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试验设计方法在中学化学实验研究中的应用

作　者: 范艳花
导　师: 王程杰
学　校: 华东师范大学
专　业: 课程与教学论
关键词: 实验条件 科学方法 试验设计方法
分类号: G633.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 408次
引　用: 1次
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内容摘要


随着课程改革的推进，化学实验逐渐成为在课程设置、教材编写以及教学实践中切实落实的重要内容。而有效地开展实验教学，将实验的教学功能充分地体现出来，首先应该重视和提高广大教师的实验研究水平。然而，目前我国中学化学教师的实验研究水平整体不高，存在较多的问题，比如选题不科学、重复研究过多、实验手段和技术落后、实验方法单一等。 笔者对中学化学实验研究的现状进行了相关调查。调查结果显示，中学化学教师对常用试验设计方法所知甚少，能熟练运用简单比较法进行实验研究的约9％，能熟练运用正交设计法的仅为2％。这是造成当前中学化学实验研究科学性不强、研究效率低下的一个重要原因。同时，笔者统计了《化学教学》、《化学教育》两种期刊2000～2004五年间所发表的有关实验研究的文章，统计结果显示，具体实验研究的文章数量众多，其中探究实验条件的文章占相当大比例，但运用试验设计方法来探究实验条件的文章却很少，仅为1.2％。而试验设计方法对于实验条件的探究恰恰起着重要的指导作用，尤其在提高研究效率和科学性方面。 针对上述问题，本文对试验设计方法在中学化学实验研究中的应用进行了研究。文章首先介绍了常用的试验设计方法，包括全面比较法、优选法、简单比较法和正交设计法，并且针对正交设计法的结果分析计算比较繁琐的问题，笔者还介绍了专门用于正交设计的软件——“正交设计助手”的使用方法。 试验设计方法毕竟只是进行实验研究的一种工具，若要将它很好的应用于中学化学实验研究，还必须熟知中学化学实验的特点和要求，本文总结了使用试验设计方法研究中学化学实验应该注意的问题。同时，笔者选取两个典型的中学化学实验作为案例进行了最佳实验条件的探究，详细介绍了试验设计方法的整个使用过程。实验结果证明，在试验设计方法指导下进行的研究省时省力、结论科学。 希望本文的研究有助于提高中学化学教师的实验研究水平，使其在科学方法的指导下研究实验，体会到科学试验方法的应用对于实验研究的重要性，并能将实验研究成果应用到实际教学当中，以提高实验教学的质量，发挥实验教学的真正价值。

全文目录


前言  10-12
第一章 课题综述  12-21
  第一节 中学化学实验研究中存在的问题  12-18
    一、重复研究过多  12-14
    二、研究层次不高  14-15
    三、科学性不强  15-18
  第二节 本课题的研究意义  18-21
    一、有助于提升教师的科研水平  19
    二、有助于提高实验教学的质量  19-20
    三、有助于培养学生的科学素养  20-21
第二章 化学实验条件的控制与试验设计方法  21-34
  第一节 中学化学实验条件的控制  21-26
    一、实验条件  21-23
    二、控制实验条件的重要性  23-25
    三、化学实验条件的控制方式  25-26
  第二节 常用的试验设计方法  26-34
    一、试验设计方法中的专用名词  26-27
    二、常用试验设计方法  27-34
第三章 试验设计方法的应用  34-57
  第一节 应用试验设计方法研究中学化学实验的要求  34-36
    一、实验现象要明显，实验时间要适宜  34
    二、装置要简易、安全，操作要简单  34-35
    三、特殊情况下，不追求过高的产率  35
    四、实验条件不能太苛刻  35-36
    五、实验次数不宜过多  36
  第二节 应用试验设计方法研究中学化学实验的方法  36-40
    一、指标的选择方法  36-37
    二、因素的选择方法  37-39
    三、水平数及水平值的选择方法  39-40
    四、结果的分析方法  40
  第三节 试验设计方法的实践研究  40-57
    【案例1】正交试验设计法研究“铜片镀锌”的最佳实验条件  40-53
      一、指标的确定  41
      二、因素的选择  41-43
      三、非探究因素的统一控制  43-44
      四、水平值的确定  44-45
      五、正交表的选择  45-47
      六、实验过程及分数评定  47-49
      七、结果分析  49-53
    【案例2】简单比较法探究“固体酒精”的最佳配方  53-57
      一、指标的确定  53
      二、因素的选择  53-54
      三、水平的确定  54-55
      四、实验操作及结果分析  55-57
小结和展望  57-59
附录  59-61
参考文献  61-63
致谢  63

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