化学教学实验改革方案设计huaxue jiaoxue shiyangaige fangan sheji

为化学教学改革实验而预先进行的规划和构想。它主要包括研究课题及其论证、实验假设、实验的方法和程序、样本抽取方法及规模、实验条件的控制、主要的实验材料、资料的收集及分析处理方法、实验误差的控制与结果的可靠性估计等内容。研究课题应该从我国化学教学的实际和需要出发，注意理论与实践结合，汲取和利用国内外正反两方面的经验教训。课题内容可以是化学课程、教学大纲和教材、化学教学方法、化学课堂教学或化学实验教学等方面的单项改革，也可以是多方面、综合的或整体的改革。在阐明课题时要说明课题的内涵、实质、指导思想、背景和必要性。在此基础上就某些实验条件跟实验效果的关系提出合乎逻辑和教学客观规律、可以验证的推测，即提出实验假设。
制订实验的方法、步骤和措施是设计工作的核心，加强实验条件的控制和提高测量的效果是提高实验质量的关键。根据课题和假设，可以把实验分为探索达到某种教学效果的条件、探索某种条件的教学效果、探索几种条件的最佳组合方式和探索教学效果随教学条件变化关系等实验类型。根据实验因素的多少，可以把实验分为单因素实验和多因素实验等等。用统计方法进行实验设计，可以减少实验次数，缩短实验时间，有利于稳定实验条件，取得满意的结果。常用的实验设计类型：
❶单组实验设计 通常以G表示实验组； 以O表示测验及其数据； 以X表示施加实验因素； 以C表示不施加实验因素，实行控制； 用下式表示实验的设计：

G　O₁　X　O₂;　O₃　C O₄

实验效果用X产生的增益减去C产生的增益(O₂-O₁)-(O₄-O₃) 表示。实验和控制在不同的阶段进行，其顺序也可以是先控制后实验。这种设计可以免除挑选等组成的麻烦，实验隐蔽在日常教学中，不让学生知道他们是实验对象，可以避免产生“试验效应”影响实验结果的准确性。但是，它只适用于后阶段学习不受前阶段学习影响的情况，需要努力提高各次测验的可比性，并且要尽量控制非实验因素使之一直保持不变。

❷ 单因素的等组实验设计 通常以RG₁和RG₂表示经过随机化处理，各种有关因素都相同的两个等组； 这种设计的表示式为

RG₁　X　O₁
RG₂　C　O₂

实验效果为O₁与O₂的平均值之差。由于RG₁和RG₂为等组，这种设计免去了事前测验。实际上，严格的等组很难找到，故常常还要进行事前测验，以X增益跟C增益之差作为实验效果。

❸ 多因素的多等组实验设计 （因数设计） 最简单的因数设计是有2个实验因素同时作用、每个实验因素各有2个取值水平的2×2实验，其表示式为
RG₁　X(A₁,B₁)　O1
RG₂　X(A₁,B₂)　O₂
RG₃　X(A₂,B₁)　O₃
RG₄　X(A₂,B₂)　O₄
式中A₁,A₂和B₁,B₂分别表示A因素和B因素的2个水平，X(A₁,B₁)表示同时施加A₁和B₁2个实验因素 （余类推）。实验共需要2×2个等组，用方差分析方法对归于A,B,A×B的方差进行检验，可以找出不同因素的最佳组合。

❹ 轮组实验 （循环实验） 设计 把实验因素轮换施加于几个实验组，然后根据每个实验因素所产生的增益的总和来决定实验效果。其最简单的情况为
G₁　O₁　X　O₃;　O₅　C　O₇
G₂　O₂　C　O₄;　O₆　X　O₈
X增益= (O₃-O₁)+(O₈-O₆); C增益=(O₁-O₅)+ (O₄-O₂); 实验效果=X增益-C增益。这种方法不要求挑选等组，应用时的限制不象单组实验那样严格，可以减少无关的混杂因素的影响，提高实验结果的精确性，但实验的次数增多。在实验设计时要注意根据具体的要求和可能，选择适宜的类型。
统计分析方法除了用于实验设计外，还用于对实验效果进行统计检验，确定实验效果的显著性水平、以便对实验结果作出可靠性估计。统计分析可以比直观分析得到更多的信息，但是，孤立地进行统计分析，其结果的可靠性不高； 必须进一步作逻辑的或理论的分析论证，通过复核、重复实验和扩大实验进行检验，才能作出比较可靠的结论。