写论文没有思路的时候，经常查阅一些论文范文，小编为此精心准备了《实验设计论文范文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。下面笔者结合平时的教学实际，谈谈生物实验设计应遵循的几个原则及实验设计的模式。
第一篇：实验设计论文范文
艺术设计实验教学实验项目设计与研究
摘 要：本文以当代中国艺术设计学科实验教学的现状以及在发展过程中所遇到的问题，结合江汉大学美术学院实验教学改革的经验，对中国当代艺术设计学科实验教学体系改革的理念与策略进行思考和探索。通过对多所高校实验教学情况进行调研，提出通过横向整合与优化，探讨和设置综合实验项目，打通系与系之间、各专业之间的联系，使教学内容与课程体系相融合，使之充分体现了互补性、互动性，实现各专业方向之间的交叉、融合与渗透。
关键词：互通性;互补性;互动性
随着艺术教育改革的不断深入，实验教学在艺术教育中的作用日趋凸显，各大艺术院校纷纷建设实验中心。传统的艺术人才培养模式在当代艺术设计学科的实验教学中显得不适，以致现行的艺术设计教育方法很难适应现代企业以及行业对高素质艺术人才的需求。
1 当前湖北省内外相关研究现状
随着各个艺术设计类高校实验室的不断建成并投入教学使用，越来越多的高校实验室通过不断总结自生发展与实验教学经验后发现，传统教学方法并不能适应当代实验教学发展。实验项目设置的不合理性以及不重视实验与实践相结合的紧密性，造成了各高校实验室建设投入不少但收效甚微的尴尬局面。对此省内外不少高等院校都对此现象进行了研究并结合自身教学经验及特点提出了实验教学改革方案。
(1)省外——中央美术学院，艺术学成为门类后，学科布局可以在一级学科的统领下，建构合理的二级学科、三级学科，这样有利于艺术教育发展规律的把握。由于这个变化，学校的课程建设需要进行梳理，实验课程要科学设置;四川美术学院主张艺术来源于生活，鼓励学生在生活中学习、在实践中锻炼、在创作中成长，将创作类实验项目融入基础教学之中，使学生提早进入创作状态。
(2)省内——湖北工业大学突破原有学科与课程的单一性，从基础实验培养到研究、开发性实验的培养，提升学生的学习兴趣和动脑、动手能力的定位;中南民族大学实现实验实践一体化，实验项目综合化，实验内容个性化。建构起了相对完整的三大模块实验教学体系。
因此，艺术设计实验教学改革是大趋势，实验项目的合理设置是实验教学内容改革的重要组成部分，培养适应新形势下艺术设计人才、解决学生就业与社会适应能力是实验教学改革的首要任务。
2 当前实验教学实验项目设置安排情况
为了全面细致地了解当前国内艺术设计类高校实验项目的构成以及实施情况，我们选取了省内外共计五所市属及部属高等院校进行了调研，涵盖了艺术专业类及综合类院校，并对其实验教学实验项目的构成进行了细致而全面的分析，其结果如下：
(1)中南民族大学民族美术实验教学中心共开出实验项目228个，其中基础性77个，占总比例的34%;综合性95个，占总比例的42%;创新性56个，占总比例的24%。
(2)湖北工业大学艺术设计学院艺术设计实验教学示范中心共开出实验项目77个，其中基础性19个，占总比例的25%;综合性18个，占总比例的23%;设计性19个，占总比例的25%;创新性21个，占总比例的27%。
(3)鲁迅美术学院工业设计实验教学中心共开出实验项目55个，其中基础性实验占总比例的20%;综合性实验占总比例的30%;设计性实验占总比例的20%;创新性实验占总比例的30%。
(4)山东工艺美术学院艺术设计综合实验中心共开出实验项目79个，其中综合性41个，占总比例的52%;设计性24个，占总比例的30%;创新性14个，占总比例的18%。
(5)江汉大学美术学院艺术设计实验中心共开出实验项目291个，其中验证性84个，占总比例的29%;综合性168个，占总比例的58%;设计性39个，占总比例的13%。
3 当前实验教学实验项目的特点
通过对比，我们发现当前实验教学实验项目主要分为以下几类：
(1)基本型实验研究，以验证、演示和基本操作为目的，其实验内容和方法相对单一，学生根据实验指导书的要求，在教师指导下，按照既定方法、既定的仪器条件完成全部实验过程，以巩固课堂理论教学，培养学生基本实验能力。
(2)综合性实验的目的在于通过实验内容、方法、手段的综合，培养学生综合实验能力，体现对学生能力、素质的综合培养要求。艺术类综合性实验通过在实验内容、实验方法或实验手段的综合，突出艺术设计实验项目的特色性。
(3)设计性实验是学生在教师的指导下，根据设定的实验目的和给定的实验条件，自己设计实验方案、选择实验方法、选用实验器材、拟定实验程序，加以实现并对实验结果进行分析处理。设计性实验的目的在于通过学生对实验的自主设计，体现学生学习的主动性、对实验内容的探索性，培养学生综合应用知识解决问题的能力。
(4)高水准艺术作品或项目都具有创新性特征。创新性实验是学生在教师指导下，在自己的专业领域或根据导师选定的研究方向，针对某一或某些研究目标所进行的具有研究性、探索性的实验。创新性实验的目的在于通过学生对实验的探索，加强自身的研究性学习，培养创造性思维能力和创新实验能力。
4 今后实验教学实验项目的发展及规划
为了适应今后新形势下的人才培养模式的变化和发展状况，应以改革传统教学模式和管理体制为核心，探索多方面结合的实验教学模式：
(1)实验项目的设计教学与理论教学相结合。在实际教学过程中;用科学的理论指导实验，根据艺术教学的特点，多学科的融合、渗透。鼓励学生独立思考、大胆动手，充分发挥学生的个性、主动性和创新能力。
(2)实验项目的设计教学与行业实际需求相结合。实验课程教学以行业发展的最新信息和趋势为导向，引导学生在学好理论知识的前提下，整合其相关专业知识和技能，将艺术设计项目通过实践教学基地，按教学内容有选择地引入实验课程，并作为实验课程项目的主体，让学生真实的体验和感受设计生产，在此过程中消化理论知识，通过寻找问题、认识问题、解决问题，提高综合实践能力、设计能力和创新能力。
(3)实验项目的设计教学与社会实践相结合。引进社科项目和学生科研项目，促使学生体验社会实际工作的基本流程和工作模式，培养学生一专多能的综合素质与能力。整个社会实践环节的运作，其目的均在提高学生的团队精神、创新能力、解决实际问题的能力。
(4)实验项目的设计教学与科学研究相结合。通过实验室开放，开展科技制作与创新活动，提高学生的综合素质和创新能力;组织学生依托实验室参加各种大赛，使学生的创新意识和应用实践能力得到进一步的提高。
随着时代的发展，为了培养社会所需要的艺术设计类人才，只有通过打造美术与设计相互渗透的公共平台，逐步形成了“融合、渗透、交叉”的综合美术特色。在实验教学中注重学生创新能力的培养和提升。在鼓励学生创新精神的同时，强调基础性实验和动手能力的培养，才能培养出合格的艺术设计类人才。
参考文献：
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[2] 历旭云.高校实验教学研究的发展与趋势[J].实验室研究与探索(《实验室研究与探索》编辑部)，2014，33 (3).
[3] 贺建武.地方高校教学型实验室开放管理存在问题及对策[J].实验室研究与探索(《实验室研究与探索》编辑部)，2014，33(4).
作者：卢飞 彭晓辉
第二篇：谈高中生物实验设计的原则及实验设计模式
所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。下面笔者结合平时的教学实际，谈谈生物实验设计应遵循的几个原则及实验设计的模式。
一、实验设计应遵循的原则
1.对照性原则
在实验设计中，通常设置对照组。通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异。实验设计中可采用的对照方法很多，除了有阳性对照、标准对照、自身对照、相互对照之外，通常采用空白对照的原则：即不给对照组以任何处理因素。值得强调的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。
2.随机性原则
实验设计中的随机化原则，是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意義;二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。
3.平行重复原则
平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。
4.单因子变量原则
单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。
二、实验设计模式
l.从实验步骤出发设计研究性实验
模式：教师对实验步骤提出建议→学生选择比较实验→分析对比结果→得出结论→填写报告。
以“叶绿体中色素的提取和分离”实验为例。本实验的步骤是：去除叶柄、粗叶脉的新鲜菠菜叶5g，剪碎放入研钵，加少量碳酸钙、石英砂，15ml无水酒精，研磨成匀浆后过滤，得叶绿体色素提取液。用毛细管吸取少量滤液，在干燥的滤纸条上划一细线，烘干后再次划线，重复多次，然后放入层析液中进行层析。
教学中，鼓励学生使用不同方法，通过对比实验研究哪种方法能达到最佳的实验效果。如建议学生对所取菠菜与酒精量的比例作一研究(可以采用10g菠菜叶与5ml无水酒精组合、10g菠菜叶与10ml无水酒精组合、5g菠菜叶与5ml无水酒精组合、5g菠菜叶与10ml无水酒精组合等);也可对滤纸条的划线次数(可以是3次、5次、7次、10次等)、划线方法(可以是用毛细管、载玻片、铅笔、滤纸条折线等器材或方法)、取用碳酸钙的量(少量或较多)、是否需要过滤等实验步骤提出建议。学生在实验过程中，自己选择对比实验组，通过自己的实验，得出结论。
在实验过程中，学生的兴趣很高，积极性与主动性得到充分体现，相互之间主动交流实验的结果与体会。同时，教师根据学生的实验对比结果，对实验的方法进行了一定的改进，如采用10g菠菜叶与10ml无水酒精组合，层析后色素带分层比较清晰;划滤液细线的方法可直接采用载玻片的一侧蘸取匀浆。压在滤纸条上，并称其为“敲图章”。此法可以节省实验时间，且滤液细线细而齐整，划线次数超过7次后对实验影响就不明显了。部分学生的研究结论被教师介绍给大多数学生，学生的研究直接参与进教学的研究，这对这些参与实验的学生是一种激励，反过来可以成为他们进一步学习的动力。
2.从允许学生故意出错的角度设计研究性实验
模式：教师针对教材中某些“不许”“不能”“注意”等内容提出质疑→要求学生解释为什么→学生实验→得出结论。
如在“叶绿体中色素的提取与分离”实验中不能让层析液浸没滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，影响实验结果;“植物细胞的有丝分裂”实验中根尖解离后必须经过漂洗，否则盐酸同染色剂反应，会影响根尖细胞内染色体的染色效果;“生物组织中蛋白质的鉴定”实验中蓖麻籽的薄片需用95%酒精洗去油脂，以免影响对蛋白质晶体的观察;“水质污染对生物的影响”实验中合成洗涤剂对生物的影响应使用普通的洗衣粉等。为什么要这样做呢?以往教学中，往往是教师把答案告诉学生，要求学生记住，实验中不能如此操作。但在开展研究性学习的实践与研究后，教师不再给出答案，而是建议学生不妨在实验时试一下，通过亲自进行“错误”操作，学生知道了此操作所造成的后果，其印象比教师口头的讲述要深得多，也更有说服力，其心理体验是前者无法相比的。也有一些“错误”操作的结果对实验并无多大影响，如“水质污染对生物的影响”实验中使用普通的洗衣粉与使用加酶的洗衣粉的实验效果是相同的，那么教师就应引导学生分析其原因，为什么教材中采用前者，由此让学生体会科学研究的严谨性。
作者：周文梅
第三篇：大学物理实验设计性实验的开发
摘要：系统阐述了大学物理设计性实验的特点、开发过程、种类，并介绍了北京建筑工程学院开设大学物理实验设计性实验的实际情况、教学实例。
关键词：设计性实验;实验教学;开发
作者简介：曹辉耕(1960-)，男，北京人，北京建筑工程学院理学院，讲师。(北京 100044)
北京建筑工程学院(以下简称“我校”)大学物理实验是面向全校学生开设的唯一独立设课的公共必修实验课程，共有19个基本实验项目，多数是以观测性的实验为主，其实验的原理、方法、数据处理等都具有经典性的特点，这是给学生传授基础实验知识和实验技能非常重要的环节。但是，这些实验内容采用固定的教学方法和教学时间，对培养学生的独立思考和综合设计能力是不利的。针对我校大学物理实验教学的现状，对学生进行具有科学实验全过程训练性质的设计性实验教学是十分必要的。所以，设计性实验的开发对培养学生的独立思考和综合设计能力有着重要意义。教育部在大学本科教学评估指标中，对设计性实验提出了明确的要求，因此，在教学中研究和运用设计性实验是必不可少的，本文结合我校大学物理实验教学实践及笔者对设计性实验的研究，阐述了大学物理实验设计性实验开发的有关问题。
一、设计性实验的特点
大学物理实验设计性实验区别于普通的大学物理实验，它具有自己的特点。它是在学生具备一定的物理实验基础知识及相关能力之后进行的一种较高层次的教学实践活动;是指学生在教师的指导下，根据给定的实验设计要求，自己查阅资料、设计实验方案、选择实验仪器，独立完成实验并对结果进行分析处理的实验。
二、大学物理实验设计性实验的开发过程
一个大学物理实验设计性实验的开发有一个完整的过程。(1)选题。设计性实验课题太难或太易都不能充分调动学生的学习积极性，也就达不到培养学生的独立思考和综合设计能力的目的，因此，选题是否合适必然影响教学的实际效果，应从以下几个方面考虑。第一，选题不能只考虑课题的前沿性，否则，学生会由于课题太难而丧失积极性;当然，选题太容易学生也会失去兴趣。因此，根据学生已有的知识和实验技能，应当选择学生经过努力可以达到的实验课题。第二，要考虑实验室具备的仪器条件，尽量选择那些实验室能够提供相关仪器(仅需购置少量配件)的实验，使学生能够自己实际操作以检验和修正自己的设计方案，这一过程对培养和提高学生的综合设计能力是尤为重要的。第三，还要考虑相关资料学生能否从某个途径顺利获取。所以，教师应根据实际情况选择合适的设计性实验课题。(2)搜索资料并分析。教师根据实验课题查阅有关资料，收集各种相关实验内容，然后通过分析、比较、综合，选择制订出一个实验上可行、实验条件允许的初步实验设想。(3)拟定实验方案。为达到实验要求而制定的理论根据、实验方法和实施步骤。对实验方案进行论证，有两个方面：一是理论论证，要论证实验方案是否具有科学性、合理性和可行性，二是初步实验检验论证，从初步实验中发现没有考虑到的漏洞并及时修正，以观察实验现象为主，适当测量重点数据，判断实验能正常进行即可。(4)确定实验要求和教学方案。设计性实验的实验方案确定后，可以采取多种不同的教学形式，通常由实验室准备好实验仪器，学生根据实验方案动手进行实验操作并获取实验数据、完成实验数据处理;对实验室不具备实验条件的课题，可以采取学生分别设计实验原理和方案然后进行讨论的方式。要根据实际情况制定出设计性实验的实验要求(学生用)和教学方案(教师用)。
三、设计性实验的种类
根据设计性实验的教学目的和要求，主要从以下几方面进行开发。(1)以测量某个物理量为目的而开发的设计性实验。例如：透明薄膜折射率的测量、用补偿法测量电流，针对具体要测量的物理量选择和设计实验方案。这一类设计性实验是培养学生发散性思维能力的一种思路。(2)以验证物理规律为目的而开发的设计性实验。例如：分压与限流电路特性研究，学生要考虑分压与限流电路各自适用的条件，这一类设计性实验对于培养学生科学实验能力是非常重要的内容。(3)以制作实验装置为目的而开发的设计性实验，这一类设计性实验既能培养学生的设计创新能力，又能培养学生的动手制作能力;设计制作的内容要适合学生的实际情况和实验室的条件，不能脱离实际。例如：搭建太阳能电池性能测试装置，实验教学效果很好，该实验在设计性实验实例中会详细介绍。
四、我校开设大学物理实验设计性实验的情况
多年来，我校物理实验室只能开出六个设计性实验，内容覆盖面很窄，远不能满足教学需要，由笔者负责的教研项目“大学物理实验设计性实验的开发”已经完成，该项目根据实验室现有设备适当补充部分配件，开发出八个新的设计性实验项目。实验一，分压与限流电路特性研究;实验二，用补偿法测量电流;实验三，用劈尖法测量薄膜的厚度;实验四，测定未知光波长及角色散率;实验五，透明薄膜折射率的测量;实验六，搭建太阳能电池性能测试装置;实验七，掠入射法测三棱镜玻璃及液体折射率;实验八，白光再现全息图。使内容覆盖面更全面，促进学生的全面复习，锻炼学生的意志，强化对学生的实验技能及实验设计思想的培养，是一次再学习、再深化的过程。设计性实验作为期终考试，在考试前，实验室统一制定每个设计性实验项目的目的和要求，采用抽签方法，学生们抽到哪道题，就设计哪个实验，让学生们查阅有关资料，互相讨论，初步构思设计性实验方案，并到实验室试做、熟悉仪器及元器件使用，最后完成设计性实验的实验方案、操作、测量、数据处理等全过程。设计性实验教学是一个长期的、不断改进、不断提高完善的过程，相信在大学物理实验教学中，设计性实验教学过程会越来越科学、合理，在人才培养中会发挥越来越显著的作用。
五、设计性实验实例
由笔者指导的三名学生在2010年北京市大学生物理实验竞赛中获得三等奖，参赛题目：太阳能电池性能测试。在此基础上，笔者开发了设计性实验：太阳能电池性能测试。该实验作为一个综合设计性实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值，能激发学生的学习兴趣;设计制作太阳能电池性能测试装置，使学生对直流电路的综合设计能力和测量方法的灵活运用都得到很好的锻炼和提高。
设计要求(学生用)：实验六太阳能电池性能测试
实验目的。(1)学习太阳能电池基本原理。(2)掌握太阳能电池基本特性、测试方法及应用。
设计要求。(1)搭建太阳能电池性能测试装置。(2)测量太阳能电池基本性能参数。
教学方案(教师用)：实验六太阳能电池性能测试。
简介：
1.搭建太阳能电池性能测试装置，并测量太阳能电池基本性能
测试装置设计电路如图1，用替代开关完成检流计和电流表及滑线变阻器和电阻箱的变换，实现测量太阳能电池基本性能：常数I0，;参数：短路电流ISC，开路电压UOC，最大输出功率Pmax，填充因子FF。补偿法测开路电压简单准确。程序处理数据使测量结果快捷准确。
2.以太阳能电池为基本部件，搭建小型实用装置太阳能电扇(教师演示作品)
用太阳能板带动小电扇转动。因为电扇转动时电流需求大，所以当电扇起动时用5号电池带动，然后换到电池板(光照)带动，则可以实现太阳能电池的应用。太阳能电扇组装巧妙，废旧部件利用经济实用，效果很好。
3.设计原理
太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。在没有光照时，可将太阳能电池视为一个二极管，其正向偏压U与通过的电流I的关系为：
其中常数I0是二极管的反向饱和电流，n是理想二极管参数，理论值为1。K是玻尔兹曼常量，q为电子的电荷量，T为热力学温度。常数。
太阳能电池的基本技术参数除短路电流ISC和开路电压UOC外，还有最大输出功率Pmax和填充因子FF。最大输出功率Pmax也就是IU的最大值。填充因子FF定义为：
FF是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。FF值越大，说明太阳能电池对光的利用率越高。
4.实验仪器与装置
电源、白炽灯、太阳能电池、遮光罩、万能电压表、万能电流表、电阻箱、滑线变阻器、捡流计、单刀(替代)开关若干。线路如图2。
5.测试方法
(1)在没有光源(把太阳能电池板遮住)的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的1-U特性(直流偏压从0-6.0V)。1)把滑动变阻器调到最下端，合上a和b，合上e和f，合上A和B，则电路联通。调节滑动变阻器分压使电流表电流为5~50μA变化，分别测定电压的对应值。2)利用测得的正向偏压时1-U关系数据，画出1-U曲线并求出常数和I0的值。
(2)用白炽灯光照射太阳能板，测量太阳能电池的一些特性。光源到太阳能电池距离保持为20cm。1)本实验运用补偿法进行开路电压的测量。合上a和b，e和d，合上 B，合上A，测量开路电压。调节滑动变阻器分压，点接通检流计，使之指针指零，滑动变阻器分压与电池开路电压补偿，则可准确的测定开路电压，即为此时电压表的值。2)测量短路电流。合上b和c，e和f，合上B，断开A。把电阻箱调到0，此时电流表读书为短路电流。3)调节电阻箱，使电流和电压发生变化，做出I-U图像，并求出最大输出功率Pmax。4)通过公式，计算填充因子。
6.太阳能电扇
旧仪器部件组装：太阳能电池板，拆除所得废旧电脑小风扇(含电机)，手工底座，导电管，连接插头(见图3，4)。
参考文献：
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[4]周殿清.普通物理实验中综合性、设计性实验的开设[J].物理实验,2005,25(1):31-33.
[5]张锐波.大学物理实验项目的系统设计[J].大学物理实验,2003,16(2):84-86
(责任编辑：苏宇嵬)
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作者：曹辉耕