要涉及学生在设计性实验开展前对大学物理基本概念、原理和方法的掌握程度,对大学物理实验常用仪器设备的操控能力和对大学物理实验常用实验方法的运用能力。第二个维度是实验过程要素,主要涉及行为素质和基本的发展状况。a.实验题目或实验目的的选择和确定情况。要使大学物理实验项目或实验目的的有意义。b.实验方案的制定状况。学生制定具体设计性实验方案的能力、实验方案本身的合理性程度、实验方案的具体化程度等。c.实验过程中的具体行为方式。学生在实验过程中的具体行为包括：操作的合理性、思维方式的多样性、参与实验情境的深度、文献资料和具体背景材料的搜集情况等。d.实验结果的总结情况。学生要及时的评价的实验报告、论文、成果或研发产品的质量等。第三个维度是实验过程中学生的态度和情感发展。主要涉及行为所反映的情感、态度和价值观的发展状况,包括:学生参与活动的主动性、积极性和创造性状况；学生在活动中的合作精神；学生各种良好思想意识的发展状况,如环境保护意识、社会责任感、服务意识、安全意识、效率意识等。
2大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容的实施方案
大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容评价的方案制定包括确立目标,科学选择内容、设计工具、灵活运用实验方法等环节。这些环节相互之间既紧密联系又相互制约。明确目标和内容是选择实验方法的基础。笼统或琐碎的实验标准将不利于数据和资料的收集,而没有准确、有效的数据,就不可能达成正确的实验结论,从而影响实验的反馈以及最终合理改进建议的提出。必须针对不同的实验项目选取恰当的实验方式方法,并利用反馈意见改进实验设计,促进学生综合实验素质的发展。其最终目标是学生在进行实验活动过程中逐步生成的。必须针对不同的实验项目选取恰当的评价方式方法,并利用评价反馈改进实验设计,促进学生综合实验素质的发展。根据大学物理设计性实验课程的价值追求和课程特点,大学物理设计性实验多维度评价的目标包括知识与技能,过程与方法,情感、态度和价值观3个维度。2.1收集、分析和处理信息。学会收集信息的各种基本方法,尝试运用调查、考察等方法及利用图书馆、网络等基本信息工具；能够对收集的信息或资料进行初步分析和处理；能够在团队中进行信息交流。2.2问题解决。学会自主提出问题、制定解决方案,并通过实验过程验证方案的合理性；开展问题探究,尝试探究活动,体验探究过程；提出问题解决的策略。2.3动手操作。计划和组织一个实验项目的实施；尝试运用已有的仪器设备或通过改造或自制设备完成实验项目；具有基本的信息操控技术和素质。2.4表达与交流。能够自主地与指导教师或专家进行联系,并学会在实验中自我管理；能够以书面和口头等不同的表达方式,表述实验的结果、体会或思想情感；学会结果分享。2.5情感、态度与价值观。养成参与意识、服务意识、合作意识、环保意识、效率意识、安全意识、科学精神、创新意识；形成社会责任感和义务感,形成负责任的工作态度和生活习惯。
3大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容的启示
3.1在实验过程中进一步认识实验设计体系的重要性。在实验过程中发现了许多大学物理设计性实验课程实施中的问题,比如指导教师学科分工的问题、实验过程中教师的指导问题、实验过程中资料的规范性问题、指导教师的培训问题等,这些问题都要在今后的教学中进行整体规划设计和落实。3.2实验指导教师在测评过程中得到培训。在实验教学中,教师的指导往往过于宽泛,针对性不强,缺乏具体的指导行为和指导规范,部分教师不明确自己在指导实验过程中的具体指导任务有哪些方面,因此指导方式、指导行为存在着一系列问题。实验指导教师在评价过程中进一步了解了实验教学的目标和要求,对指导学生实验有了更深刻的认识。3.3学生实验素质得到了全面发展。大学物理设计性实验体系设计与实践研究提高了学生合作意识。在大学物理设计性实验实施过程中,增多了学生之间的交往合作机会，实验时，学生分工合作,在团队中学会与人相处,发展协作素质；增强了学生的自信心，大学物理设计性实验开放的教学方式；培养了发现问题、解决问题的素质,激发了学生的创新潜能；同时也激发了学生关注生活的热情设计性实验的开展密切了学生与指导老师的联系,激发了学生关注生活的热情。
4结论
“感应电流的方向”这节课重点就是让学生对楞次定律进行探究、理解和应用。一般情况下，对“楞次定律探究”的教学是这样设计的：
1.创设情境，复习引入
问题一：电流计指针偏转方向与通入电流的关系？【实验一】探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系。师：如何才能知道指针偏转方向与电流进入方向之间的关系？是否可以通过实验来确定呢？【学生实验1】学生按图接好电路，探究指针偏转方向与电流进入方向之间的关系，并完成下表。结论：电流从何方流入指针就向何方偏转。问题二：感应电流产生的条件？【实验二】感应电流产生的条件：师：在上述实验中，我们已经得出感应电流产生的条件是什么？生：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。师：磁铁插入与抽出时，指针偏转的方向相同吗？指针左偏与右偏意味着什么呢？生：不同。指针偏转不同，表明电路中的电流方向不同。问题三：怎样判断通电螺线管中的电流方向？师：怎样判断通电螺线管中的电流方向呢？生：根据电流计指针的偏转方向和螺线管上的导线绕向来判断。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是否遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。
2.确定课题，分组探究
【学生实验2】学生按图接好电路，做实验并填附表。
3.分组总结，难点依旧
描述实验现象，填表。讨论回答：师：穿过闭合回路的磁通量的增减会导致什么结果？生：有感应电流产生。师：感应电流又会产生什么？生：会产生感应磁场。师：那么这两个磁场的方向之间有什么关系呢？请大家分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程。（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。结论“：增反减同”，即：判定感应电流方向的方法，其内容为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，由此得出了楞次定律。在这个教学过程中，学生的学习效果如何呢？实际教学中，学生共分成八个小组，其中有三个小组的实验表格不清楚怎么填而求助于教师，三个小组的表格填了一部分，而只有两个小组在参照课本的情况下填得比较好。这说明，虽然在教学中运用了各种物理学方法，但并没有有效地帮助学生理解物理学知识。可想而知，之后楞次定律的得出也就比较困难，对定律理解也就不够透彻。如何“有效”运用这些物理学的方法呢？关键还是要结合学生学习的实际情况，合理地运用物理学方法。于是，教师带领学生对这一实验设计进行了如下的改革，取得了很好的学习成效。
二、改革后的实验设计方案
1.实验法
所谓实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验法是学生做好实验的前提和基础，教师耐心细致地做好这一步，才能帮助学生顺利进行后面的分组实验。于是，教师带领学生对实验教学过程做了如下改进：（1）创设情境，复习引入【实验一】产生感应电流的演示实验。教师演示分步连好电路，由学生上讲台操作，全体学生观察。问题一：怎样做能够产生感应电流？生：将条形磁铁不断插入或拔出螺线管。问题二：为什么产生了感应电流？（感应电流产生的条件）生：闭合回路中磁通量发生了变化。问题三：灵敏电流计的指针偏转与螺线管中的电流方向有什么关系？生：电流从哪边流入灵敏电流计，指针就向哪边偏。根据指针的偏转情况就能判断出螺线管中的电流方向。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。（2）确定课题，互动探究【实验二】探究感应电流的方向。教师实验：N极向下插入螺线管中，请学生记录实验现象，把电流方向标在下图中。学生分组：N极向下从螺线管中拔出，S极向下插入螺线管中，S极向下从螺线管中拔出，分别记录实验现象，并把电流方向标在下图中：由于有教师在【实验一】中的电路连接演示及在【实验二】中的实验操作演示，学生的实验做得很顺利，实验现象的记录也很准确，可以说又快又好，有效地完成了这一教学环节。那么接下来，如何由实验现象整理和归纳出所要得出的结论，这就要看归纳法运用得是否有效了。
2.归纳法
所谓归纳法是指从个别元素中概括出一般结论的思维方法，也可以指学科学习中具体的一种科学方法。由实验现象归纳得出物理规律，在学生的学习过程中具有重要作用。于是，教师进一步对教学中的归纳过程做了如下改进：首先，降低填表难度。整个表中对每一个实验现象分析所需要填写的空格被缩减为两个，如下所示：其次，设置问题，引发学生的思考。师：通过实验，我们知道了在不同情况下感应电流的方向（已画在图上），那么请大家分析一下，感应电流的方向与什么因素有关呢?生甲：可能与磁感应强度B的方向有关。生乙：可能与条形磁铁的运动方向有关。生丙：可能与磁通量的变化有关。分析：由过程一、二判断感应电流的方向与磁感应强度B的方向无关。由过程一、三判断感应电流的方向与与条形磁铁的运动方向无关。同样，由过程一、三判断感应电流的方向与磁通量的变化无关。那么，到底与什么因素有关呢？最后，难点由教师引导学生突破。师：感应电流会产生磁场吗？生：会。师：请大家画出感应电流的磁场方向，并分析原磁场方向与感应电流的磁场方向有什么关系？分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。得出结论“：增反减同”即这样设计的实验和学习课程，实际的实验过程顺畅了，学生几乎都能认真完成实验，记录下观察到的现象，并经过分析讨论得出了自己的结论，为楞次定律的进一步理解和应用打好了基础。由此可见，在教学过程中，关键是要保证让学生理解相应的知识。所以，任何教学过程都应当按理解的要求进行整体设计；任何教学方法的应用，都是为实现这一目的而服务的。因此，教学实验设计必须考虑让学生透彻理解的有哪些内容，怎样才能有效地帮助或引导学生理解这些内容，这些内容的理解过程应当运用哪些物理学方法最适合，在理解这些内容的各个阶段应分别达到什么要求，等等。假如我们对这些问题搞得比较清楚，在教学过程中恰当而有效地运用好物理学的方法，教学质量就会有大幅度提高，学生的学习也会有较大突破。
三、结论
物理化学实验过程中可以很好地将理论课程上所学习到的定律、公式应用到解决实际问题上．以蔗糖水解反应的速率常数为例，第一组同学按照传统教学过程，首先学习一级反应动力学方程ln［A］0［A］=kt，讨论一级反应动力学的特点以及半衰期等．学会利用动力学方程求算时间、物质浓度、速率常数、半衰期等数据，然后按照给定的实验步骤进行蔗糖水解反应速率常数的测定实验．第二组同学参照实验设计教学过程，首先提出目标，需要测定蔗糖水解反应的反应速率常数k，然后学习一级反应动力学方程的推导过程，介绍一级反应动力学的特点．学生讨论如何设计实验测蔗糖水解反应的反应速率常数k:蔗糖在酸的催化下的水解反应可看作准一级反应，利用一级反应动力学的公式ln［A］0［A］=kt，从公式ln［A］=－kt+ln［A］0中可以看出以ln［A］对t作图得到一条直线，斜率为－k，因此需要测量不同t时刻［A］的浓度，然后以ln［A］对t作图得到一条直线，通过斜率即可求得反应速率常数．此时教师可提出测量某一时刻物质的浓度一般有两种方法:化学法与物理法，其中物理法更方便操作．
所谓物理方法就是利用某些物理性质与物质浓度的依赖关系，使用物理仪器快速准确测定出某一时刻的物理性质，再转换成物质浓度与时间的关系．根据蔗糖水解反应中反应物和产物都是有旋光性的，可以选择旋光度这个物理性质作为浓度和时间之间关系式的桥梁．利用旋光度与浓度的关系将反应动力学方程中浓度和时间的关系转换成旋光度和时间的关系，因此只需要测定不同时刻体系的旋光度值就可以求算出反应速率常数k．学生选择需要的实验仪器和实验材料，设计具体的实验步骤，教师对整个流程进行评价和改进，最后在具体的实验过程中验证结果．实验结束后讨论问题:为什么要进行零点校正，可用什么物质进行零点校正，蔗糖的初始浓度对实验测定有没有影响等等．在学完二级反应动力学以后，教师还可提出延伸问题:如何利用电导率测定乙酸乙酯皂化反应(二级反应)的速率常数?第二组同学大致可以提出相应的实验过程，而第一组同学则大都不知道该如何处理．两组学生比较，第二组学生对公式的利用、实验过程的处理等都较第一组学生要好．通过整个实验设计流程，学生可牢牢记住相应的动力学方程公式，同时会对具体的实验操作过程进行积极探索，对以后理论知识的学习也有很好的促进作用．
2激发学生自我学习和自我思考的兴趣
很多时候，学生不知道物理化学中的理论和定律有什么具体用途，因此学习起来没有兴趣，只是被动地背诵公式定律．物理化学实验设计过程的教学环节能够激发学生的主观能动性，提高学生自我学习和思考的能力．以燃烧热的实验测定为例，两组学生首先学习理论课程中燃烧热的定义，理解恒压热效应与恒容热效应的区别．利用氧弹式量热器分别测定待测样品和基准物质在量热器中完全燃烧引起的温度升高值，再利用基准物质已知的燃烧热来计算待测物质的燃烧热．现在的实验装置大都采用自动化和计算机处理，第一组学生除了简单掌握量热器和压片机的使用方法外，对物性燃烧热方面的信息知之甚少，学生也没有太大兴趣去深入讨论和研究．第二组学生采用实验设计过程的教学方法，首先指导教师介绍燃烧热在实际生活中的各种应用，例如燃烧焓的测定广泛应用于各种热化学计算中，测定有机物的燃烧焓，可计算相应的生成焓数据，从而可以了解其稳定性、反应性、生成机理、分子结构、能量规律等特点，对于掌握该化合物特定组成等有重要意义．氧弹量热法也广泛应用于污泥、废物、煤发热量的测定等等方面，对于泥煤的深度开发和综合利用有广泛意义．通过这些知识的讲解，让学生首先对即将学习的实验有一个背景认识，知道将来在哪些方面可以有广泛的用途，从而激发学生的主动学习兴趣．然后再介绍氧弹技术的原理和燃烧热测定实验的基本过程，这时学生对实验课程的理解和掌握就会有明显提高．采用这种教学过程的第二组学生与第一组学生相比，首先在听课过程中注意力就有明显提高，思维也能随着教学内容灵活转换，在实验过程中也能够自己分析和处理一些常见问题，这些都是学习兴趣被激发出来的结果．因此，实验设计教学过程可以激发学生的学习兴趣．
3提高学生的科研创新和分析解决具体问题的能力
创新是科研工作的灵魂，教学过程中应加强培养和提高学生的科研创新能力．对于物理化学的各个研究方向来说，物理化学的实验设计过程在不同程度上会对学生的创新精神和分析解决实际问题的能力具有积极的作用．以凝固点降低法测物质相对分子质量实验为例，两组同学首先同时学习稀溶液的依数性:加入少量溶质引起溶剂性质的改变，例如蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高以及渗透压的改变．这些性质的改变值只与溶质的数量有关，而与溶剂的性质无关．利用一相为纯物质时两相平衡温度与组成的关系可以推导出相应的定量关系式．其中，凝固点降低这个依数性质是一种常用的测量相对分子质量的实验方法．第一组同学学习凝固点降低公式，知道凝固点降低的改变值与溶质的质量摩尔浓度成正比，能够通过题意利用公式求解出相应的数值．第二组同学在学习完凝固点降低公式后，引导学生利用此公式进行溶质相对分子质量测定的实验设计．
首先从公式推导中可以看出，公式中有我们需要最后求的MB，凝固点降低常数Kf可以查得．所需要的就是纯溶剂的凝固点和加入少量溶质后溶液的凝固点Tf的值．所以整个实验设计的关键就在于如何测定液体的凝固点．所谓凝固点是指一定压力下，随着温度的降低，液体中逐渐出现凝固现象，固液两相平衡时的温度．引导学生自己选择实验器材设计实验:要想测得凝固点，就需要将待测液体放到一定的冷却介质中，例如冰水混合物，还需要精密温度计随时监测液体中温度的变化．此时教师给出提示:凝固点的准确测定并不容易，包括固液平衡的判断以及凝固热的放出对测量的影响等等，因此采用步冷曲线法测定相应的凝固点更为常用．学生讨论具体的实验步骤，教师进行指导修正，完成实验设计过程．两组同学同时开展凝固点降低法测定溶质相对分子质量的实验，通过实验过程中的比较可以看出，第一组同学大都只能按照书上的步骤进行机械操作，在操作过程中不知道何种因素会对实验产生影响，更不明白怎样对实验进行改进．而经过实验设计过程的第二组同学大都对实验细节比较注意，例如为什么需要冷冻管和空气套管，冷冻管要竖直放置，不要靠在空气套管上，还有冰浴槽的温度、磁子的搅拌速度对实验测定的影响等等．在实验结束后，第二组同学在实验数据的分析处理上也较第一组好，能够利用步冷曲线法合适地得到相对准确的凝固点数值．第一组同学在思考题的解答上也与第二组同学有明显差距，大都不明白一些针对实验过程的问题如何进行分析解答:例如溶质的量是否加入的越多越好，冰浴槽的温度过高或过低对实验数据有什么影响，高温高湿季节做此实验是否会影响准确度等等．
4结语
