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物理教学中探究性实验的积极作用论文
在社会的各个领域，大家最不陌生的就是论文了吧，通过论文写作可以培养我们的科学研究能力。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题，以下是我精心整理的物理教学中探究性实验的积极作用论文，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
摘要： 探究性实验是物理教学的重要教学方法，对学生掌握物理知识有促进作用。探究性实验还可以激发学生的学习兴趣，提高学生交流合作和动手实践的能力，对教师教学能力提高也有积极作用。文章针对目前物理教学中存在的问题，对探究性实验在物理教学中的积极作用与实施策略进行了阐述。
关键词： 探究性实验；物理教学；积极作用；
实验教学是物理教学的重要手段，选择正确的实验教学方法对提高教师物理教学质量，使学生更好地理解抽象、复杂的物理知识有重要的作用。由于大部分教师还用传统教育理念去进行教学，导致目前物理教学存在以下几个普遍现象：重理论讲授，轻实验探究；重实验结果，轻发现过程；重知识传授，轻启发引导。造成了中学生科学创新精神与动手实践能力得不到发展，教师在物理实验教学时，以验证性实验为主，缺少探究性实验。验证性实验是对已知论断进行实验来加以验证，达到学生掌握物理知识的目的，因其实验步骤固定，结果已知，很难激发学生的学习兴趣与实践创新能力。而探究性实验，是通过学生自主地实验探究，按照发现问题、寻找方法、动手实践、最后得出结论的顺序来进行实验，要求学生对于实验内容、原理、过程与方法都要充分理解，因其过程的探究性，结果的未知性，加强了学生对于物理学习的积极性，充分发挥了学生学习的主体作用①。
一、探究性实验有利于培养学生的各方面能力
（一）探究性实验培养学生的探究能力
探究性实验与验证性实验不同，是将问题作为实验的中心，更加注重学生独立自主思考，在实验过程中学生有自己的想法，并可以将他们的想法付诸实践，教师只需要在学生遇到困境的时候给予适当的指导。当学生通过自己的努力，探究得出实验结果，并分析出结论的时候，学生会获得极大的.满足感与成功感，促进了学生对物理知识的学习。学生正处于对未知世界充满好奇心的时期，他们的求知欲无比强烈，因此学生需要这种探究训练，使他们保持探究习惯，形成探究能力，这不仅会促使学生对物理学习产生浓厚的兴趣，也会对学生以后的学习产生重要影响，从而影响到学生未来发展。教师要帮助学生保持对世界的好奇心，人类的发展需要对未知不断地探索，而探究性实验可以提升学生对未知世界的探究能力。学习兴趣是学生终生学习的前提,探究能力是终身学习的手段,前者可以提高学生学习的效率与学习的积极性,后者可以促使学生主动进行探索、积极思考和拓展创新。
（二）探究性实验培养学生的交流合作能力
教师在探究性实验教学中，引导学生主动思考，并提出与探究实验相关的问题让学生解答，避免了教师在课堂上一味的讲述，忽略学生对知识的吸收，加强了师生之间的沟通。教师可以通过开展探究性实验教学，对实验的内容、原理、过程、方法和结论进行提问，也可以及时纠正学生在实验中错误方法、错误思想，在师生的交互与讨论之间，学生的问题得到了充分的解答，这样学生在实验中也能更加得心应手，探究性实验使学生与教师之间的情感与思想得到了交流。同时它也加强了学生与学生之间的交流，在进行实验过程中，需要学生之间相互沟通，相互讨论，学生要主动地提出自己对实验的想法，也要虚心地听取他人的意见，既对自己的不足要进行反思，也要对他人正确的意见加以吸收，从而不断地完善实验。这个过程使学生可以在交流合作中相互学习，也可以培养学生的团队精神，使学生认识“独木不成林”的道理。探究性实验通常是分小组进行的，每组之间既有合作也有竞争，也可以促进学生竞争意识的发展，从而加强学生的交流合作能力。
（三）探究性实验培养学生的动手实践能力
物理学是建立在实验基础上的，它需要学生具有良好的逻辑思维能力与动手实践能力。探究性实验因其自身特征，需要学生自己寻找实验所需的资料。通过自己判断、归纳、整理相关信息，不仅可以使学生深刻认识实验原理与所学的物理知识，也锻炼了学生收集整理信息、处理分析信息、理解运用信息的能力。实验要求学生能够熟练操作实验仪器，每种实验仪器都有其使用方法和注意事项，学生在亲自动手实验的过程中，既学习了必要的物理知识，也增强了自己的动手实践能力②。我们培养的是全面发展的学生，而不是“思想的巨人，行动的矮子”，我们不仅要使学生学会知识，还要让学生将知识融入生活，从生活中的事例来启发学生进行思考，在动手实验中培养学生对物理的学习兴趣③。探究性实验的开展可以使知识真正地转化为一种能力，使学生在以后的学习生活中，学会积极发现问题，主动思考问题，自己动手解决问题。
二、探究性实验发挥教师言传身教的功能
教师对学生的影响是深远的，目前的学校教学中，教师普遍采用讲述教学法，将书本上的知识复述出来，不仅不利于学生掌握知识，对于教师能力的发展也是不利，作为教师应为学生们树立良好的榜样，做到言传身教。在探究性实验中教师需要积极思考，而不是简单地套用书本知识，需要理论联系实际，帮助学生应对突发事件，教师的思考过程也会被学生效仿，养成思考习惯。学生在跟随教师的学习的过程中耳濡目染，养成良好的思考习惯,实现“盐溶于水”，在无声中训练学生的技能。教师的言传身教，使学生可以看到榜样的力量，这也可以构建良好、和谐、健康的师生关系，使教学氛围变得融洽和谐，减少师生间的冲突。
三、物理探究性实验实施策略
（一）鼓励学生自主学习，使探究性实验更具开放性
学生是教育的主体，在探究性实验过程中，学生自主的思考是非常重要的，教师要鼓励学生自主学习，培养学生质疑精神，锻炼学生主动提出问题并寻求答案的能力。这就要求教师要创设合理的探究情境，营造良好的学习氛围，并科学的设计探究实验。在探究性实验设计过程中，教师要学会做好领路人的工作，放大学生的主体性，对学生的思维不可以过多地约束，要使探究性实验真正在成为学生的探索行为，为学生提供一个广阔的空间。其次，学校需要对培训人员进行科学选择，通过邀请学校内部工作经验丰富的管理人才与一线教师合作，或者邀请校外专家及管理人员，在这些人员作用下，负责对学校各岗位人员进行培训。现阶段，在高校中青年教师数量比较多，所以，学校需要把其当作重点培养对象，在对高层次人才进行组织教育时，应该采用探究式培训方法，只有这样，才能调动教职人员工作积极性，提高学校教学水平。除此之外，对于后勤人员或者行政人员，在组织培训活动时，需要明确其工作能力和服务对象，保证培训的针对性。高校在进行人力资源管理工作时，需要定期对人力资源管理人员进行专业培训，除了要吸引大量管理人才之外，还要对在岗人员进行培训，通过各种方法，提高人力资源管理人员综合水平，便于高校人力资源管理工作更好开展。
（三）科学构建人力资源考核体系
通过构建完善的人力资源考核体系，能够对学校教职人员工作状况和水平进行全面考核，并以此为依据，获得真实的考核结果。对于工作表现好的教职人员，学校可以提供相应的物质或者精神奖励，调动教职人员工作积极性，提高教职人员工作水平。对于工作表现差的教职人员，学校可以提出相应的处罚制度，以示警戒，规范教职人员工作行为，避免不必要问题出现。在开展绩效考核工作时，学校需要结合自身特点，不但要对经济效益和社会效益进行全面考核，还要对其他内容给予高度重视。对于青年教师来说，在制定考核指标过程中，需要科学配置科研和教学之间的比重，完善考核指标。对于科研能力强和高级别教育工作者来说，需要充分发挥其科研优势，提高科研考核指标比重，对其考核指标进行适当更改。
对于后勤管理及行政管理人员来说，需要根据其工作状况和工作效率对其进行考核，制定一系列奖罚政策，将考核价值全面发挥。在奖罚激励和绩效考核过程中，学校需要根据人力资源岗位差别和需求，对各个岗位和不同人员建立不同的考核机制，通过这种方法，能够让每一位教职员工都能认识自我，发挥自我价值，从中获得满足感，以后更好地完成上级下发的工作任务，发挥个人价值，给学校创造更多的效益。除此之外，高校在开展考核工作时，需要保证自身执行能力，在创建良好绩效考核环境下落实，将考核工作实施到具体位置。学校应对现有教职员工进行科学考核，也就是结合每个员工实际情况，制定考核机制，对学校整体运营状况有深入了解，提高学校效益。在对教师员工考核过程中，不可过于注重某一环节考核，而是需要把绩效考核贯彻到学校人力资源管理与开发活动中，根据考核结果总结反思，改善人力资源管理模式，提高学校整体工作水平。
四、结束语
总之，近几年来，随着经济全球化快速发展，国家面临的国际竞争压力增大，为了能够更好迎接国际市场提出的考验，在国际竞争中占据一定地位，国家需要给予教育事业高度重视，发挥教育重要价值，为社会培养更多的专业型人才。现阶段，我国高校在人力资源管理过程中，整体效果并不理想，存在诸多问题，无法促进高校人力资源管理水平地提高，影响教育效果。所以，学校在开展人力资源管理工作时，需要结合实际情况采取一系列对策，建立完善的绩效考核体系，保证学校人力资源管理工作有序进行，实现人力资源科学分配，提高资源使用效率，为社会培养更多优秀人才，实现我国教育事业的更好发展。
五、参考文献
[1]杨娟.高校人力资源管理信息化建设的探讨与思考[J].江苏科技信息,2019,36(36):34-36
[2]罗静.高校人力资源管理的创新途径分析[J].现代营销(经营版),2019(08):16-17
[3]陈晓婧.关于高校人力资源管理信息化的思考[J].中国管理信息化,2019,22(08):224-225
实验在物理学中的地位和作用一、引言：物理学从本质上看是一门实验科学。物理实验在物理学的发展和物理学教育中占有重要地位。可以说，离开了物理实验，就无法了解物理学。正因为如此，在物理学的研究和教学中，对于物理实验历来十分重视，无论从实验的设计、仪器的制作和调试，还是到实验过程的控制、实验结果的分析等各个环节，都强调一丝不苟。想比之下，对于与此有关联的思想实验却介绍不多。因此，对物理学中的思想试验进行纵向的历史考察，横向的比较研究，是十分必要的。有助于物理学的研究和教学。二、思想实验的一般考察伽利略是位近代物理学的先驱者。他对物理学作出了多方面的贡献。其中，他发现的落体定律和惯性定律，为近代物理学提供了两快坚固的基石。伽利略的成功，得益于他率先采用了科学的物理实验，更得益于他独创的物理实验与思想实验相结合的科学方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理学的大师，也是一位进行思想实验的先驱。众所周知，在相当长的一段时间内，人们对于力和运动等物理现象、物理规律的认识，一直受到亚里士多德学说的束缚。亚里士多德认为：物体运动速度的大小和有无，是由它是否受力以及力的大小直接决定的；地面上轻重不同的物体下落速度不同；重物下落较快，轻物下落较慢，对此也曾有人反对过他的错误说法，但都因为没有确切的实验和理论的认证，所以没有被人重视。第一个成功的打破亚里士多德的错误权威的正是伽理略。伽利略巧妙地运用思想实验否定了这一统全欧洲近两千年的错误理论。物体下落的速度和物重成正比。伽利略在他的著作《关于两种新科学的谈话和数学证明》中写道：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验验证过。当两个石头，一个的重量是另一个的10倍，从同一高度，如100库比特，下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以致前者着地时，后者还不超过10库比特。”加利略紧紧抓住这一疑点，设计了思想实验来进行分析和论证。他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物比轻物体下落得快，那么，当重物体和轻物体绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢。慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重物体下落的速度。但是，两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来的重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就和上面的结论相矛盾了。由此可知，重物体下落不会比轻物体下落的快，二者下落的速度应该是相等的。正是这一思想实验，坚定了伽利略落体实验的信心和决心。在否定了亚里士多德的落体定律之后，伽利略进一步对自由落体运动进行了定量研究。他根据对自由落体运动的定性观察结果：速度越来越快的基础上，假设自由落体运动是一种匀加速运动，在1590—1592年期间进行了大量的落体实验。但在当时的测试条件下，不可能立即用实验来证实这一假设，伽利略便用思想实验与真实实验相结合的方法解决这个难题。他借助于数学，求出了从静止开始的匀加速运动的距离s与时间t的关系，即：s/t²=常量.这时不包括任何速率，只要直接测定s和t就行了。但是，物体的自由下落还是太快了，在当时无法精确测定。伽利略想用不太快的运动来测量，即用斜面代替落体实验，经过多次的反复实验测定，得到如下结果：（1）当斜面倾角固定时，球滚过的距离s与所用时间t的平方之比为一常数，即：s/t²=c.（2）改变斜面的倾角，s/t²的值随之改变，但小球通过的距离与时间平方成正比关系不变，变化的仅是比例常数。伽利略用思想实验把这个结果推向极端——当倾角为90º时。即物体作自由落体时，这个论断也成立。他由此得出结论，自由下落运动是匀加速运动。伽利略对自己所独创的物理实验和思想实验相结合的科学方法感到由衷的高兴。伽利略之后，随着科技的发展和认识活动的深入，思想实验在物理学中得到了日益广泛、自觉的运用，出现了马赫、爱因斯坦等善于使用思想实验的物理学家。物理学的各个分支中，产生了一些著名的思想实验。例如，在力学中，马赫对“牛顿旋转水桶”的思想实验。否定了牛顿的绝对时空和绝对运动。在量子力学中，有证明粒子波动性的单电子衍射实验，能量势阱等思想实验，证明测不准关系的理想显微镜实验，电子束单缝衍射实验。在相对论中，有证明同时性相对性的“爱因斯坦列车”“光子火箭”的思想实验等等。可以说没有思想实验，物理学的发展是困难的，它的理论体系建立不起来。对此，爱因斯坦曾评价说“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。三、思想实验的基本特点从对物理学中的思想实验的历史考察，我们可以看到：思想实验是按真实实验的格式展开的一种复杂的思维推理活动。其思想操作包括以下几个方面：（1）对从未进行过的或潜在的可以实现的实验的预想；（2）对真实实验的理想化抽象或外推，即理想实验；（3）现实中不存在，与经验相矛盾，但逻辑上讲得通，物理学上有意义的抽象。这种思想实验操作不必物化就可以得到确定的结论。由此可见，物理学中的思想实验具有以下基本特点：1、具有实验的可操作性思想实验不是实际进行的实验，但是之所以被称为实验，是因为这种思维活动是按照实验的格式而展开，是可操作的。R.哈里指出：“所谓思想实验是想象中操作模型时形成的。”思想实验的操作者根据自己的认识和思考，使用储存于头脑中的经验表象，语言材料，通过分析、想象、类比、猜测和逻辑推理，进行想象的操作。思想实验使用的假想仪器是假想主体对客体作用的基本手段。爱因斯坦在确定同时性的程序定义时，认为光按直线以恒速传播，核对两个同样钟的同步的程序是：测好两只钟的距离，找到它们的中点，守在两只钟旁的两个观察者，当各自的钟指向七点时发信号，如两信号在中点相遇时，则这两只钟便是同步的了。假想客体不断变化的形象是思想实验最主要的内容，也是思想实验操作的必然过程，假想的主体和仪器都是为此而存在，并在对假想客体的观察和作用的过程中，揭露被研究事物的本质和相互关系，从而达到思想实验预定的目的。2、具有严密的逻辑性。在思想实验进行过程中，逻辑推理是他的基本指向。物理学家在构思思想实验时，想象是充分自由的：他可以根据自己掌握的经验和知识，当时的科学水平，就被研究的客体进行充分的联想，联想从何而发，向何方向延伸也是随机的，当众多的形象材料，经验表象在物理学家脑海中涌现时，其展开和联系则常常求助于与此有关的概念和关系。这些概念和关系既同下一步的逻辑思维联系着，又同构思前预定的目标联系着。只要逻辑推理允许，它甚至也接纳那些违背“经验事实”的，或与已确定的“物理规律”相对立的表象进入思想实验之中。所以思想实验的操作过程，既是想象自由展开的过程，又是逻辑运动的过程，在这中间，逻辑起着主导作用，它引导，控制着想象，保持想象既是丰富的，又不是胡思乱想。想象活动为逻辑运动提供了可靠的素材基础，逻辑运动在想象提供的形象活动中操作展开。两着相辅相成，浑为一体。3、具有高度的创造性物理学家思想实验的目的，是为了揭示事物内部的规律性。因此，其探索是前无先例的，带有高度的创造性。爱因斯坦和英费尔德在，《物理学的进化》中指出：“任何一个理论的目的是指导我们理解新情况，启发我们做新的实验，从而发现新的现象和定律。”思想实验也是如此。法国物理学家和工程师卡诺在研究热效率和热机效率时，受瀑布落差的启示，进行了“卡诺循环“的思想实验，他构思用两个理想的等温过程和两个理想的绝热过程来完成一个热力学循环。通过这样一个理想的热力学循环的思想实验。卡诺得到了热机的最高热效率等于T2-T1/T1，创造性地解决了热机效率问题。四、思想实验的积极作用思想实验对物理学的发展具有积极作用，主要表现如下：1、强烈的质疑批判作用运用思想实验，往往从传统的理论质疑入手，从而生动准确地揭露旧理论的缺陷，批驳旧理论的错误。当时在整个欧洲享有至高无上威望的亚里士多德归纳他的力学理论：推一个物体的力不再去推它时，原来运动的物体便归于静止。这个理论统治人们的思想长达两千多年的历史。对此，伽利略提出质疑，在斜面实验的基础上进行思想实验，认为：“一个运动的物体假如有了某种速度之后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这个速度——这个条件只有在水平面上才有可能，因为假如在沿斜面运动的情况里，朝下运动则有了加速的起因，而朝上运动，则已经有了减速的起因。由此可知，只有水平面上运动才是不变的，因为假如速度是不变的，运动既不会减小，更不会消灭。”在这里伽利略对亚里士多德的缺陷，正确区分了速度和速度的变化，提出了“惯性”的思想，得到了力与速度改变之间的联系这一崭新的力学理论，从而否定了力与速度本身之间联系的旧理论。2、深刻的认识创新作用思想实验的运用，能够深化人们的认识，开拓新的研究方向，推进物理学的发展。五、思想实验与真实实验的相互关系思想实验与真实实验存在着原则的区别：真实实验是一种科学的实验活动。它是在尽可能地排除外界的许多影响，突出主要因素，并能细腻地观察到各种之间相互关系的条件下，使某一事物（或过程）重演起初实验源于实践又高于实践，是发现、检验物理学理论的唯一标准。思想实验是一种理性的思维活动。它不是脱离实际的主观臆想，而是以实际为基础按照实验的格式操作展开，对实践过程做出更深入一层的抽象分析，其推理过程是以一定的逻辑法则为根据的。它是一种相对独立的科学方法。思想实验和真实实验又是紧密联系和互补的。物理学中的理论、规律是从大量实验事实中概括出来的，物理学中的假设、争论也有赖于真实实验的验证。在真实实验中，物理学有为了获取关于自然界的规律性认识，通过仪器设备等手段对客体进行严密控制和有目的的变革。这样，在真实实验开始前对实验过程的预想和设计，在观测后对经验材料的分析和概括，都得借助一理性思维。有时两者往往密不可分地穿插在一起，真实实验为思想实验提供经验材料，思想实验对经验材料进行理性加工，并为真实实验提供理论指导，从伽利略发现落体定律和惯性定律的活动中，可以明显看到这一点。在物理学研究中，思想实验能够成为一种不可代替的科学方法，还由于思想实验以其科学思维的严密性、精确性补充了真实实验的不足。应该指出，现代物理学已发展到理论科学阶段，认识活动日益远离日常经验和人们的直觉，深入感觉不能直接感知的微观和宏观领域，事物的现象和本质之间关系越来越复杂隐蔽。物理学研究活动所需的仪器设备也日趋精细庞杂，理性思维的地位更加突出。思想实验作为一种科学方法将在更广阔的领域中应用。六、结论对思想实验的考察和分析告诉我们：思想实验是深入进行物理学研究和教学的重要方法之一。爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”为此，我们应该在进行真实实验的基础上，加强对思想实验的研究，启迪思维，把物理学的研究引向深入，使教学引人入胜，更有成效。参 考 文 献[1]A.爱因斯坦、L.英费尔德《物理学的进化》，上海科学技术出版社，1962年。[2]T.S.库思：“思想实验的作用”，《必要的张力》，福建人民出版社，1981年。[3]WI.B.贝费里奇：《科学研究的艺术》科学出版社，1979年。[4]高文武：“简论思想实验”，《自然辩证法通讯》，1982年第二期。[5]《物理学史专题讲座汇编》，北京物理学会，1983年。
无话可说。。。。。。。。。。。。。。。
大学物理实验报告一般有这样几个部分： 1 简要地叙述一下实验的原理； 2 实验所需要的仪器； 3 实验步骤； 4 实验的数据：依次列出所有测量量的数值。 这里最好是列表表示，这样会更方便，同时也把误差列在表中，按照误差计算的方法逐个分步算出。
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文章简介：《大学物理实验课论文》物理实验小论文用超声光栅测液体中的声速本文主要对用超声光栅测液体中声速的实验进行探讨与思考。用超声光栅测液体中的声速摘 《学海无涯》中的文章《大学物理实验课论文》正文开始>> -
二、实践过程： 第一次实践：让学生在探究过程中有体验和认识 第二次实践：学生在探究过程中提高自主解决问题的能力 第三次实践：教师适时引导，学生探究意识增强 第一次实践：让学生在探究过程中有体验和认识 教学设想： 在平时教学中，测小灯泡功率的实验学生都做过，测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，根据电功率的数学关系式： ，就能得到小灯泡的功率。教学中教师提出三个探究问题。学生根据教师的提问，通过小组讨论，设计出测定小灯泡功率的实验方案是否可行，让学生在计算机仿真电学实验中进行连接。演示操作过程，特别是平时滑动变阻器的连接是学生的弱项，此时，在仿真电学实验中，可以很直观地解决连接以及动态变化情况。另外，对电流表和电压表的“＋”、“－”接线柱的连接，量程的选择都可以有正确的操作过程。学生进行实验操作，采集有用数据，并通过计算，测出了小灯泡的功率。学生在实践过程中，实验操作得到了有效的训练，但在实际教学中也碰到许多问题。例如，学生如何进行数据处理，电功率与这些数据之间的联系是什么等等有待解决。 教学反思： 第一次实践后，教研组开展了教研活动，在区教研员指导下进行反思，认为三个问题同时进行设计、连接、采集数据、经过运算解决探究内容容量大，坡度不够，探究不深，学生的印象不深。另外，学生主动参与实验的操作时间不足，在实践操作中反映的问题无法得到有效的解决。 第二次实践：学生在探究活动过程中提高了自主解决问题的能力 教学设想： 对第一次实践课所反映出的问题，在实践反思的基础上，重新设计了新的教学方案，新方案针对学生实验的不足，调整了教学策略，增加了学生对实验探究的讨论，包括实验方案的设计、数据的采集、学生面对方案的可操作性的互助讨论和质疑，尤其是增加了知识的迁移内容，强调了各种设计方案中数学关系式的引入及处理，让学生通过深入讨论、评价，切实提高在探究过程中解决问题的能力。 提问一：某一小灯泡标有“ ， ” 字样、电源电压为6V、电键、电流表、标有“50Ω，1.5A”字样的滑动变阻器，现一电压表15V一档被坏（0—3V一档可用），怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片段1〕 师：在小灯泡额定电压为3.8伏中，电压表15伏一档被损坏，怎样测定小灯泡功率。 生：把电压表并联在滑动变阻器两端。 师：方法很好，一开始就把电压表并联在滑动变阻器两端点行吗？ 生：不行。 师：为什么？ 生：电路连接正确后，闭合电键时，滑动变阻应放在最大，此时，滑动变阻器两端电压超过3V，不能直接并联在滑动变阻器两端。 师：怎么办？ （思考讨论后） 生：能否把电压表先接在小灯泡两端，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为3V，滑动变阻器两端电压也为3V。这时，可以移动电压表，把电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片，使电压为2.2V时，小灯泡两端电压为3.8V，观察电流表的示数为0.3A，就能测定小灯泡的功率。 …… 提问二：某一小灯泡的额定电压为 、电源电压为6V、电键、电压表、标有“50Ω，1.5A”字样的滑动变阻器、但手中没有电流表，怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片断2〕 师：调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端电压为3.8伏，此时，滑动变阻器两端电压为2.2伏，怎样知道接有电路中电阻丝的电阻大小。 生：能否测出电阻丝的长度？ 师：为什么要测出电阻丝长度，才能知道阻值大小？ 共3页,当前第1页123 #p# 生：因为滑动变阻器电阻丝总电阻为50欧，总长度为定值，只要测出接入电路中电阻丝的长度，用比例的办法，就能得到接入电路中电阻丝的阻值。 师：你的理论依据是什么？ 生：由电阻定律可知： 。在 （材料性质）、S（横截面积）一定时，R与L（长度）成正比。 师：能否写出关系式？ 生：可以。 师：用什么工具进行测量？ 生：（思考后）用刻度尺。 …… 学生在不断探究思考后，想出了解决办法。通过解决测量接在电路中的电阻丝长度从而求出接在电路中的电阻。 提问三：某一小灯泡的额定电流为 ，电源电压为6V、标有“50Ω，1.5A”字样的滑动变阻器、二个电键、电流表、但手中没有电压表，怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片断3〕 师：怎样用电流表测通过滑动变阻器的电流？ 生：是否能让电路发生局部短路。 师：怎样发生局部短路？ 生：把电键并联接在小灯泡两端，第一次让电流表示数到达小灯泡0.3A时，闭合并联的电键，使小灯泡发生短路，测出电路中的电流。 师：接下来怎么得到小灯泡两端的电压？ 生：用电源电压除以电路局部短路时的电流，得到滑动变阻器接在电路中的电阻，乘以电流0.3A就是滑动变阻器两端的电压，电源电压减去滑动变阻器两端电压就是小灯泡两端电压。 师：还有其他方法得到滑动变阻器接在电路中的电阻？ 生：能否还可以用刻度尺来测量？ 师：可以，二种方法你们都可以试一试。 …… 教学反思： 第二次实践，重点放在学生讨论和进一步提高综合解决问题的能力上，并在解决问题的方法上寻找理论依据，让学生懂得要解决问题必须有理论基础。可用最简单的工具（刻度尺）解决较难的电学问题。实际教学中发现学生会采集数据并能用数学表达式进行运算，但不会用表格的形式进行整理。表格是实验数据处理所常用的一种方法，教师的教学应该让学生学会这样一种科学的归纳方法。 第三次实践：教师适时引导，学生探究意识得到了增强 教学设想： 在前两次实践基础上，我和组内教师就第二次实践课中存在的不足，又展开了分析及反思。大家提出，是否能就上过的问题再设置一些问题，设置些学生认知上的障碍，扩大些积极思考的范围，是否让学生在不知道电源电压的情况下来设计实验的方案，解决实际问题，让学生在活动中不断增强探究意识，初步学会发现问题、提出问题，进而找到解决问题的方法。在此基础上增加了思考题：某同学手上有一小灯泡标有“0.3A”字样清晰可见，滑动变阻器上标有“50Ω、1.5A”，电压表一档 坏了，知道电源电压为6V左右,经思考后，想出一个方法测定小灯泡的功率。此题在实验操作时有许多探究的地方，可以让学生在课余时，先讨论，设计出方案再在课内大家交流，共同参与实验，解决问题。 学生经过讨论，最后得到一个较为理想的方案。把电压表接在小灯泡两端，闭合电键，滑动变阻器处在最大值，记录此时电压表和电流表的示数，把电流表的示数乘以滑动变阻器最大阻值，得到滑动变阻器两端电压，加上小灯泡两端的电压，就能知道电源电压的正确值，随后可以用解决问题（2）中的方法，也可以用解决问题（3）中的方法，测定出小灯泡的功率。在实际的教学实践中，学生通过教师给出的表格或问题设计表格，通过数据的记录、整理，学生能从表格中看出这些数据之间的关系，并能从表格中归纳出应有的结论，也学会了正确的语言表述。 三、总结反思： 第三次实践课是全区公开课。学生通过计算机仿真电学实验，进行分析讨论，观察现象，解决实验中存在的问题，思考实验方法中没有想到的问题，通过学生实际的操作及教师的演示，大大地激发学生的积极思维，并主动参与教学过程。听课的教师对这种边讨论边实验的教学方法，影响深刻，都认为值得借鉴。 通过三次实践和二次反思，我认识到学生能否积极主动地参与课堂教学，设置的探究性问题（或称为问题情景）、探究活动能否积极有效展开，在教学过程中应注意下面这些要素： 1、选择探究内容，要切合学生的认知结构和能力基础。问题的提出要有思维的层次感及一定的认知坡度。 2、发挥现代信息技术和学科教学的整合，多渠道、多方位让学生进行探究，增强学生思维的深度。 3、教师在学生的探究活动中，要及时地解疑导拨，互动合作探究。 教师必须在这些方面下功夫，利用生活中的现象，激起学生主动探究的欲望，并不断地递进探究内容的层次，设置学生思维的坡度，通过质疑、讨论、交流等形式探寻解决问题的方法。 在此基础上，多给学生一定时间进行实践操作，学生在具体操作中，还会发现各种仪器本身所存在的局限性，并不断地反思，吸引学生主动参与到“探究、尝试、发现、创新”地过程中来。 共3页,当前第2页123 #p# 通过“三实践二反思”的教研活动，深深体会到专业研究人员引领所起的作用和教研组全体教师合作互助的教研活动的重要性，给我的教学带来新的理念、新的教学方法。课堂教学是教育教学改革的主阵地，在教学实践和反思中，只有不断地更新教师的教学理念，不断地反思自己的教学行为，改进我们的教学方法，完善我们的教学策略，才能切实有效地提高物理教学的质量，使学生“乐学、会学”，在不断地探究活动过程中，培养学生的科学素质。
牛顿第一定律的教学研究，在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了．许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解，并且得到了满意的教学效果． 当我们在教学实践中运用这些教学策略时，我们发现，确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果．然而，当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时，令我们十分吃惊的是：学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差．这使得我们困惑不解．为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差？是教师教的原因，还是学生学的原因，抑或两者兼而有之．这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考，进一步，我们从学生的认知心理上，对这一规律的教学进行了深入的研究． 1 通常牛顿第一定律的教学，一般是按教材编排顺序，先进行演示实验引出课题，然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论，消除“力是维持物体运动原因”的错误观念，进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性，最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象，从而完成整个教学过程． 为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况，我们曾用这样一道题目来检测学生．题目如下．你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直上抛，问当钥匙落下来时是落在手里，还是落在手后面．全班56名同学在试卷上皆答：落在手后面．问其原因，皆曰：汽车在走，而钥匙抛出后不再向前走了． 2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果，使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足．我们认为，囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒，而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源． 认知心理学的理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是由于其头脑中的前科学概念的影响． 所谓前科学概念，是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念．比如牛顿第一定律就是如此．在物理教学中，那种认为只需要“正面”传授知识，学生就能接受，如果他们仍不理解，可以多讲几遍就能达到目的的想法，实践证明是过于天真了．因为在有些学生的经验中，早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念．这样，当他们学习了牛顿第一定律之后，就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中，牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词．让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时，他们也能解释得头头是道．但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时，他们却又运用亚里士多德的理论去解释，其错误观念暴露无遗．这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在． 3 研究和改进牛顿第一定律的教学，应当了解学生头脑中前科学概念的特点． 第一，学生头脑中的前科学概念是自发形成的． 过去，我们在教学中，常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”，教师可以在上面任意涂画，事实并非如此．学生在长期的生活实践当中，逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法．他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动，而在力停止作用时物体静止，于是主观地断言：有力，则物体运动；无力，则物体静止．这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论． 第二，学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性． 由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的，所以它以潜在的形式存在．这包含两方面的意义．其一是学生自己并没有意识到它的存在，因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念．其二是前科学概念平时并不表现出来，但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来．比如前述测验表明，许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念，然而他们自己却并不知道． 第三，学生头脑中的前科学概念具有顽固性． 由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念，且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念．因此，学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的． 国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的．尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念，更是如此． 按照皮亚杰的理论，学生认识什么和如何行动，主要决定于他们所具有的认知图式（思维模式），而不完全取决于教师所讲述的内容．他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息．在有错误认识存在的情形下，就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西． 4 在上述研究的基础上，我们对牛顿第一定律的教学提出如下教学建议
浅议初中物理探究式教学论文
在学习、工作中，大家总少不了接触论文吧，论文是一种综合性的文体，通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。写起论文来就毫无头绪？下面是我整理的浅议初中物理探究式教学论文，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
一、展示物理趣味，激发探究
1、挖掘教材中的创造性教育内容。在物理教学中，我们要努力挖掘教材的创造教育内容，给学生介绍科学家的发明创造、探究规律、定律的研究和发现，应注意前人的创造思维、思想方法和研究方法对学生的启迪。我们不仅要看到科学家成功的结果，还应该了解他们探究的过程，成功的历程。在初中的物理教材中，创造性教育的内容、题材不少。如阿基米德定律的发现，是“顿悟”，是细心观察，是丰富联想，是知识的积累而获得；当奥斯特发现电流的磁场后，法拉弟又经过十年的不懈努力终于发现了电磁感应现象，是坚持不懈的探索，是联想和逆向思想的结果。直流电动机的换向器，结构虽然简单，但设计巧妙。用于动能和势能互相转化实验的滚摆，稍加改进，就有了风行一时的溜溜球。利用大气压作用，做成一种皮碗挂钩。爱迪生研究白炽灯等等都是物理教材中对学生创造教育的丰富内容。
2、应用故事、生活实例等情境，激发学生的求知欲望，提高学生的兴趣。让生活走向物理，物理走向社会。对于学生在日常生活中已经积累了许多经验。但是对背后的道理并不知晓，即处于“知其然而不知其所以然”的境地。根据学生的心理状态，顺着学生的认知规律，在初二物理的引言中，我创设了以下情境：首先通过开教室的门，引入这扇门并非普通之门。它是物理学中的力学之门，我们将从这走进物理知识的`王国，去探究物理知识的奥秘。接着引入2008年北京奥运健儿拼搏夺冠的情境，分析其中的物理知识。射击——三点一线与光学有关；举重、游泳等与力学有关。
及时运用奥运健儿乒乓球队员的自信，自己战胜自己，最后达到我能的境界。在讲物理是有用的时候，引入乌鸦喝水、司马光砸缸的故事等。正是这些情境的安排，调动了学生的学习积极性，并及时鼓励了学生，从而激发了他们的探究意识。在学习“阿基米德定律”以前，首先向学生介绍“曹冲称象”这一有趣的史实，并根据这个史实揭示的吃水深度——排水量——船与石头的重量关系之间的特定联系，它在学生的视觉中形成了富有传奇色彩的、生动活泼的历史见证物，再演示“阿基米德实验”，这样就增强了学生对物理教学的探索欲望。
3、通过实验、实践问题，创设脑手并用的活动情境，激发学生的求知欲望，提高学生的探究能力。
通过实验创设情境，实验往往会让学生感到出乎意料，能顺应学生的“好奇、好动、好玩、好胜”心理，大大剌激了学生的感观，激发学生的学习兴趣。实验产生的新信息要遵循学生已有的认知结构，引发学生的思考。在学习《大气压强》时，先做瓶“吞”鸡蛋，覆杯实验以及利用可口可乐瓶制作的气球实验。这些实验现象会使有些学生不解，“瓶口小鸡蛋怎么进去呢？水为什么不会流出来呢？气球为什么会吹不起来呢？带着这些疑问，学生进入了良好的学习状态。
通过实验问题创设情境。实验问题情境的设置，不仅在于实验问题本身，更重要的是知识背境的铺垫以及铺垫的技巧。只有当问题情境与学生原有认知结构紧密相联，在相互作用时，实验现象、探索规律，才能转化为知识和能力。只有这样情境教学才会有一个更高层次的升华。如“浮力”教学，来自生活的经验，往往成为学生思维的障碍。学生常误认为浮力跟物体的质量、体积、密度有关，跟物体浸入液体中的深度，跟物体的运动状态，空实心以及物体形状有关，跟液体密度有关等等。
为了使学生建立正确的概念，首先通过多媒体引入海底世界的精彩片段，提出问题，为什么有时候浮力大到可以托起一艘万吨巨轮，而有时又小到托不起一片薄薄的铁片。一艘船从海里驶向河里，浮力怎么变化?浮力的大小究竟跟哪些因素有关?演示实验时用弹簧秤分别挂起同体积的铁块和铅块浸入水中，大家观察弹簧秤示数，并提问说明什么?要想说明物体的体积跟浮力无关，应该设计什么实验?要想说明上述提出的其它观点又应设计哪些实验?正是这样一层一层地循序渐进，让学生在实验问题设计中得到了答案。
更重要的是在实验的设计中提高了学生探究能力，从而使物理的实验教学得到了升华。学习了“家庭电路和家庭用电”这章内容后，安排学生在家中观察电路，利用家用电器辨别火线和零线，学习灯头线接法，了解保险丝的作用并会选用，还可安排学生根据家用电器的数值，算出自家各种电器每天或每月的耗电量。事实证明，问题设置好就可以带领学生以已知知识的情景为基础进入更新知识的情景，学生会随着设置恰到好处的问题不断开启知识宝库的大门，充分享受获取知识的喜悦。
二、探究习题，拓宽知识面，学以致用
近年来，教育对学生的能力要求越来越高，探究习题更是层出不穷。样式越来越活，其宗旨是要求学生对所学的知识要领悟透彻。为此，在教学中我们要不时引入探究习题，让学生时刻体现物理学科的特点。不时地体验物理学家的角色，体验成功的快感与喜悦。从而培养学生搜集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。
总之，作为一个教育者，当前的重要任务是探究如何把教者的教与学生的学、传授知识、激发兴趣和提高能力有机地结合起来。课堂改革的关键是充分调动主体--学生的主观能动性，使他们爱学、乐学、会学。作为教师，在整个物理教学过程中把自己的教法和指导学生的学法有机地统一起来。同步进行实现教学优化，才能收到事半功倍的效果。
可以看看数学物理方法这本书，对以后搞研究都很有用的
我也要写...正在烦恼呢...... 网上没什么好的文......
数学是物理中的一种重要工具，物理概念定量的阐释都需要数学公式的表达，随着物理概念的深入，所需要的数学知识也相应的提高，物理的最前沿是和数学紧密联系的，两者相辅相成，互相推动发展。例如，物理系大三时候需要学习的《数学物理方法》，就是以后物理科研需要的基础工具，再比如更深入的《物理学家用的微分几何》等等。热力学中重要的基础公式就是个偏微分方程, 很多流体力学都牵涉到了复杂的偏微分方程组。
不晓得你是要写文章还是准备什么比赛、考试？我按照写文章的思路给点建议吧：1，核心数学作为物理学最根本的工具，为物理学的发展作出了极大的贡献。作为解决时空与物质运动问题的学科，物理学和其中纷繁复杂的问题从提出、抽象、分析、归纳、应用等环节都必须数学的参与，并且可以创造极大的应用价值。2，物理问题的提出物理问题的提出很大程度上来源于人对生活经验的观察、总结和推理，尤其是物理中较基础的部分。观察总结的能力看似与数学无关，但数学研究本身就需要观察数学现象、总结数学规律；物理上的观察总结又与数学上的相互作用、相互促进。而推理正是数学能力的一种。3，实际问题的抽象化数学对象的丰富多彩给了物理模型创建以广阔的空间。无论是函数思想，数型结合思想，还是解析方法，方程思想，都使具体的物理对象能够找到它的数学对应。例如经典力学中的质点模型、经典光学中的直线光就是建立在欧式几何中关于点、线、面等对象的研究基础上的很好的模型。4，抽象问题的分析物理之所以是自然科学而不是社会科学，是因为它更倾向于定量分析（事实上它是最纯粹的定量分析学科）。数学的基础全部建立在抽象思维之上，因而她简洁明了；物理模型把很难定量的实物转化为抽象的事物，数学便可以大显神通了。分析上常用的手段有：函数（寻求变量之间的关系，建立一定的等式，利用初等或高等——例如微积分——方法得到一系列公式），解析（把时间、空间等属性在坐标中量化，寻求它们的关系。典型的例子是洛伦兹变换的推导），概率统计（处理实验数据等物理信息，分析量子论等复杂理论），计算数学（发展各种计算手段，帮助获得物理结果）等等。5，物理问题的归纳类似的物理模型之间需要类比、归纳，数学可以提供统一它们的方案。甚至数学形式本身可以启示物理学家不同物理现象之间的联系。纷繁复杂的公式定理建立之后，物理也面临系统化的问题，数学思想对此有很大的帮助。6，物理理论的应用数学对物理理论的应用，以及应用中不断地纠正错误、弥补理论缺陷、改进物理方法等等有着至关重要的作用。7，数学理论应用于物理研究的实例那位用数学知识测量地球周长的人可谓是最早的实践者（名字我忘了）；阿基米德的陀螺提水泵——数学应用于工程学的经典范例，还有他对几何和光学的研究使他发明了光武器，这是古代兵器史中的奇迹；同样是关于日地系统的学说，托勒密的时代对圆锥曲线的研究尚不透彻，他选择完美的圆作为太阳的轨道——他的系统中需要五十多个圆才能与观测相符！而哥白尼选择椭圆构建了他的日心系统，仅用了十来个椭圆就和实测结果完美如一；最经典的——牛顿为了建立其经典力学，花费了大量时间发展出微积分，而微积分最终帮助牛顿完成了他的理论大厦；麦克斯韦的电磁学方程被一些物理学家认为太超前了，以致于后来数十年的数学发展帮助物理学家们发现了其中更多的真谛；洛伦兹变换的发现者洛伦兹纯粹是个数学家，他的工作和爱因斯坦的那么相似，但他不晓得这个工作的物理意义，后来爱因斯坦发展了他的结论并应用于相对论中；量子概念的提出和应用少不了离散数学的发展；波函数的研究为量子理论大师们自如地运用波函数解决粒子行为问题奠定了基础；雷达、导弹、原子弹的成功研制是物理学家和数学家们通力合作的结果；控制论和信息论大大简便了物理研究中的计算和计算方案；对方程研究的进展使得物理学家发现了许多特殊的物理对象，并且在观测中发现了它们，诸如黑洞、白洞、褐矮星等等；杨-米尔斯场被证明与同时代另外一位数学家发现的某种矩阵存在深刻的内在联系，并且这种矩阵对杨-米尔斯场的研究促进甚多；…………8，结论数学和物理互相渗透、紧密联系。无论是数学应用于物理还是物理反促进数学，都能举出数不胜数的例子。
生物医学动物实验研究论文
1实验设计
在开展生物医学研究时，研究者通过正确地运用统计学知识，可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施，直到研究结果的解释进行系统的安排，力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则，即在进行两组比较时，两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异，而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而，处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性，即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别，它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚，减少偶然性[2]。
1.1实验的偏倚和控制
偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差，它不是由于抽样造成的，而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释，乃至实验结果的发表，均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚，从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚，事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚，可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计，使混杂因素在组间分布均衡；在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法，以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚，方可减少结果的假阳性或假阴性。
1.2减少偶然性的潜在影响
偶然性因素的作用可以减少，但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中，接受同样处理的动物，其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率，即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小，实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应，有必要减少偶然性的作用，并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。
1.3实验设计的要素
要消除生物医学实验中潜在的偏倚，减少偶然性，就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素，按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。1.3.1实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象，一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面：①动物种属的选择：选择实验动物的种属与品系时，尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化，常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系，但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题，无论是实际问题（寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况）或是理论问题（生化、生理或解剖结构与人的相似性），都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量：虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数（样本含量），但所得出的数值往往很大。因此，虽然样本含量估计是保证结论可靠性（精度和检验效能）的前提，但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑，应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄：为确保实验对象的同质性，实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近；动物体重的标准差不应超出平均值的10%；啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周，大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层：为了准确检测一种处理因素引起的差别，各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时，有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理，包括对两个亚系的结果进行单独分析，然后将结果综合，得出处理效应的总结论；二是将亚系作为实验设计的“区组因素”，这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外，其他的非处理因素，如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制，并据此进行分层随机化分组。1.3.2处理因素设计实验研究时，要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排，从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素；研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应，因此如何控制和排除非处理因素的干扰，正确显示处理的效应，是实验设计的基本任务。1.3.3实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果，是反映实验因素作用强弱的标志，它通过观察指标（统计学常将指标称为变量）来体现。如果指标选择不当，未能准确反映处理因素的作用，获得的研究结果就缺乏科学性，因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚，要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观（如尿液pH试纸读数值）或主观指标（行为测量、病理观察），一定要事先规定读取数值的严格标准，只有这样才能准确地分析实验结果，从而提高实验结果的可信度。
1.4实验设计的原则
为了防止结果的偏倚，保证实验结果的准确性和最大化的表达，在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件：①对等原则，即惟一差别原则，除处理因素外，对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间，除了给予的处理因素不同外，其他方面应与实验组具有一致性，如相同的实验单位来源（动物种属、体重等）和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则，对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则，任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。
1.5生物医学中常用的实验设计类型
如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应，实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。1.5.1完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法，它是一种单因素有k个水平（k≥2）组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理，而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则，因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致，真实反映出实验的处理效应。1.5.2随机区组设计随机化完全区组设计，简称随机区组设计，又称配伍组设计，是配对设计的扩展，它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组，然后再按随机的原则，将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性，比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同，实验结果中若有缺失值，统计分析将损失部分信息。1.5.3拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制，使得横行和直列两向皆成区组，是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中，每一行或每一列都成为一个完全区组，而每一处理在每一行或每一列都只出现一次，也就是说，在拉丁方设计中，实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。1.5.4析因设计析因实验设计又称全因子实验设计，属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异，而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响，包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用，当因素及水平数过多时，所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加，故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。
2生物医学动物实验的描述统计学
2.1生物医学实验资料的类型
生物医学实验对实验对象（动物）进行干预后测定的观测指标通常有以下类型：①连续性数据：测定结果表现为有数字大小和单位的数据，统计上称定量资料，如生理、生化指标，体重值，器官重量等。②分类数据：测定结果表现为按某属性划分的定性类别，统计上称为定性资料，具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现，死亡或未死亡，有畸形或无畸形；病理损害的严重程度（无、轻度、中度、重度）等。
2.2统计描述指标
描述性统计学（或归纳统计学）是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究，描述性统计的目的在于：①对测量值或观察值进行归纳浓缩，用统计量、统计图或统计表的形式表现；②估计总体分布的参数。2.2.1资料的整理与探索对于某一测量指标，一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础，应重复以大样本测定，绘制样本的频数分布图（理论上样本量要大于100），并经统计学检验拟合其分布。2.2.2数据的描述统计量①连续性数据的频数分布：通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图，以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数，也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量：描述数据分布的集中趋势，常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量：描述数据分布的离散趋势，常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表：统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图，表示数据中心位置和离散程度的点杆图（做图时表示均数和标准差）和盒须图（做图时表示中位数、极差、四分位数间距），描述构成比数据资料的百分条图、饼图，描述经时变化趋势的线图，以及预测和检验分布类型的概率-概率图（P-P图）等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表，表中只有横线，无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚，不宜过于复杂。
3生物医学动物实验的假设检验
生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较，通过统计学中的假设检验，说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。
3.1检验方法的选用依据
3.1.1资料的类型和变量的数目不同类型的资料（定量、定性）的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的`统计检验方法也各不相同。3.1.2实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法，以便得到处理组效应的真实结论。3.1.3检验方法的前提条件选用假设检验方法前，应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件，如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性，2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。
3.2正态性检验及拟合优度检验
统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布，如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验，其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献，了解实验参数符合何种理论分布。
3.3方差齐性检验
连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言，数值愈大，其固有的变异性也愈大。例如，若某组动物的平均反应值为100，其数值范围可能为80~120；而另一组动物的平均反应值为300，其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比，在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析，据此，不仅数据的变异度与平均值大小无关，同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显，采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐，此时宜采用非参数检验。
3.4单侧检验与双侧检验
检验假设选择单侧检验或双侧检验，应事先根据专业知识做出选择。一般而言，若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时，应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向，实验者仅对某一方面的重要性感兴趣，实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向，则应采用单侧检验。此外，剂量设计预试验中应采用双侧检验，正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。
3.5多重比较及多重性问题
生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应，也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外，其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括：①预先计划进行多重比较；②限制比较的次数；③多重比较时采用更严格的界值标准；④多重比较具有生物学方面的依据。
3.6观察值或实验对象的独立性
许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立，如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是，有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如，生殖和发育研究中就存在窝效应：由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似，与异窝胎仔相比，同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统，即同窝内数据为聚集性数据，这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时，忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险；因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性，其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息；窝内相关性愈大，其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据，因此，若基于观察值独立的统计分析方法，就会增加犯Ⅰ类错误的概率，即假阳性的风险增加，降低实验的有效性。
3.7历史对照数据的应用
某些情况下，尤其是在发生率较低的情况下，单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率，但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义，但值得强调的是，众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件，研究期限，研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此，忽视这些差异，将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较，可能得出严重错误的结果，并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。
3.8假设检验的局限性
首先，假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加，但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中，有可能错失较大、重要的效应，尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反，在规模较大的研究中，较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如，D药与C药相比，降血压效应相差近30mmHg，但因为例数仅10例，假设检验未发现显著性差异（P=0.31）；相反，B药与A药相比，降血压效应仅相差0.2mmHg，但因为例数达500例，假设检验却发现存在显著性差异（P<0.001）。由此可见，统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此，愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此，若处理反应的增加值为10个单位（95%置信区间3~17单位），则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零，则双侧检验的P值小于0.05。其次，假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异，但若实验设计存在偏倚，或实验实施过程中存在偏差或失误，假设检验方法一般也于事无补。因此，在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施，强化GLP规范意识。其三，对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证，以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档，均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述，在动物实验研究的多个环节，统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性，在很多情况下也可以极大地提高研究效率，节约研究成本。在这里还必须强调，除了实验后期的数据分析以外，在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入，这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞，有利于研究目标的顺利实现。
用较小的代价得到相对大的结果
首先人命关天，这是最重要的一点；其次，作为哺乳动物，替代人做实验得到的结果具有可靠性和可参考价值。当安全性和有效性均合格后，再用于临床，可极大的减少临床医疗事故。