时间：2023-03-21 17:05:39
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇实验探究论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
试验现象及试件破坏形态分析
1直接拔出试验现象及破坏形态
加载初期，钢筋应变和加载端钢筋滑移量均匀增长，自由端无滑移。荷载继续增加，裂缝在加载端出现且迅速向自由端扩展，自由端钢筋开始产生滑移，但其滑移增长速度比加载端慢，钢筋应变快速增大。当接近破坏荷载时，加载端和自由端钢筋滑移增长速度均较大;钢筋应变急速增大，甚至加载端钢筋应变超出测试范围。试件最终发生两种黏结破坏形式(图5):1)试件C的黏结破坏形式为钢筋拔出破坏(破坏时荷载开始缓慢减小，自由端和加载端滑移量急速增长);2)其余试件黏结破坏形式为混凝土劈裂破坏(破坏时混凝土出现裂缝且裂缝迅速发展，荷载急剧减小，混凝土丧失对钢筋的环向约束作用)。
2梁式试验现象及破坏形态
加载初期，跨中挠度随荷载增加而缓慢增大，加载端钢筋出现滑移而自由端钢筋无滑移。荷载增加至(0.2～0.3)Pu(Pu为破坏荷载)时，梁底面开始出现微小的横向裂缝，逐渐从底面向上发展，梁底面出现少量的混凝土剥落。荷载增加至(0.4～0.5)Pu时，自由端钢筋开始出现滑移，梁底中部出现1条较为明显的纵向裂缝。随着荷载增大，纵向裂缝开始分叉并与横向裂缝贯通。当荷载达到Pu时，底面纵向裂缝急剧增宽，周围出现大量的分支裂缝，加载端在测试筋上表面，从试件剥落出一个扇面形混凝土凹坑。各试件的破坏形态基本类似，图6给出了各试件的黏结破坏形态。
试验结果及分析
1直接拔出试件试验结果
1）平均黏结应力-滑移曲线
图7给出了直接拔出试件平均黏结应力-滑移曲线。其中，平均黏结应力σ可用式(1)求得。从图7中可以看出:1)各试件平均黏结应力σ-滑移s曲线形状相似。加载初期，加载端钢筋滑移量不断增加而自由端钢筋没有产生滑移;荷载继续增加，自由端钢筋开始滑移，但自由端钢筋滑移增长速度慢于加载端钢筋滑移;达到破坏荷载时，加载端和自由端钢筋滑移值均急剧增大。2)对比图7a～7d可知，粉煤灰掺量越大，相同平均黏结应力下产生的加载端和自由端钢筋滑移量越小。当平均黏结应力为5MPa时，粉煤灰掺量0%、10%、20%和30%直接拔出试件加载端钢筋滑移量分别为0.84mm、0.78mm、0.69mm、0.50mm，而自由端钢筋滑移量分别为0.17mm、0.14mm、0.13mm、0.11mm。因此适量加入粉煤灰有利于混凝土的黏结性能。3)对比图7c、7e和7f可知，混凝土强度越高，自由端钢筋开始滑移时的荷载越大，相同平均黏结应力下加载端和自由端钢筋滑移量越小。当平均黏结应力分别为5MPa、1MPa、7MPa时，混凝土强度等级C30、C40、C50直接拔出试件的自由端钢筋开始滑移。当平均黏结应力为5MPa时，混凝土强度等级C30、C40、C50直接拔出试件的加载端钢筋滑移量分别为0.69mm、0.58mm、0.51mm，而自由端钢筋滑移量分别为0.13mm、0.11mm、0.10mm。4)对比图7c、7g可知，与钢筋直径为16mm的试件A2-16Ⅱ相比，钢筋直径为25mm的试件A2-25的加载端和自由端钢筋滑移增长更快，破坏时加载端和自由端钢筋滑移量更小。5)对比图7c、7h可知，与配置HRB335级钢筋的试件A2-16Ⅱ相比，配置HRB400级钢筋的试件A2-16Ⅲ的自由端钢筋开始滑移时的荷载更大，相同平均黏结应力下加载端和自由端钢筋滑移更小。当平均黏结应力分别为5MPa、9MPa时，试件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ的自由端钢筋开始滑移;当平均黏结应力为5MPa时，试件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ的加载端钢筋滑移量分别为0.69mm、0.43mm，而自由端钢筋滑移量分别为0.13mm、0.11mm。由此可见，HRB400级钢的黏结性能优于HRB335级钢。
2）钢筋应变随黏结长度的分布
图8给出了试件在不同钢筋应力下的钢筋应变沿黏结长度的分布曲线。其中，钢筋应力σs可按式(2)计算。从图8可以看出:1)各试件钢筋应变沿黏结长度的分布曲线形状相似。随着荷载增大，黏结区各测点钢筋应变均相应增大;加载端的钢筋应变增大速度较快，而自由端钢筋应变变化不大。2)对比图8a～8d可知，随着粉煤灰掺量的增加，相同钢筋应力下加载端钢筋应变值减小。当钢筋应力约为100MPa时，粉煤灰掺量0%、10%、20%和30%试件加载端钢筋应变值分别为1620×10－6(σs=104.2MPa)、1410×10－6(σs=100.9MPa)、1380×10－6(σs=101.2MPa)、1370×10－6(σs=98.5MPa)。掺20%粉煤灰的混凝土钢筋应变沿黏结长度的分布曲线更均匀平滑，近似线性关系。3)对比图8c、8e和图8f可知，随着混凝土强度的增大，钢筋应变沿黏结长度的分布曲线由直线向凸向曲线转变，相同钢筋应力下加载端钢筋应变值增大。当钢筋应力约为100MPa时，混凝土强度C30、C40、C50试件加载端钢筋应变值为1380×10－6(σs=101.2MPa)、1490×10－6(σs=105MPa)、1510×10－6(σs=105MPa)。4)对比图8c、8g可知，与钢筋直径16mm的试件A2-16Ⅱ相比，相同钢筋应力下钢筋直径为25mm的试件A2-25加载端钢筋应变更小。当钢筋应力约为45MPa时，试件A2-16Ⅱ、A2-25加载端钢筋应变分别为750×10－6(σs=44.4MPa)、736×10－6(σs=44.9MPa)。5)对比图8c、8h可知，配置HRB335级钢筋试件A2-16Ⅱ钢筋应变沿黏结长度的分布曲线接近直线，而配置HRB400级钢筋试件A2-16Ⅲ钢筋应变分布曲线呈现凸向。与试件A2-16Ⅱ相比，相同钢筋应力下试件A2-16Ⅲ加载端和自由端钢筋应变更小;试件A2-16Ⅲ的钢筋应变分布曲线在测点1～4黏结区间内增长较大，其余黏结长度内应变增长较小，可见HRB400级钢筋所需的黏结长度小于HRB335级筋钢。
3）黏结应力随黏结长度的分布
根据图8钢筋应变沿黏结长度的分布情况，参考文献［6］黏结应力计算方法，可求出直接拔出试件不同平均黏结应力下黏结应力σ沿黏结长度的分布曲线，结果见图9。从图9可以看出:各试件黏结应力沿黏结长度的分布曲线形状相似，均呈单峰形。随着荷载增大，黏结区各测点黏结应力均有增长，黏结区中部应力增长最快。2)对比图9a～9d可知，随着粉煤灰掺量的增加，相同平均黏结应力下黏结应力峰值减小。当平均黏结应力约为5.0MPa时，粉煤灰掺量0%、10%、20%和30%试件黏结应力峰值为25.1MPa(σ=4.8MPa)、19.2MPa(σ=5.1MPa)、18.7MPa(σ=5.1MPa)、16.4MPa(σ=4.8MPa)。3)对比图9c、9e和9f可知，随着混凝土强度的增大，相同平均黏结应力下黏结应力峰值增大。当平均黏结应力约为4.0MPa时，混凝土强度C30、C40、C50试件黏结应力峰值分别为12MPa(σ=9MPa)、15.1MPa(σ=9MPa)、15.3MPa(σ=4.0MPa)。4)对比图9c、9g可知，与钢筋直径16mm的拉拔试件A2-16Ⅱ相比，相同平均黏结应力下钢筋直径为25mm的拉拔试件A2-25的黏结应力峰值更大。当平均黏结应力约为0MPa时，试件A2-16Ⅱ、A2-25黏结应力峰值分别为10.2MPa(σ=0MPa)、12MPa(σ=1MPa)。5)对比图9c、9h可知，与配置HRB335级钢筋试件A2-16Ⅱ相比，相同平均黏结应力下配置HRB400级钢筋试件A2-16Ⅲ黏结应力峰值更大。当平均黏结应力约为0MPa时，试件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ黏结应力峰值为10.2MPa(σ=0MPa)、15.2MPa(σ=1MPa)。
2梁式试件试验结果
1）钢筋应力-跨中挠度关系曲线
图10给出了梁式试件测试钢筋应力σs-跨中挠度δ关系曲线。从图10可以看出:3个梁式试件测试钢筋应力-跨中挠度关系曲线接近;加载初期由于试验装置空隙的存在，在较小的荷载作用下可能产生较大的跨中挠度;待试验装置空隙消除后，跨中挠度随着荷载的增大近似呈线性增长;当自由端钢筋发生滑移后，钢筋应力增长速度减慢，而跨中挠度快速增大;加载至破坏荷载后，钢筋应力减小而跨中挠度继续增大。
2）平均黏结应力-滑移关系曲线
图11给出了梁式试件平均黏结应力σ-滑移s关系曲线。从图11可以看出:3个梁式试件测试筋平均黏结应力-滑移关系曲线接近;加载初期，加载端钢筋即出现滑移，且滑移值随荷载近似呈线性发展，而自由端钢筋无滑移。当平均黏结应力加载至5MPa左右，自由端钢筋开始滑移，其中一个自由端钢筋滑移随荷载增长较快而另一个自由端钢筋滑移至0.4mm左右后不再增长，而加载端钢筋滑移增长速度显著加快，不再与荷载成线性比例增长;加载至破坏荷载后，荷载开始下降，而加载端和自由端钢筋滑移量均急速增大。
论文摘要：化学实验探究题已成为中考化学学科的重要题型之一。实验探究题既考察了学生对基础知识和基本技能的掌握情况，又考察了学生分析问题、解决问题的能力。实验探究题要求较高，区分度也很好。
化学实验既是化学学科的基础和灵魂，又是理解知识的重要方式，同时也是中考考察的重点内容。近年来，化学实验探究题已成为中考化学学科的重要题型之一。实验探究题既考察了学生对基础知识和基本技能的掌握情况，又考察了学生分析问题、解决问题的能力。实验探究题要求较高，区分度也很好，成为近年中考题的热点，这给我们的教学提出了新的要求。为此，我们在教学实践中应从以下几个方面加以改进和完善。
一、上好实验课
在实际教学中，往往为了省事，在讲到实验时，仅停留于“纸上谈兵”，“讲”实验，“画”实验。有时实验“画”都懒的画，直接用课本投影或让学生看课本图示。这就使得学生是索然无味“听”实验，“背”实验。对实验中提出的问题，不是通过观察实验现象得出结论，回答问题。而是听老师“说”现象，记现象，得结论。因此，在实际教学中上好实验课非常重要。我们尽量将实验课放到实验室进行，边做实验边讲解。必要时实验让学生自己动手做，问题让学生自己提。让他们自己从实验中寻找答案。这样效果会很好。这既体现现代学生的特点，又能培养学生的能力。同时，借助实验可以强化学生对基础知识的理解，提高实验能力。
二、遵循课程标准但是不拘泥于教材，对教材中的探究性进行创新。
中考考试说明中明确提出，化学学科考试内容严格遵循课程标准的前提下，编制试题，活而不偏，适度开放。加强以实验探究为核心的科学探究活动的考查。这就要求我们在实际的教学过程中利用好教材中的活动与探究。由于教材中的化学探究性实验内容的时间紧。教师在教学过程中可以针对探究性实验内容有所侧重，选择具有代表性的实验重点突破并有时创新。用来测定空气成分的方法很多，如图1所示是用红磷在空气中燃烧的测定方法。
图1图2
实验过程：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题：
（1）集气瓶中剩余的气体主要是。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，
你认为导致这一结果的原因可能是、
（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是：。
将课本实验进行改造和创新，可以培养学生综合运用知识分析问题和创造性解决问题的能力。使学生对知识的理解产生“质”的飞跃。为学生做好实验探究题打下坚实的基础。
三、转变教育思想，更新教学理念。
新课程理念强调：基础教育的任务不仅是传授知识，更重要的是让学生改变单一的接受性学习，掌握科学的学习方法，通过研究性学习、参与性学习、体验性学习和实践性学习来掌握科学知识。新课程理念要求打破以讲授、灌输为主的教学方式。使用体现学生参与合作，师生互动，探究创新的教学模式。努力引导学生自主专研，鼓励他们求异创新，主动构建自己的知识体系。但是很多老师仍按传统的教学思想去教学，对新课标准的要求视而不见，在实际教学中仍是以讲授、灌输为主教学方式，把自己放在了主题地位。以下是我听一位教师的课堂片段探究CO2与水的反应实验。
老师：取两支试管，在A试管中加入2ml蒸馏水，滴入2滴紫色石蕊试液。问学生石蕊试液颜色是否改变？
生：没变色，仍为紫色。
师：在试管B中加入几小块石灰石，再加入一定量的稀盐酸，迅速塞上带导管的橡皮塞。将导气管伸入试管A的溶液中。大家观察一下紫色石蕊试液颜色是否变化了？（演示实验）
生：紫色石蕊试液变成了红色。
师：紫色石蕊试液为什么变成了红色？（紫色石蕊试液遇酸变红色）
生：因为二氧化碳与水反应生成了碳酸。
师：给试管A加热至液体沸腾，大家观察一下颜色是否有变化？
生：红色又变成了紫色。
师：红色为什么又褪去了？
生：A中没有碳酸了。
师：碳酸是否稳定？
生：不稳定，受热分解了。
[板]CO2+H2==H2CO3
H2CO3CO2+H2O
这样的实验探究乍一看进展非常顺利，而且师生双边活动、课堂气氛都很好。若仔细分析不难发现，实际上仍是老师起主体作用。实验是老师做的，问题是老师提的，现象也是在老师提示下学生回答的。这样的教学实际上还是传统的灌输式教学。就像现在市场上销售的感冒药—感冒胶囊，换成的氨酚烷胺那敏胶囊，从外观名称看，好象是新药，实际仍然是以前的老药。而新课程理念提倡的是学生参与合作，师生互动，探究创新的教学模式。这就要求我们改变传统的讲授灌输式教学，变成师生先一同进行原理学习，然后由学生自己寻找装置，师生共同设计实验，然后学生自己亲自操作。实验结束后进行交流与讨论，总结出实验结论。这样可以真正体现学生的主体地位。让学生在快乐中学习，在实践中获得知识。同时提高学生的实验操作能力。
四．联系现实生活
新课程标准的理念是由过分注重学科系统知识的化学课程向贴近社会、贴近生活、体现STS教学思想的化学课程转变。近年来的中考题注重体现化学学科的实际应用研值和学科特点，体现化学与社会、生活的紧密联系。因此，在教学实际中，要足于学生发展和实际需要，将生活实际与物质的性质及变化联系起来，引导学生发现问题，对问题进行探究，从而获得化学知识与经验。
生活中，处处是化学，留心身边的生活现象，把教学研究的视角延伸到生活当中去，丰富多彩的生活为课题设计提供了丰富的资源。
例如：（徐州市2008中考）2008年春季，特大暴风雪袭击了我国南方地区，在抗击暴风雪的战斗中，融雪剂发挥了—定的作用。小明现有一包某公司生产的融雪剂，已知它由碳酸钠、氯化镁、硫酸铜、氯化钠中的一种或几种物质组成。
［提出问题］该公司生产的融雪剂到底含有什么物质呢？
［查阅资料］含钠元素的物质在酒精灯的火焰上灼烧时会产生黄色火焰。
［实验探究］下面是小明设计的探究实验，请你帮他完成。
实验操作
实验现象
结论
①取少量融雪剂，加水溶解
得无色溶液
不含物质
②另取少量融雪剂，滴加稀硫酸
无明显现象
③向该融雪剂的水溶液中滴加氢氧化钠溶液
出现白色沉淀
④
含有氯化钠
［反思和评价］
（1）写出③中反应的化学方程式。
（2）融雪剂融雪的原理是。
（3）使用融雪剂有很多危害，例如会腐蚀道路、桥梁。请你再举一例。
总之，在化学教学中，教师要在新课程标准的指导下运用多种教学方式和手段不断完善自己的教学。在实验探究教学中切实从有利于学生身心发展的高度，提高对化学实验探究教学重要性的认识。加强对化学实验探究的教学研究，努力提高化学实验探究教学的质量。
参考文献：
中学化学教学参考2008，（4）
激发学生探究欲望如果没有实验设计的场景，大部分学生会感觉到无从下手。所以要让学生主动探究，必须给学生创设一个形象生动的场景，既能激发学生的探究欲望，又能激活学生的预备知识，让学生的思考有明确的方向，进入实验方案自主设计的理想思维状态。在“气体的等温变化”教学中，笔者用一个小实验设置实验情境：取一个剥去外壳的熟鹌鹑蛋，放在一个口径略小于它的烧瓶瓶口处，把烧瓶浸入热水中，一会儿后，鹌鹑蛋会向上弹出；把烧瓶浸入冷水中，一会儿后，鹌鹑蛋会向下进入烧瓶。让学生在鹌鹑蛋可以完好无损地向上弹出和向下进入烧瓶的惊奇中，设置引导问题，鹌鹑蛋在某一瞬间为什么会向上弹出（或向下进入烧瓶），激发学生对将要学习的气体问题产生浓厚的兴趣，提出要探究的问题：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系。这样的设计符合学生的认知规律。
2教师引导
对问题进行科学猜想如果学生没有经过科学猜想就进行实验设计，学生不知道实验的目的，实验设计就难以进行下去，不能培养学生的猜想能力，经历的探究过程也不能锻炼创新思维。所以教师必须引导学生根据已掌握的物理知识、随堂实验和生活经验，把学生引入科学猜想的情景，有理有据地对问题进行猜想，明确探究的方向。在探究“影响导体电阻的因素”的教学中，笔者通过下面3个现象引导学生猜想：①滑动变阻器的滑片移动，电阻变化；②使用的是220V的灯泡，灯丝越粗越亮；③电线常用铜丝制造而不用铁丝。这样的设计给学生的探究指明了方向，学生一步一步地得出自己的科学猜想。
3教师引导
选用实验器材如果教师直接给学生提供实验器材，并介绍各种实验器材的功能，代替了学生的探究和猜想，学生没有学会遇到困难如何解决问题的方法。所以可以给学生预备多种器材，包括一部分无用器材，让学生在问题的引导下思考实验的原理，选用器材，思考有没有更好的替代器材，有没有创新，体现探究的开放性。在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，笔者陈列一些实验器材：干电池、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、电键和导线若干根等，让学生选择器材，自行设计电路图来完成实验。笔者用下面的问题来引导学生选择实验器材：①需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么；②选择什么规格的器材，被测干电池选内阻较大的还是较小的，伏特表选什么量程，安培表选什么量程，滑动变阻器选阻值较小的还是较大的。通过这样的设计引导学生重视分析实验器材与实验目的和原理的联系，分析为什么要选用这些器材，这些器材有什么用途，把本实验的知识融合在一起，在分析问题的过程中培养学生独立思考的能力。
4问题引导
自主设计初始实验方案学生根据自己的预备物理知识，在教师的问题引导下自主设计检验猜想的实验方案，包括根据实验要求理解实验原理、先后测量哪些物理量、具体如何操作、编写实验步骤、设计实验表格等。在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，笔者用下面的问题来引导学生进行初始方案的设计。①物体的加速度与它受的力、质量这两个因素均有关，应采用什么实验方法得出加速度与力、质量三者间的定量关系？②这个实验需要测量的物理量有哪些？③怎样测量小车的加速度？需要什么器材？请同学们设计一个可行的实验方案。④我们要让细线对小车的拉力等于小车受到的合力，怎样平衡掉阻力？阻力来自哪些方面？怎样才算平衡掉了阻力？通过以上问题的引导，学生知道了实验的方法，解决了实验设计中的困难，最后大多数同学都能设计出自己的实验方案。
5小组合作交流
化学是一门以实验为基础的自然科学。学生通过实验，可以探究自己还未认知的世界，学会科学研究的方法。探究性教学，就是学生在教师的引导下，从学科领域或从社会生活中选择和确定研究主题，创设一种类似于科学研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题，对可能的答案作出假设与猜想，并设计方案，通过实验、操作、调查、收集证据，对获得的信息进行处理，得出初步结论；学生通过收集和处理信息、表达与交流等活动，获得知识、技能、方法、态度特别是创新精神和实践能力等方面的发展的一种教学模式。如何在初中化学实验教学中开展创新教育，拓展学生的创造力，这是化学教育面向现代化的重要课题。
一、充分利用和发掘教材资源，发展学生创新意识
1、在实验中探索新知识
创新意识是使学生进行创新、创造行为的心理动机。作为智力正常的学生，一般都具有创新和创造的潜能。教师应具有保护学生创新心理和创新精神的意识。如在实验教学中，因材施教，拓宽实验思路，使化学实验更具有趣味性、探索性和综合性，以满足学生动手、动脑、求新的心理特点，支持学生在实验中萌发的创新意识，鼓励他们去探究事物的本质。例如：在学习了O2气体的实验室制取的方法之后，我们在学习制取CO2的实验中，可以对二氧化碳的实验室制取实验进行如下的设问：（1）制取O2的装置有什么特点？是否可以用来制取CO2？（2）制取一种气体，我们需要了解哪些知识？（3）如果实验室没有稀盐酸，可不可以用硫酸代替？（4）若没有碳酸钙该用什么药品代替？经过动手、动脑，不仅提高了学习兴趣，巩固了所学知识，同时培养了独立思维能力。
2、变演示实验为学生设计性实验
为了提高学生自主创新能力，在演示实验中，由学生自行设计实验过程，使之变为探究型、设计型、科研型的实验。例如：在关于溶液的导电性演示实验中，教师可以给出所需的药品和仪器，然后让学生自拟一个实验方案来验证物质的导电性。教学中我们可以这样安排：（1）学生自拟实验方案。（2）学生详细设计实验操作过程。（3）师生讨论、评价实验。学生在实验中，独立探索、研究，虽然时间可能长一些，但在操作中提高了他们的实验设计能力和动手能力，通过解决实验中出现的疑难问题，提高了学生独立实验和学习的能力。
二、注重对实验的探究，培养学生对科学知识的创新
探究的目的是使学生由被动学习变为探究性的主动求知，这是学习过程的一种质的突破与飞跃。探究式教学要体现以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣，给学生主动探究、自主学习的空间，为学生提供动手动脑的机会，促使学生产生质疑、探索求解的创造性学习动机，并将化学学科的各部分知识、技能、技巧相互渗透、融会贯通。
以教材“燃烧的条件”为例，在教学中我们可以按以下步骤进行：
1、提出问题
燃烧是日常生活中最为常见的一种现象。那么应具备哪些条件才能燃烧呢？
2、提出假设
由于学生对燃烧这一现象非常熟悉，联系到学生的实际情况，纷纷猜想问题的答案，主要有以下几种：
猜想1：要有可以燃烧的物质（可燃物）。
猜想2：要有氧气。
猜想3：要达到一定的温度。
在学生提出各种猜想后，教师再引导学生在猜想的基础上进行如下合理的假设。
假设1：三个条件只需满足其一就能燃烧。
假设2：三个条件要同时满足才能燃烧。
假设3：满足三个条件中的两个就能燃烧。
3、制订计划，设计实验，进行实验
让学生制订详细的探究计划，就上述的猜想与假设设计实验方案，教师在实验中给予一定的指导。
实验一：在500ml的烧杯中注入400ml热水，放入一小块白磷，在烧杯上盖一块薄铜片，铜片上一端放一小堆干燥的红磷，另一端放一小块已用滤纸吸干表面水分的白磷，观察现象。
现象：薄铜片上的白磷燃烧，而薄铜片上的红磷与热水中的白磷没有燃烧。
实验二：用导管对准上述热水中的白磷，通入少量的氧气，观察现象。
现象：热水中的白磷燃烧起来。
4、解释与结论
要求学生对所做的实验进行总结，从实验所得到的事实可以证明，燃烧的条件是：①氧气（或空气）。②温度要达到可燃物的着火点。③可燃物。这三个条件应同时满足，缺一不可。
三、注重验证性实验的探究性
通过实验探究不仅能让学生获得知识，学到技能，更重要的是让学生学到科学方法和受到科学思维的训练，养成科学精神和良好品德，发展学习的兴趣。这样在实验教学中，尽量发挥实验的探究本性，让学生体验到实验的趣味，从而提高学生的学习兴趣；让学生体验、理解科学探究的方法和过程，丰富学生探究活动的亲身经历，提高学生的科学素养。
四、精心设计探究性习题，提高学生探究思维能力
选择好的探究性习题，对于培养学生探究性思维能力可以说具有十分重要的作用，因为实验方面的探究性学习会占据大量的时间，而且会受到一些客观条件的限制，而习题只需要利用大脑的思维，避开实验条件，利用已有的知识，在大脑里形成探究步骤，在大脑里比较分析各种可能情况的利与弊，从而得到正确的结论。
例如：某课外活动小组在一次探究实验中，将一种金属投入盛有水的容器中，发现反应剧烈并有大量气体生成。请根据上述实验现象探讨下列问题：
（1）根据所学知识推测该气体可能是什么气体，并简述推测理由。
试验结果
1试件破坏过程
该试验中，与传统节点相比较，核心区采取加强措施后，夹心节点试件的破坏过程和破坏特征并没有明显改变，与国内其他类似试验研究[4-7]情况基本一致。试验过程中最先出现梁弯剪裂缝，而后是核心区剪切裂缝出现；随着裂缝的开展，梁纵向钢筋与节点箍筋及部分竖向短筋、柱纵筋先后进入屈服状态；加载后期框架梁裂缝发展缓慢，核心区裂缝迅速发展成网状，并向上下柱端延伸，直至节点混凝土破碎、剥落。试件失效时，框架梁变形明显，核心区破坏较严重，试件均为节点箍筋屈服后核心区斜压型剪切破坏导致失效。各个试件试验过程中核心区形成比较明显的X形裂缝，梁端破坏也比较严重。后期加载过程中，核心区保护层混凝土劈裂成锥形，延伸至柱端，损伤部位基本都集中在节点核心区；但加插短钢筋后的试件G2-G4核心区裂缝发展及柱端破坏情况要轻于传统构件G1，试件损伤主要集中在梁端和节点区。
2试件破坏形态
反复荷载作用下，各个试件的裂缝分布图和试件的破坏形态照片如图2所示。
3梁外端竖向荷载－竖向位移曲线
梁端的荷载-位移滞回曲线见图3（只列出左侧梁端的曲线）。
试验结果分析
1受压承载力
对夹心节点采取加插短钢筋措施主要是用来解决抗压的问题的，通过对4个试件的柱纵筋应变的研究，发现即使到了较高位移延性下，柱筋也只是个别测点才屈服，且短筋较多的G3柱筋屈服程度明显轻于其他构件，这说明加插的短钢筋抗压效果比较明显。依照国内外单调轴压试验的研究结果[8-11]，楼盖采用较低强度等级的混凝土时，夹心节点核心区可能出现受压破坏；当柱与楼盖混凝土强度比小于1.4时，夹心节点试件核心区轴向受压承载力不低于柱端，此时受压破坏的部位可能出现在柱端。由于我国规范有严格的轴压比限值，轴向压力作用下框架柱发生受压破坏的可能性较小，但承受弯矩较高时可能发生偏心受压破坏。因此对夹心节点采取一定加强措施是必要的，采取加插短筋措施的构件提高了夹心节点的抗压能力，短筋分担了柱筋在节点周围的压力，使核心区和柱端发生受压破坏的可能性减小。该次试验中，试件的试验轴压比超过0.4以上，这种情况下，没有发生核心区轴心受压破坏、偏心受压破坏，也没有出现轴压比较高导致试件抗震性能严重降低的情况，夹心节点的抗压性能并不低于传统节点试件。因此可以看出，加插短筋是一种行之有效的解决抗压的措施。
寓德育于教学之中,重视思想道德素质教育是物理实验教学一项重要任务,也是物理教学情感与态度这一维目标达成的必经之路。实验教学中应培养的思想道德素质主要有以下几个方面:
1.实事求是的科学态度。在实验教学中,要注意培养学生尊重科学、热爱科学,养成做实验时实事求是、严肃认真、一丝不苟的科学态度。为此,教师在演示实验中应该做出表率。万一实验未达预期目的,绝不能文过饰非,而应实事求是的分析原因、力求成功。要教育学生尊重科学真理,反对弄虚作假。如在《验证牛顿第二定律》实验中,有的同学作出的a-F图线原来未通过坐标原点而随意涂改为过原点,教师发现后,在批评的同时应与他们一起查找原因:问题出在“平衡摩擦力”不足或过大上,并要求他们重做实验力争得出正确结果,让他们享受到实验成功的喜悦,增强对实验的情感,培养他们尊重实验事实,注重实验结果分析,碰到困难不低头,勇往直前的科学态度。
2.勇于探索的良好品质。科学真理的发现需要人们的不断探索,跨世纪人才必须具备深入钻研、勇于探索的良好品质。在实验教学中,要善于引导学生对实验原理、方法进行发散性思考。注重物理教学过程与方法这一维目标的达成。
3.真诚团结的合作精神。资源共有、成果共享是现代合格人才应有的观念,也是全体公民应具备的基本素质。目前学生实验大多数两人同桌,这为合作精神的培养创造了有利条件。教师应强调学生实验中的分工合作,即使是可以单独完成的实验,也要共同研究、轮流操作、相互探讨,使他们同时分享实验成果,养成合作研究良好的科研素质。
二、心理素质教育
培养良好的心理素质,这是物理实验教学实施素质教育的又一任务。实验教学中应培养的心理素质主要有以下几个方面:
1.确立正确的学习观念。新课标的实施要求以物理实验教学是新课标实施的有效载体,变过去重结、,重学知识、重记知识,为重过程、重运用、重全面素质的提高;能力的培养,不仅仅是练与做:学中练、练中做、做中学、学中悟。物理实验教学正是要学生去做、去练、去悟。如在《用单摆测定重力加速度》实验时我们给学生:一条细线、一个小球、一把刻度尺、一个秒表,要求他们课后完成实验,去练习制成单摆,长度的测量方法,通过比较各小组测量结果,引导他们去悟减少测量误差的方法,悟出测周期要用积少成多法,要从摆球过平衡位置开始计时的道理。
2.培养浓厚的学习兴趣。兴趣是一个人获取新知识、开拓视眼、推动学习的内驱力。因此在实验教学中,要注意提高演示实验的趣味性,力求“惊、奇、险”。如我们演示“瓶子吞蛋”(演示大气压强的存在)、“筷提沙瓶”(演示摩擦力的作用)、“脚踩钉板”(演示压力与压强)、“水中烛焰”(演示平面镜反射)、“怒发冲冠”(演示静电现象)等实验,均能很好的激发学生的求知欲。
3.形成顽强的学习意志。科研历来不是一帆风顺的,会遇到各种困难与障碍。因此,在教学中要注意形成学生碰到困难不退缩,遇到难题不摇头的顽强意志,例如:在做《用双缝干涉测波长》实验时,有些组到下课了也没调出干涉条纹来,我要求他们借鉴其它组的成功经验,分析自己失败的原因。晚自修时再做这个实验,终于在晚上他们都成功了,此时他们既尝到了成功的喜悦,更重要的是使得他们不怕困难、迎难而上的顽强学习意志。在实验教学中,要鼓励学生以科学家为榜样,直面困难,持之以恒,认真准确的操作,以顽强的意志去获得实验的圆满成功。三、科学实验素质教育
培养科学实验素质,这是物理实验教学中素质教育的根本任务。也是我们物理教学知识与技能这一维目标达到的基本途经。实验教学中应培养的科学实验素质主要有以下几个方面:
1.深入细致的观察能力。有目的的观察能明辨观察对象的主要特征及变化规律,实验教学中要教给学生正确的观察方法,培养学生深入细致的观察能力。如在观察光的全反射实验时,一般学生只注意到全反射的两个条件,即光要从光密介质射向光疏介质,且入射角必须大于临界角。
2.选择器材、方法的能力。实验器材和方法往往不是现成的,在实验教学中培养对器材、方法的选择能力确有必要。如在“伏安法”测电阻时电流表内接和外接的选择,按教科书给出用“阻值比较法”,我们可增加了“实验试探法”,为在阻值未知的情况下合理选择实验线路提供了方法。
3.排除实验障碍的能力。我们常在学生实验中故意设置一些障碍,如提供给学生的电表不指零,要求学生使用前必须先进行机械调零、供芯线短路的导线,要求学生在已接好的电路中查明。
4.处理实验数据的能力。对实验数据进行必要的整理处理,以找出规律,得出科学结论,这是科学实验的重要一环,在实验教学中应重视对学生处理实验数据能力的培养。
需要指出的是新课程背景下物理实验教学尚未得到重视。有些学校在高一、高二实验复习中仅复习要抽考的几个实验。让我们抛开应试教育的枷锁,把新课标的实施落到实处在物理实验教学中切实抓好思想道德素质、心理素质和科学实验素质教育,为培养开拓型人才而努力!
【论文关键词】物理实验三维目标思想道德心理素质
关键词：实验室；废弃物；环境污染；治理
随着我国科学技术的发展，对各类实验室的需求越来越多，各学科的重点实验室、各学校、各系统内的重点实验室层出不穷。从实验室的分布来看，主要集中在学校（包括各高等院校和中学学校）、科研机构、检测机构和企业中的检验研究部门。企业实验室的污染问题可归纳为企业的环保问题，易于被各级部门重视，企业在处理自身的环保问题时，污染问题也得到相应的处理。而各类实验室多为相对独立的行政单位，区域分散，单个污染少，易于被忽视。
我国目前拥有各类高等院校1100所（1999年统计数字），普通高中1.5万所，初中6.3所。科研院所、质检、卫生防疫、环境监测、农林等各级检验机构近20000余个，已成为一个庞大的系统。实验室实际上是一类典型的小型污染源，建设的越多，污染的越大。这些实验室，尤其是在城区和居民区的实验室对环境的危害特别大，因为很多实验室的下水道与居民的下水道相通，污染物通过下水道形成交叉污染，最后流入河中或者渗入地下，其危害不可估量。科学工作者或者未来的科学工作者成了环境的污染者，令人十分遗憾。环境保护是事关可持续发展经济的大战略。在环保面前人人平等，必须本着“谁污染环境，谁负责处理”的原则贯彻执行。实验室的成本核算和对外收费都应包括实验室的环保费用在内。
实验室的污染源种类复杂，品种多，毒害大，应根据具体情况，分别制订处理方案。
1实验室环境污染种类及危害[1]
1.1按污染性质分
1.1.1化学污染
化学污染包括有机物污染和无机物污染。有机物污染主要是有机试剂污染和有机样品污染。在大多数情况下，实验室中的有机试剂并不直接参与发生反应，仅仅起溶剂作用，因此消耗的有机试剂以各种形式排放到周边的环境中，排放总量大致就相当于试剂的消耗量。日复一日，年复一年，排放量十分可观。有机样品污染包括一些剧毒的有机样品，如农药、苯并(α)芘、黄曲霉毒素、亚硝胺等。无机物污染有强酸、强碱的污染，重金属污染，氰化物污染等。其中汞、砷、铅、镉、铬等重金属的毒性不仅强，且有在人体中有蓄积性。
1.1.2生物性污染
生物污染包括生物废弃物污染和生物细菌毒素污染。生物废弃物有检验实验室的标本，如血液、尿、粪便、痰液和呕吐物等；检验用品，如实验器材、细菌培养基和细菌阳性标本等。开展生物性实验的实验室会产生大量高浓度含有害微生物的培养液、培养基，如未经适当的灭菌处理而直接外排，会造成严重后果。生物实验室的通风设备设计不完善或实验过程个人安全保护漏洞，会使生物细菌毒素扩散传播，带来污染，甚至带来严重不良后果。2003年非典流行肆虐后，许多生物实验室加强对SAS病毒的研究，之后报道的非典感染者，多是科研工作者在实验室研究时被感染的。
1.1.3放射性污染物
放射性物质废弃物有放射性标记物、放射性标准溶液等。
1.3按污染物形态分
1.3.1废水
实验室产生的废水包括多余的样品、标准曲线及样品分析残液、失效的贮藏液和洗液、大量洗涤水等。几乎所有的常规分析项目都不同程度存在着废水污染问题。这些废水中成分包罗万象，包括最常见的有机物、重金属离子和有害微生物等及相对少见的氰化物、细菌毒素、各种农药残留、药物残留等。
1.3.2废气
实验室产生的废气包括试剂和样品的挥发物、分析过程中间产物、泄漏和排空的标准气和载气等。通常实验室中直接产生有毒、有害气体的实验都要求在通风橱内进行，这固然是保证室内空气质量、保护分析人员健康安全的有效办法，但也直接污染了环境空气。实验室废气包括酸雾、甲醛、苯系物、各种有机溶剂等常见污染物和汞蒸汽、光气等较少遇到的污染物。
1.3.3固体废物
实验室产生的固体废物包括多余样品、分析产物、消耗或破损的实验用品（如玻璃器皿、纱布）、残留或失效的化学试剂等。这些固体废物成分复杂，涵盖各类化学、生物污染物，尤其是不少过期失效的化学试剂，处理稍有不慎，很容易导致严重的污染事故。
2对实验室污染物的处理办法
为防止实验室的污染扩散，污染物的一般处理原则为：分类收集、存放，分别集中处理。尽可能采用废物回收以及固化、焚烧处理，在实际工作中选择合适的方法进行检测，尽可能减少废物量、减少污染。废弃物排放应符合国家有关环境排放标准。
2.1化学类废物
一般的有毒气体可通过通风橱或通风管道，经空气稀释排出。大量的有毒气体必须通过与氧充分燃烧或吸收处理后才能排放。
废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点，通过密闭容器存放，不可混合贮存，容器标签必须标明废物种类、贮存时间，定期处理。一般废液可通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放，有机溶剂废液应根据性质进行回收。
2.1.1含汞废液的处理
排放标准3：废液中汞的最高容许排放浓度为0.05mg/L(以Hg计)。
处理方法：①硫化物共沉淀法：先将含汞盐的废液的pH值调至8-10，然后加入过量的Na2S，使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀剂)，与过量的S2-生成FeS沉淀，将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀．然后静置、分离，再经离心、过滤，滤液的含汞量可降至0.05mg/L以下。[2]
②还原法：用铜屑、铁屑、锌粒、硼氢化钠等作还原剂，可以直接回收金属汞。
2.1.2含镉废液的处理
①氢氧化物沉淀法：在含镉的废液中投加石灰，调节pH值至10.5以上，充分搅拌后放置，使镉离子变为难溶的Cd(OH)2沉淀．分离沉淀，用双硫腙分光光度法检测滤液中的Cd离子后(降至0.1mg/L以下)，将滤液中和至pH值约为7，然后排放。
②离子交换法：利用Cd2+离子比水中其它离子与阳离子交换树脂有更强的结合力，优先交换．
2.1.3含铅废液的处理
在废液中加入消石灰，调节至pH值大于11，使废液中的铅生成Pb(OH)2沉淀．然后加入Al2(S04)3(凝聚剂)，将pH值降至7-8，则Pb(OH)2与Al(OH)3共沉淀，分离沉淀，达标后，排放废液。
2.1.4含砷废液的处理
在含砷废液中加入FeCl3，使Fe／As达到50，然后用消石灰将废液的pH值控制在8-10。利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用，除去废液中的砷。放置一夜，分离沉淀，达标后，排放废液。
2.1.5含酚废液的处理
酚属剧毒类细胞原浆毒物，处理方法：低浓度的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉煮一下，使酚分解为二氧化碳和水。如果是高浓度的含酚废液，可通过醋酸丁酯萃取，再加少量的氢氧化钠溶液反萃取，经调节pH值后进行蒸馏回收．处理后的废液排放。
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(如图1所示)。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。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。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
