实验设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇实验设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

一、基于传感技术探究实验设计

在教学实践中我利用传感技术仪器进行实验能够得到很好的实验效果。分析教材、根据教学目标及学生的年龄特点合理选择利用数字化传感器材能够有效提高课堂实验效果。课堂实验探究的高效，传感技术仪器的有效使用，不仅需要分析教材，合理选材，还需要精心设计实验方案。只有通过有效的实验设计和规范的实验操作，以学生为主体性，让学生配合教师来完成实验，学生便于理解，又可增加学习兴趣，才能使实验变得简单易行，达到教学目标。以下是四上年级《运动起来会怎样》一个有关于心率传感器的实验。首先，连接手握心率传感器、界面和计算机。其次，启动LoggerPro或LoggerLite软件，最后，程序将自动识别手握心率传感器，这样就可以准备采集数据了。测量一个人在激烈活动，例如做跳跃运动前、之间和之后的心率；测量一个人在运动后的心率返回平常心率要多久。让学生在探究实践的过程中，注重体验和感悟，又便于学生对知识的接受和理解，从而也激发学生的兴趣。

二、传感技术探究实验室的组建

为了提高实验探究效率，保证实验教学的有效开展，创建探究实验室，合理利用“数字化”仪器设备是非常重要的。数据采集器和传感器的配备，主要用于采集并储存实验数据并根据探究需测定的参数。通过政府采购，我们采购到探究实验室套材，主要有湿度、音高、音量、光强、pH值、溶解氧浓度、电流、电压、氧气含量、二氧化碳含量等传感器，还可以根据需求来自行选择；同时，这些仪器的轻巧与便携还为学生进行户外探究提供了可能。计算机软件的安装将传感器插入计算机时，传感器可以精确地测量实验中获取的各种数据，并通过数据采集器传到计算机中，计算机经由配套软件将数据以表格和图像的形式呈现，并进行分析处理。

三、传感技术实验器材在拓展课程中的应用

篇(2)

一、实验原型及不足

1.实验原型实验装置如图1。利用热得快分别给质量相同、初温相同的水与食用油加热相同时间（或升高相同温度）。在相同时间内，由于食用油温度升得高些，如果要升高相同的温度，加热水用的时间应延长。2.不足之处本实验用热得快做热源，由于它的功率较大、温度升高过快，很难把握，有一定的危险性。教材中的实验装置还有两个严重的缺陷，一是热得快放置方法不正确，液体没有盖住热得快的发热部分，导致热得快易损坏；二是由于等质量的水和油相比，油的体积大于水的体积，在油中的热得快被浸的体积多些，导致两种液体受热不一致，数据难以令人信服。而且教材上的实验能见度不高，读取温度数据困难。

二、实验创新与改进

1.将新型硅胶加热器固定在容器底部，使得加热均匀、精度高，实现量化实验，极易控制。如图2。教学视点2.使用温度传感器及数显温度计，读取数据方便快捷。3.用220V电压做电源，实验随处可进行；内部装有漏电保护开关，保证用电安全，便于让学生操作。

三、实验器材

自制液体加热器2套，食用油、水各120克，停钟1个，天平1架，两份质量相等的水。

四、实验原理及装置说明

1.实验原理新实验使用控制变量法，通过控制使物质质量相等、吸收热量相同、升高相同温度，比较需用的时间。升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量多，则此物质吸收热量的能力更强。2.装置说明新实验采用两套完全相同的硅胶加热器，从底部直接给液体加热，并装上传感器及数显温度计，让测量结果清晰显现。当达到所需温度时，只要将红色开关关掉便可停止加热。如图3。

五、实验设计及结论

实验一：用加热器加热两份相同质量的水，将结果记入表1，并得出结论。结论：质量相等的同种物质，吸收相同的热量时，温度升高的速度相同。实验二：用加热器加热相同质量的水与食用油。将准备好的质量相等的水和食用油倒进两个加热器中，几秒后记录水与食用油的初始温度。打开电源，同时按下停钟开始计时，观察两个加热器中温度计的变化，用停钟记下加热液体每阶段所用的时间，读取相应的温度变化量，并填入表2中。当加热时间达到80s时，记下最后温度，关闭电源，停止加热，分析数据并得出结论。结论：质量相等的两种物质，吸收相同的热量时，温度升得越慢的吸收的热量较多，吸收热量的能力较强。

六、创新点

篇(3)

开展实验设计是实现知识、能力、素质三位一体教学模式的一种改革，也是实现培养创新、创造、创业三创”人才的重要手段之一。因此，采取小学期制实验设计的实践教学活动是非常有必要的，不仅能够打破传统教学方式的局限，激发学生主动学习的积极性，而且学生也能通过实验设计学到很多科研方法，培养和锻炼解决问题的能力。当学生的想法变成现实时，他们会很有成就感，从而乐于思考问题，提出新的想法，非常利于学生创造性思维及团结合作精神的培养。

2药学本科小学期制药理学实验设计实施环节

小学期制的实验设计不同于其他学科实验教学中的设计性实验，它属于探索性实验。在药学本科生学完重要的主干课程和一些方法学课程后，已经初步具备了进行实验设计的基本知识和技能，这为开展小学期制药理学实验设计提供了有利条件。笔者承担了小学期制药理学实验设计带教任务，在实际工作中，将小学期制实验设计分为基本知识介绍、实验设计、实验实施和实验考核4个环节进行，具体步骤如下。

2.1基本知识介绍

在正式实验前5天，笔者召集实验班级学生，对其讲解实验设计基本内容，详细介绍药理学实验设计的目的和基本原则，包括科学研究中实验设计的三要素（即研究因素、研究对象、研究效应）以及应遵循的统计学的三大原则（即重复、随机、对照原则）。根据药理学学科特点，具体讲解实验动物的特性、药理学实验动物的选择、动物模型的复制、给药剂量、给药途径和观察药效学指标的确定方法以及在实验分组中如何体现随机性和对照性原则。此外，还讲解了如何利用教材和网上资源查阅文献资料以及数据统计方法的选择及应用等。

2.2实验设计

在介绍完实验设计基本知识后，紧接着将本实验室所有的仪器、设备、动物情况告诉学生，让学生自由组合，每5～6人一组，并让其围绕要求根据自己的兴趣选题。为避免个别学生存在依赖心理，要求每一位学生独立完成实验设计。给学生5天时间查阅文献资料，制订实验设计方案。为使学生对实验设计的基本步骤和内容有较完整的认识，给出实验设计报告内容，包括研究题目、理论依据及研究现状、研究内容、仪器与药品、研究方法、实验对象、性别、规格、数量、实验组与对照组的处理、观察指标、实验步骤、统计方法选择、预期实验结果、设计人、设计日期等。开始实验的前一天收集实验报告，教师仔细阅读批改，做到心中有数。实验第一天，首先让每一位学生上台讲解实验设计的目的和思路，汇报设计方案，预期实验结果，提出存在的问题及解决措施，并回答其他学生提出的问题，然后由教师就实验设计中方法的科学性、合理性和可行性及思维的创新性及步骤的严谨性等做出评价。讨论实验设计并进一步修改完善后，由小组成员共同选择一个可行性较好的实验设计并实施。共同讨论形式有助于拓宽学生的知识面，有助于学生由一种实验方法认识到一类实验方法，从单个药物的研究方法引申出一类药物的研究方法。在实验设计中，锻炼了学生分析问题的能力和语言表达能力，并对文献检索和统计方法的运用也有了进一步的认识和体会。

2.3实验实施

通过设计实验和讨论实验，学生基本掌握了实验目的、方法、步骤。为了培养学生严谨的科学态度和实事求是的实验记录习惯，在实验进行前，首先要求学生严格按照实验记录报告的内容格式记录结果，包括实验组、实验日期、室温、实验题目、实验材料、药品和试剂的配置、实验步骤、实验结果（观察指标、动物号、时间）、初步结论、实验失败或出现意外结果的原因、实验改进的建议、实验人、记录人、日期。然后安排学生以小组为单位，独立完成药物配制、动物分组、编号、动物给药、实验操作、观察药效指标及记录结果的全过程。教师从旁指导实施，及时提醒学生注意事项，以免出现误差或实验失败，要求学生认真科学地记录和分析实验结果，使学生对实验设计的可行性有进一步的认识。

2.4实验考核

小学期制实验设计考核既不同于理论教学考核，也不同于专业实验教学考核，它是对学生实验基本技能、学习主动性、思考分析问题能力、创新能力、表达能力、团队合作精神、知识整合能力、写作能力的全面评价，是开展实验设计中不容忽视的环节。教师不能只看实验的成功与否，而应从实验的全过程全面评价学生的能力，依据学生的实验设计、实际动手能力和对实验结果的客观分析能力、论文撰写水平进行综合评定。

3药学本科小学期制药理学实验设计的效果与不足

小学期制药理学实验设计的效果有以下几点：（1）通过引导学生参与实验设计，使学生对科学研究有了进一步的了解，并极大地激发了学生对科学研究的兴趣。（2）培养和锻炼了学生的能力，使学生的综合能力有了很大提高，并为本科实习和研究生课题研究奠定了基础。药理学设计性实验是学生自己进行实验设计并实施的，是学生知识和信息的处理能力、创新能力、观察能力、动手能力、协调能力、分析问题和解决问题能力得以全面展现的舞台。（3）培养和锻炼了学生相互协作的团队精神。

篇(4)

在查阅了大量现行初中生物教材后，发现在“尿的形成和排出”一章节中，处理肾小球的滤过作用知识点上，只有肾单位的图片，教材没有设计演示实验，大多在课本后面有关于人工肾的介绍，而人工肾与初中生的认知差距较大，教材缺少直观演示实验，结合肾小球滤过作用的原理，进行了肾小球滤过作用模型的设计和制作。构成肾脏的基本结构单位和功能单位是肾单位，每个肾单位包括肾小体和肾小管。肾小体由肾小球和肾小囊构成，肾脏对血液的滤过作用主要在肾小球内完成。当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，其余一切水溶性小分子物质都可以通过滤过作用进入肾小囊，形成原尿。因为入球小动脉口径较粗，而出球小动脉口径较细，使肾小球内毛细血管血压升高，而且肾小球还提供了较大的滤过面积，这些都有利于肾小球的滤过作用。利用动物肠衣的半透性特点模拟肾小球的选择透过性，选用塑料饮料瓶和医疗废弃物品，自制肾小球过滤装置，过滤装置中打眼的培养皿和塑料的漏斗下方形成的空隙，模拟的是肾小囊腔，从肠衣壁流出的过滤液体（代表原尿）。通过输液器连接动物肠衣，较粗的输液管（代表入球小动脉）连接肠衣的一端，肠衣的另一端连接较细的输液管（代表出球小动脉）。

二、实验方案设计

在甲组装置输液瓶中装有淀粉溶液（代表大分子物质和血细胞），通过输液管流入肠衣处（模拟肾小球），从肠衣流出的过滤液（代表原尿），下方接收过滤液的容器中对应放入碘液，通过容器中溶液颜色的变化，确定淀粉能否通过肠衣半透膜。在乙组装置输液瓶中装上碘液（代表小分子物质），通过输液管流入肠衣处（模拟肾小球），从肠衣流出的过滤液（代表原尿），下方接收过滤液的容器中放入淀粉溶液，观察容器中溶液颜色的变化，确定碘离子能否通过肠衣半透膜。

三、实验现象和结论

篇(5)

了解普通陶瓷的原料及坯料的配方设计；掌握泥浆制备、性能检测和调整的方法；掌握普通陶瓷烧成过程中的物理化学变化；掌握陶瓷烧结性能评价方法；完成从原料制备到最终烧出制品的整个陶瓷生产工艺过程，锻炼学生的动手能力、综合运用专业知识的能力以及分工合作精神。

2实验原料及仪器设备

2.1实验原料

矿物原料有：石英、砂岩、长石、苏州土、星子高岭、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木节、唐山木节、秦皇岛瓷石、湛江原矿、依安黑泥、沁阳土、大同土、新会球土、白云石、松阳高岭土、盛超粘土等。化学试剂：碳酸钡、碱面、水玻璃、PC67等。

2.2仪器设备

球磨机（包括瓷磨罐）、电热干燥箱、烧结炉、电子天平、涂4粘度计、泥浆搅拌机、电子秤、标准筛、石膏模型、秒表、温度计、数显式游标卡尺等。

3实验步骤

3.1泥浆配方的设计与计算

查阅文献，参考经验配方，通过化学组成、矿物组成的计算，初步拟定坯料配方并按3kg总量计算出泥浆的配料单，测出原料的含水率，计算出实际配料单。

3.2泥浆制备

(1)按实际配料单称量原料，加水，加水量按30%左右计算。并加入球石，可用鹅卵石或高铝石球，料球比为1∶2，球石的级配为大球:中球:小球=（20%～25%）:（30%～50%）:（30%～50%）。加入0.1%～0.2%的氯化钙或醋酸，可促使泥浆凝聚构成较粗的毛细管，从而提高压滤效率。(2)研磨3.5h后，检测细度。用水筛法测筛余，若过粗，再继续研磨，直到350目筛筛余0.7%～0.8%，同时调整泥浆浓度，目标值达到（356±2）g/200mL。

3.3泥浆性能测定

(1)含水率:准确称量泥浆10～20g置于蒸发皿中，在烘箱内烘干至恒重后，冷却称重。记录湿试样质量W1，干试样质量W2。则相对水分(X)为(W1-W2)/W1×100%；绝对水分(Y)为(W1-W2)/W2×100%。(2)细度：取100g泥浆，缓慢倒入350目筛中，同时置于自来水下冲洗，直至筛下水流不浑浊为止。将筛上残渣倾入蒸发皿中，静置30min倒出蒸发皿上部清水，放在烘箱内烘干，称量残渣重量，细度（或筛余）用残渣占干料重量的百分比来表示。(3)浓度：将200mL比重瓶洗净、控干水分、烘干后称重。再将制备好的泥浆倒入容量瓶至规定刻度于电子天平上称重，记录数据，单位为g/200mL。(4)流动性：将泥浆注满涂4粘度计（100mL）。在打开出口的同时按下秒表，记录秒表数据，即为泥浆的即刻粘度V0。

3.4注试条和试样，并烧成细度和浓度达到要求后，放磨，过80目筛

放入塑料桶中陈腐7天后，利用石膏模具浇注试条和陶瓷半成品（如花瓶等）。将试条和坯体干燥后修坯、坯体施釉，在一定温度下烧成。

3.5试条性能测定

(1)收缩率。用石膏模具浇注试条，开模后用游标卡尺做记号，长度100mm或150mm。放入烘箱烘干。烘干后再测量记号长度，计算干燥收缩率，公式如下：干燥收缩率%=烧成收缩率%=×100%总收缩率=（1-干燥收缩率）×烧成收缩率+干燥收缩率(2)弯曲强度。计算公式为：式中：Ra为弯曲强度（MPa）；P为作用力（N）；L为跨距（mm）；D为试条断口处直径（mm）。(3)烧结性。将烧后的试条作吸红实验，测定吸水率、气孔率和体积密度等指标表征试样的烧结性。

4实验结果与讨论

测定泥浆各参数如细度、浓度、流动度及含水率等；测定试样干燥收缩率、烧成收缩率和总收缩率；进行试样吸红实验及弯曲强度、气孔率、吸水率和体积密度等指标的测定，并分析烧成制度对陶瓷制品烧结性的影响。

5教学组织与成绩评定

将参加实验的学生分组，3人/组。首先安排学生查阅资料，让学生对实验内容有初步了解；其次讨论确定实验路线和方法。最后，3人协作共同完成实验内容，每组至少完成一个配方。在教学实践过程中，我们发现由于实验方案和实验内容相对独立、灵活性强，很难用同一尺度来对学生进行考核。因此，在综合性实验的评定过程中，我们重过程轻结果。实验成绩的评定包括：出勤10分、实验动手能力40分，实验结果分析20分，实验报告30分。其中动手能力的考核要求每个学生至少提交一件合格的陶瓷制品。实际每个学生都能完成几件，有的还非常美观漂亮。力争较全面的考查学生的综合能力和科研素质。

6教学效果反馈

该综合性实验项目历时4周，实验完成后，学生们普遍反映获得了很多生动的知识，在实践过程中通过查阅文献和实际动手，将理论知识应用于实践过程中，使知识融会贯通，既提高了学习兴趣，也锻炼了动手能力。

7结语

篇(6)

在线实验模拟了现场实验的场景，但却不是现场实验的简单网络化移植，实验设计本身发生了较大变化。由于在线实验的互联网支持和计算机模拟等特点可以更好地提供一个促进思考和探究的环境，系统能在线记录学生的独立操作，为评价提供科学的依据，并可在此基础上通过数据挖掘和优化，调整实验设计，充分发挥学生的能动性，能适应不同水平和能力学生的要求。基于以上特点，笔者设计了与现场实验存在较大区别的在线实验探究式学习模式。培养学生的工程思维和能力是实验设计的核心问题。由于CDIO模式继承和发展了工程教育改革的理念，系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的标准，因此，我们主要基于CDIO的理念来设计在线实验模式和方法，强调工程实践环境中探与究的学习来实现CDIO的全过程，使得学生以更多元的方式进行工程实践训练。CDIO是以构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)为四个主线过程，综合地考虑专业基础知识、个人和职业的技能及团队协作与沟通的技能，及在整个企业、社会环境下进行四个主线过程以达到全面提升工程实践能力的培养过程。CDIO模式中的构思和设计环节主要针对学生的工程宏观分析能力，而实现和运作环节主要针对学生的工程微观分析和操作能力。作为一个缩小版的工程实践过程，在线实验的实验方案的设计实际上就是构思和设计过程，而实验过程就是实现和运作过程。因此，探究式学习主要体现在实验方案探究与实验过程的探究两个方面。以下我们将通过远程教育高校开发的典型实验来具体说明其设计理念。

(一)实验方案探究设计

实验方案的探究主要培养学生的工程宏观分析能力。在传统的实验教学模式下，实验按照统一的方案展开，学生没有选择性。这种教学模式适用于理论验证性的实验，但在以培养学生工程能力为主的实验中，就会压制学生的想象力和主动探究的意识。因此，实验方案探究是实验教学策略的最重要部分。实验的主要目的是认识和探索理论规律，掌握工程技能，应该以问题为驱动开展实验方案的探究，学生对于老师提出的问题，以分析问题和解决问题为出发点，经过认真思考和研究，自主制定实验方案，通过搭建实验对象，准备仪器设备、测量各种工况下的数据，整理和判断实验数据和结果的正确性。这就要求实验具有基于工程的实际背景设计，学生才可能在这种开放性的实验环境下，对多种可能的实验方案展开探究。英国开放大学的实验“能量转换(EnergyConversion)”是典型的实验方案探究型实验。实验设计背景是铜的工业化生产，实验问题是如何从铜矿石经过多个环节得到电解铜。教师首先要求学生设计基本方案。学生在实验前1个月必须预习，由4人组成的实验小组需要集体制定实验方案，由于实验问题本身的开放性，实验方案也并不是确定的，指导老师只给出一些建议。从粉碎矿石到解析出铜的多步实验步骤中，有多种途径可以完成实验，学生们集体讨论得到设计方案。在实验过程中，方案根据实际情况还继续修正。完成基本方案设计以后，实验完成过程也是实验方案探究过程。学生在实验室边实验、边观察、边记录、边讨论，每个实验环节都要求去解答或解决一些相关的问题，如粉碎的效率、溶解浓度以及电解效率等，部分环节还要到计算机上进行数学模型的求解。实验过程中进行观察记录和模型预测，最后对实验结果进行验证。实验结束后，学生还必须根据本星期实验情况，做口头报告(Presentation)，教师根据学生预习和作业情况、实验过程的表现以及口头报告，给出实验课程的最终评价。可以看出，整个实验过程就是针对如何从铜矿石得到电解铜的这个具有工程背景的问题，在不断探究的过程中制定和实施实验方案的过程，这对学生工程宏观分析能力的培养大有裨益。

(二)实验过程探究

实验过程探究主要培养学生的工程微观分析与操作能力。传统工科专业的实验操作基本是按部就班地完成，对于故障分析与解决、规范操作等重要技能以及如何培养学生的工程意识、工程能力、创新能力还较少涉及，这显然不能满足工程应用型人才的培养需求。实验过程探究式是在实验过程中，教师给学生一定的引导和提示，让学生自己通过观察、思考、动手实施等途径去独立探索和研究，自行实现实验过程的教学策略。概括起来，在实验过程探究中，学生需要在实验过程中自主发现问题，分析问题，实施和运行，真正实现探与究的学习过程。在工程实际环境中，观察与发现各种现象、分析现象之间的联系。因此在线实验系统会较为真实地模拟这些现象，学生经过现象分析，确定现象发生的内因与外因；结合理论进行讨论，明确调节目标与调节手段，形成解决方案。实验系统设计必须便于讨论和方案设计。华东理工大学DCS实验是较为典型的实验过程探究型实验。实验主要培训学生DCS操作能力和故障处理能力。由于DCS系统本身的大多数操作都是基于计算机的操作，因此网上实验课程的界面仿真DCS系统的计算机控制部分操作的界面。以下用一个简单的故障处理实验来说明实验过程探究的实验。在实验中，设计了一个常见的故障处理，在图1的界面中，学生观察到粗丙酮塔T-601顶温度仪表TI-6006出发异常过高报警，系统要求学生调节至正常运行温度73.0-80.0℃。在观察到异常过高报警后，学生将按照所学知识和工程常识，作出如下分析：粗丙酮塔顶温度上升可能有4三个工艺方面的原因，分别是加水量过大、回流量过小或再沸器回水量过小，也有可能是仪表自身故障因素。既然存在这三种可能，就必须通过其他观察和分析来确定故障原因，因此学生首先需分别检查相关三个仪表，即加水量仪表FRC-6015，回流量仪表FR-6019，E-601再沸器回水仪表FRC-6014，以确定仪表正常工作。学生观察到回流量仪表FR-6019读数偏小，就可以判断出是因为回流量不足造成塔顶温度升高。在通过观察分析找到故障原因后，学生根据工艺理论，确定解决方案，即增大塔顶回流量，需要调节FR-6019仪表。在工程环境中，不能进行一步到位的调节，以免造成大的扰动，需逐步小范围调整，边调边等。因此学生在实施解决方案，必须仔细阅读操作守则，将温度调节至正常运行温度的整个操作过程必须符合现场操作规范。操作实施时，首先将LRC-6023改为手动控制，每次增加调节阀阀位必须小于2%—这是操作守则要求的，如果学生超出这个阀位标准进行调节，训练中系统将给出警告，在考试中则行为将被记录，作为扣分依据。每次调节后系统会根据数学模型的计算将相应仪表调至相应位置，学生一边观察表显示情况一边调解，直至塔顶温度恢复到73.0-80.0℃，最后将LRC-6023设置为自动控制。可以看出，此实验在整个故障处理过程中，并不像普通课程实验制定严格的步骤，而是让学生根据工程实际情况，通过自主观察分析来制定解决方案，然后根据操作规范来一边观察一边操作运行，整个课程设计与教学过程较好地体现了探究式的教学策略。

二、基于过程考核的在线评价体系

对实验学习成果进行全面评价是在线实验的重要环节，这样才能对学生探究式学习过程进行科学合理的评价。传统现场实验模式中以数据处理和实验报告结果来评价只能作为在线实验中评价模式的参考。对于参加实验的学生，主要应考虑的因素是其在实验的准备情况、在实验过程中探与究的情况，即观察问题和分析问题的准确性，设计方案的优劣，操作实施过程的规范性、和其他同学交流情况，以及对理论知识的掌握能力和应用能力，因此必须据此建立新的实验评价体系，即基于实验过程考核的评价体系。在线实验评价体系主要分为理论掌握情况、实验操作能力、合作交流能力，其中实验操作能力是最为重要的指标。理论掌握情况主要考察预习思考题，实验操作能力包括是否选择了正确的仪器或仪表、设计方案是否适当、操作目标是否达到、操作过程是否规范、数据处理与实验报告是否符合要求等都可以作为实验过程考核的指标。同时，每一门实验课程提供BBS建立单门实验的学习社区，学习者就一些问题难题发帖，由专门的辅导教师回答问题，并确认学习者所发的有效帖数等。其中实验操作规范是较为特殊的指标，在工程实际中，操作规范化及其重要，否则将引来灾难性后果。因此，必须设定一个阀值，学生如果出现较为严重的操作规范问题，不论其他指标分数如何，都将判定为不合格，我们定义为罚指标。本文选取上述7个指标因子构成学生实验教学的基本评价指标体系,并依次设其为A1，A2，…，A7，其中A6为罚指标因子。通过在线实验系统中自动记录实验仪器选取、操作等参数，对学生实验过程进行跟踪。结合在线实验平台的应用，在实践中我们采用了一个有七个参数的指标体系，包括预习思考题分数、实验仪器选取、实验方案正确性，操作规范性、数据处理、实验报告、在学习社区的交流情况。对这七个参数赋予不同的权重就可以得到该学生的最终成绩，下面分项说明一下每个指标的含义。由于每个指标因子只反映了学生实验学习的某个方面的特征，各学校可以根据本校实际情况规定指标因子及其特征值，以及罚指标因子的规定。表1显示的是华东理工大学指标因子的重要性规定，并因此为权重来加权学生实验的综合得分。在指标体系中，各项指标的权重大致说明了其重要性，这七个参数基本上涵盖了学生从准备到完成全过程的表现情况，对每一个指标赋于权值并最终得到终结性评价课程成绩，各项指标的加权和就是实验评价分数。少数指标虽然权重并不高，由于在工程实践中具有重要意义，低于一定分数整个实验过程将评价为不合格。比如在前文提到的DCS实验中，在多次出现不规范操作并且在系统警告后仍然出现2次以上不规范操作，整个实验过程将被判定为不合格。对于通过经验方式得到的实验过程考核评价体系，在经过一定的数据积累以后，可以进行智能化的处理和分析，为学生提供更优化的实验方案。比如在DCS实验中，通过对学生实验过程数据的分析，得出每个学生的优缺点。在选取的两个学生中，甲学生虽然分数略高，但操作相关的指标得分都不高，因此在后续实验中，主要给该学生提供注重操作及规范的实验，比如开关机实验和某些故障处理实验。而乙学生操作和动手能力较好，但不注意理论和实验设计，以及数据处理等工作，在后续实验中，应多推送理论学习的模块，提醒学生注意数据处理和实验报告的完成。

三、在线实验系统的设计框架

作为在线实验系统核心部分的探究式学习模式以及相应的在线评价体系设计完成以后，在线实验系统框架基本构筑完毕。在线实验系统应本着简单、适用、高效的原则，实行通用化、标准化、智能化、人性化的设计思想。学生可以通过在线实验平台在教师的指导下进行实验教学的全过程，而在线实验平台则通过记录学生在线上参加的实验过程、实验练习以及培训交流等情况，实现对学生实验情况的全程跟踪管理和对学生实验教学需求的全面掌握。在线实验设计的基本架构如图2所示。可以看出，在框架核心部分的业务层中，支持探究式学习过程是贯穿设计始终的问题，所以应改变原先某些实验只是为验证理论的设计，把发现问题、分析问题、设计解决方案、实施解决方案的探究式思路在实验教学中实现。同时需要学生在各个环节的实验过程进行完整的记录，作为其是否按照教学思想完成实验内容进行考核的依据，同时还可以通过智能化的数据分析和数据挖掘，为学生提供经过优化的个性化实验教学模块。组件层和服务层和平台软硬件设计相关，在其他文章中有详细介绍，本文不再赘述。

四、结论

篇(7)

1.仪器或材料。

铁架台（附有铁夹）、烧杯、橡胶塞（两个）、止水夹、带有控制器的医用输液管、尖嘴导管、乳胶管、一次性手套。

2.药品。

铜丝、碳棒、稀硝酸（68%浓硝酸与水体积比为1∶2.2）、4mol/LNaOH溶液、蒸馏水。

二、实验装置及相关说明

（1）夹持器具已省去。

（2）铜丝缠绕在碳棒上，增大反应速率。

（3）尖嘴导管可减少硝酸的挥发。

（4）为避免稀硝酸氧化橡胶塞，橡胶塞外层应均匀涂上石蜡。

（5）为避免左侧插入橡胶塞时稀硝酸溢出，实验前需用蒸馏水尝试确定加入稀硝酸的用量。

三、实验步骤和现象

1.组装好仪器，向烧杯中加入蒸馏水，使医用输液管伸入其中并打开输液管控制器，将二口管上方两个口分别用插有铜丝的橡胶塞和插有尖嘴玻璃管（关闭止水夹）的橡胶塞塞紧，双手握住二口管，烧杯中出现气泡，松开手后在输液管中回流形成一段水柱，由此说明气密性良好。

2.将烧杯中的蒸馏水换为4mol/LNaOH溶液，关闭输液管控制器，打开尖嘴玻璃管上方的止水夹，移去左侧管上方的橡胶塞，向二口管中注入稀硝酸至接近左侧管管口（事先已用蒸馏水确定液面位置），将插有铜丝的活塞塞紧左侧管口，此时橡皮塞紧贴液面并排尽空气，右侧液面明显上升但不会溢出。

3.铜丝接触稀硝酸立即产生气体并使溶液逐渐呈淡蓝色，左侧管液面上方迅速持续产生无色气体，一段时间后形成无色气柱。

4.打开输液管控制器并控制流速，使二口管中的液体缓慢流下，此时明显看到烧杯中逐渐产生蓝色沉淀，两侧液面均逐渐下降，直至铜丝脱离液体，反应停止，二口管右侧空气经过溶液进入左侧，待冒出3～4个气泡后，迅速关闭右侧管尖嘴导管上方的止水夹，明显观察到二口管内左侧气体颜色变为红棕色。

5.在通风橱中，将输液管控制器完全打开，利用烧杯中的氢氧化钠溶液充分吸收实验过程中产生的废液和废气。

四、实验设计特点

1.可行。

将一氧化氮的制备和性质验证实验进行一体化设计，无色一氧化氮遇到无色的空气转化为红棕色二氧化氮，两侧气体颜色差异对比鲜明。

2.绿色。

考虑到装置压强平衡，氮氧化物在气密性良好的密封体系中产生，整个实验过程无有毒气体逸出，废气和废液最终可被氢氧化钠溶液吸收。

3.快速。

将铜丝以螺旋状缠绕在碳棒上，构成原电池，进一步增大反应速率，保证快速形成无色气柱。

4.可控。

不需要抽动铜丝，而是通过液面下降使得固液分离，停止反应，避免在实验过程中抽动铜丝而可能导致的有毒气体泄漏。

5.创新。

充分发挥二口连接管构造的特点，克服U形管两端等长的不足，左侧管可以实现无空气氛围，右侧管可以平衡压强，右侧管比左侧管长则保证了液体不会溢出。

6.实用。