教育实验设计的基本要素
教育实验设计的基本要素有自变量与因变量、实验组与控制组、前测与后测。1、自变量与因变量。自变量是用来作用于实验对象并引起实验对象变化的变量。因变量是实验过程中实验对象在自变量作用下发生变化的变量。推断自变量与因变量之间的因果关系，必须同时满足三个条件。第一，共变关系。即自变量和因变量共同发生变化，也就是自变量变化了，因变量随之发生变化。第二，时间顺序。自变量变化在前，因变量变化在后，因变量的变化取决于自变量的变化。第三，无关变量控制。只有对无关变量进行有效控制，才能确定因变量的变化是由自变量引起的。2、实验组与控制组。实验组是实验过程中接受实验刺激的一组；控制组是实验过程中不接受实验刺激的一组，又称对照组。通过对两组观察结果的比较，来分析实验刺激的作用和影响。3、前测与后测。是对因变量进行前后两次同质性测量，第一次在给予实验刺激之前，故称前测；第二次在给予实验刺激之后，故称后测。通过前测与后测对比，来确定实验刺激对因变量变化产生的影响。
教育实验设计的一般步骤有哪些
教育实验的过程一般可分为准备实验——实施实验——总结与评价实验这三个基本阶段，这是一个相对稳定的程序。 实验的准备阶段的主要任务是制订实验方案。为新的科学理论假说应用于教育实践寻求操作程序当研究者提出一套完善的教育教学理论后，必须通过教育实验将理论转化成可操作的实验方案以付诸教育实践，才能切实发挥科学理论的指导作用。通过实验，一方面寻求将这些理论具体化并运用于教育教学实践过程的操作程序；另一方面，实验的结果又将进一步检验、充实、完善这些理论的科学性、先进性和可行性。1、检验、修改和完善教育理论：检验现有教育理论的科学性、先进性，并改进教育教学过程与方法。通过提供有意义的可靠的信息，对现有教育教学理论进行筛选、改造、提炼和发展、完善。另外，为发现和揭示新的教育特点和规律提供必要的基础。通过教育实验，我们能发现未知，开拓新的研究领域，从而不断加深对教育发展的规律性认识。2、促进教育实践的改革与发展通过教育实验，人为地创设一定的系统和环境，在科学教育理论指导下改革教学内容或教学方法。
物理常用实验方法
物理常用的实验方法如下：1、控制变量法：这个应该是最常见的实验方法。例如，在“探究压强与哪些因素有关”、“探究电流与电阻的关系”、“研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系”等实验中都用到了该实验方法。2、类比法：例如，在学习电流时，为了更好地理解，与生活中熟悉的水流作类比。3、实验+推理法：有些理论只有在理想空间里才能通过实验得出，此时可以在现实条件实验的基础上推导出来这些理论。例如牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。物体在运动过程中必定会受到阻力作用，通过多次实验，可以推出这一结论。4、描述法：在生活中是不存在光线的，为了更好地学习光，才引进了“光线”这一词。5、转换法：在学习“声音是振动产生的”这一知识时，把音叉的微小振动转换为乒乓球的摆动。使实验现象更为明显。6、模型法：在学习原子结构时，为了更好地认识原子的内部结构，用太阳系模型代表原子结构。
如何设计物理实验
物理是一门以实际操作结合密切的学科，基础性物理原理及定理均需要有实验的验证和实际情况的考量，其中原理及定理最为直接的依据就是实验的结果。学生在初次学习物理知识时，更有意思的、更直接的设计性物理实验可以从各个角度吸引学生的眼球，提高学生学习物理知识的兴趣。教师不仅需要将课本中规定的物理知识传授给学生，还需要将新的社会热点与知识点相结合，培养学生的观察和实践能力，这样才能符合新课标下初中物理对学生的要求。可以看出，初中阶段设计性物理实验对学生学习物理知识和教师传授物理知识都有着积极的能动作用。
2.设计性物理实验在初中物理教学中存在的问题及造成的原因
通过对教师和学生的调查，发现设计性物理实验在初中物理教学中的存在四类问题，分别是家长对设计性物理实验的重视度等观念问题、教师与学生对设计性物理实验的认识、教师在设计性物理实验方面的教学方式及设计性物理实验出题方向认识这四个方面。据资料显示，初中学生的家长对设计性物理实验重视度较低，家长们普遍存在几大误区：（1）家长们认为学习物理就是要背原理背公式就可以学好物理，考出高的分数。（2）家长们认为物理实验只是占物理学中很小的一部分内容，更不要说设计性物理实验所占比例了。（3）设计性物理实验本身类似于思考题，不是传统意义的考题，不需要太重视。教师对设计性物理实验教学的重视度偏低。表现在以下几个方面：（1）对设计性物理实验教学时间安排不合理，更多的时间花在了其他物理问题上。（2）对设计性物理实验的课堂表现形式上做了大量的改动，如直接告诉同学们该如何解答而并非真正的让学生自行设计实验，使得学生对设计性物理实验依旧保有不重视的态度。教师在设计性物理实验方面的教学方式依旧影响着学生对实验本身的认识。教师往往依旧只是停留在口述或PPT展示的方式给学生授课，讲实验。这些二维授课模式，使得学生无法真正的领略设计性物理实验本身的快乐和应学到的思维过程。原因归咎于教师本身没有设身处地地站在学生角度理解和看待设计性物理实验。
3.针对设计性物理实验在初中物理教学中存在的问题的解决方案
我们需要从家长对设计性物理实验的重视度等观念问题、教师与学生对设计性物理实验的认识、教师在设计性物理实验方面的教学方式及设计性物理实验出题方向认识这四个方面做出调整来达到引导学生做好设计性物理实验的目标。（1）作为一名教师，我们需要督促家长与老师在学科认知保持一致，积极与家长沟通，让家长清楚地认识到设计性物理实验对整个物理学及学生思维方式培养的重要性。（2）提升教师与学生对设计性物理实验的重视度。（3）教师应坚持引导学生做设计性物理实验，不要一味追求考试题目，注重培养学生的思维方式。（4）教师应多开拓学生眼界，拓展学生思维方式，鼓励学生多思考、多问问题，做到不惧怕新题，勇于面对困难和挑战的心态。
4.初中物理教学中设计性物理实验教学实例
以2017年某地市中考试题为例。经过两年的物理学习，同学们使用过很多的实验基本仪器，实验探究技能得到了长足的发展．请你利用使用过的实验基本仪器，设计两种原理不同的方案区分水和盐水（写出实验仪器及方法步骤）。这道题目明显是一道开放型实验设计题，也是过程开放题。可选择熟悉的器材来设计方案。方法一：器材：托盘天平（已调节平衡）、两个形状和质量完全相同的烧杯和刻度尺。步骤：（1）在两个形状和质量完全相同的烧杯内装入两种不同液体。（2）用刻度尺测量使两杯液体等高。（3）将这两杯液体分别放入已调节平衡的托盘天平的左右盘中。托盘偏重的一侧杯中所盛的液体是盐水。方法二：器材：弹簧测力计、拴着细线的物块（其密度大于两种液体的密度）和两个烧杯。步骤：（1）把两种液体分别倒入一个烧杯中。（2）分别测出物体浸没在两种液体中时弹簧测力计的示数。示数小时物块受到的浮力大，则该杯所装的液体是盐水。这种设计性物理实验可促进学生积极主动地思考和学习，提高动手能力，更是对学生物理综合素质的提升。实验过程中，学生提出各种问题，教师启发他们理解并引导他们新的、更深层次的认识。整个实验过程进行结束后，学生不仅完成了对实验本身的理解和相应物理知识点的把握，更重要的是学生学会了如何处理好生活和学习中类似问题，这是对学生整个人生的重要引导和教育。
统计学原理 统计中的实验设计
实验设计
统计是要分析数据的，但首先需要考察的是，数据的来源是否合适，实验采集的数据是否符合分析的目的和要求
所谓实验设计就是指设计实验的合理程序，使得收集得到的数据符合统计分析方法的要求，以便得出有效的客观的结论。它主要适用于自然科学研究和工程技术领域的统计数据搜集
实验设计要遵循的三个基本原则
(1)重复性原则：即允许在相同条件下重复多次实验。好处是：其一可以获得更加精确的有效估计量;其二，可以获得实验误差的估计量。这些都是提高估计精度或缩小误差范围所需要的。
(2)随机化原则：是指在实验设计中，对实验对象的分配和实验次序都是随机安排的。是实验设计的重要原则。
(3)区组化原则：即利用类型分组技术，对实验对象按有关标志顺序排除，然后依次将各单位随机地分配到各处理组，使各处理组组内标志值的差异相对扩大，而处理组组间的差异相对缩小，这种实验设计安排称为随机区组设计。
