胡曉霞

摘要：新的基礎(chǔ)教育課程體系倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，交流、合作、探究等多種學(xué)習(xí)活動(dòng)，改進(jìn)學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人；強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，收集、處理、使用信息的能力；發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，形成科學(xué)態(tài)度，學(xué)會(huì)科學(xué)方法；具有獨(dú)立思考、自主探究的精神與求實(shí)創(chuàng)新的意識(shí)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；實(shí)驗(yàn)；化學(xué)

一、引言

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們需要不斷地更新教育理念，依托新的教育技術(shù)來(lái)進(jìn)行教育改革。在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，數(shù)字化傳感技術(shù)不僅僅是一種單一的技術(shù)手段，而應(yīng)該成為教學(xué)創(chuàng)新的支點(diǎn)?；跀?shù)字化傳感實(shí)驗(yàn)的探究學(xué)習(xí)過(guò)程可以增加學(xué)生合作交流的機(jī)會(huì)，學(xué)生利用傳感實(shí)驗(yàn)得到的定量數(shù)據(jù)，可以自我建構(gòu)對(duì)化學(xué)理論的理解。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生的影響

從總體上講，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是以計(jì)算機(jī)及傳感器為核心器件的實(shí)驗(yàn)體系，而與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有較大區(qū)別，從而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)思想、學(xué)生的操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)中間環(huán)節(jié)將發(fā)生很大變化。

在這種情況下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)將使一些層面相對(duì)簡(jiǎn)化，而使另一些層面更深入。比如，在數(shù)據(jù)處理上，有明確的處理形式的機(jī)械性工作，可以交給計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)完成，使處理數(shù)據(jù)層面上工作簡(jiǎn)單化；這樣做的目的是否意味我們對(duì)數(shù)據(jù)的關(guān)注可以減少呢？答案是否定的。因?yàn)槲覀円髮W(xué)生轉(zhuǎn)而關(guān)注數(shù)據(jù)之間的化學(xué)原理和數(shù)據(jù)背后更深入層次上的分析，就是說(shuō)可以引導(dǎo)學(xué)生把精力從簡(jiǎn)單層面上轉(zhuǎn)移到較深入的地方。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)功能全面增強(qiáng)，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上調(diào)整帶來(lái)機(jī)遇。很多在傳統(tǒng)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不能做或沒(méi)有條件做的實(shí)驗(yàn)，在數(shù)字化設(shè)備下就可以成功地完成。這樣，我們可以設(shè)計(jì)出各種探究型實(shí)驗(yàn)，以適應(yīng)高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中“化學(xué)實(shí)驗(yàn)專題”選修模塊的需要。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的固有模式，使中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有高度的自主性、開(kāi)放性和探索性。一方面，學(xué)生可以比較方便地根據(jù)不同的目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如可以設(shè)計(jì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)專門(mén)為了仔細(xì)深入地觀察某一過(guò)程，研究一些物理量之間的關(guān)系，等等。另一方面，對(duì)于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不同學(xué)生之間在學(xué)習(xí)目的上可以互不相同。實(shí)驗(yàn)既可以探究性的，又可以是驗(yàn)證性的，由于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有便于使用的模塊，學(xué)生可以更自由設(shè)計(jì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證他們的想法，為學(xué)生大膽創(chuàng)造提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

三、信息技術(shù)融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探究

1、課件式的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。示例：《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第一單元《從實(shí)驗(yàn)走進(jìn)化學(xué)》中，“保證實(shí)驗(yàn)安全”等內(nèi)容的教學(xué)可采用課件式的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。首先，教師可播放一些國(guó)內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)事故的錄像，引出問(wèn)題“安全是實(shí)驗(yàn)的先決條件，如何預(yù)防實(shí)驗(yàn)傷害事故的發(fā)生”。然后，讓學(xué)生從試劑、儀器的正確使用、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范化、實(shí)驗(yàn)操作的先后順序、尾氣處理等角度展開(kāi)討論，教師可根據(jù)學(xué)生的討論將課件中已有的相關(guān)內(nèi)容播放給學(xué)生看，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上提煉出安全完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)所必備的條件。最后，教師讓學(xué)生將一些易錯(cuò)、易忽略的基本操作進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練。

策略：課前教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點(diǎn)，選擇適合的資源制成課件，并在課堂上演示課件內(nèi)容。課件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)和盲區(qū)。如：對(duì)于現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)，可利用計(jì)算機(jī)模擬將“現(xiàn)象”放大；做微型實(shí)驗(yàn)時(shí)，可利用投影設(shè)備將“現(xiàn)象”放大；對(duì)于嚴(yán)重污染、較危險(xiǎn)或在一般實(shí)驗(yàn)室條件下難以完成的實(shí)驗(yàn)，可利用多媒體來(lái)演示或播放錄像；模擬錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作，起到反面教材的作用等。

2、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。示例：《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中，實(shí)驗(yàn)3—4“酸堿滴定曲線的測(cè)繪”可以讓學(xué)生利用pH傳感器和數(shù)據(jù)采集器測(cè)定和記錄酸堿中和滴定過(guò)程中pH的數(shù)據(jù)，并用計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)畫(huà)出相應(yīng)的滴定曲線。

策略：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法并不沖突，關(guān)鍵在于教師指導(dǎo)學(xué)生如何將兩種方法有效結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生使用溫度傳感器、壓強(qiáng)傳感器、pH傳感器等傳感設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，解決傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法難以解決的問(wèn)題。運(yùn)用數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能，可以有效降低數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理的難度，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將更多的精力轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析等環(huán)節(jié)，以期在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ι嫌懈嗟膭?chuàng)新和突破。

3、探究式的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。示例：《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第四單元中，實(shí)驗(yàn)4—5“綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐”等內(nèi)容可采用信息化探究式的教學(xué)模式。每個(gè)學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣確立大致的研究方向，如“氣體的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)”、“巧用Y型管進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”、“巧用生活中的物品自制實(shí)驗(yàn)儀器”，通過(guò)上網(wǎng)查閱資料、分析資料將研究的課題進(jìn)一步明確、細(xì)化，并且自愿組合成研究小組，制定研究計(jì)劃。教師對(duì)課題的大小、可行性進(jìn)行評(píng)估，并提出建議。每個(gè)研究小組按照計(jì)劃分工合作，提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在通過(guò)理論的檢驗(yàn)論證后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。學(xué)生在不斷的實(shí)驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，形成知識(shí)，最終形成實(shí)驗(yàn)成果。

策略：在探究式的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的教學(xué)中，教師應(yīng)對(duì)這些不同小組多加關(guān)注。教師要關(guān)心各小組的研究進(jìn)程、研究方案，尤其是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的可行性、科學(xué)性、簡(jiǎn)約性等角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。每個(gè)合作小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間不同。不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需的儀器、試劑有所不同。教師應(yīng)對(duì)每個(gè)課題小組的實(shí)驗(yàn)了然于胸，盡可能作好統(tǒng)一安排。評(píng)價(jià)角度的不同。不同的課題小組研究的方案和過(guò)程不同，教師在最后的集體講評(píng)中，應(yīng)列舉不同的研究方案，從不同角度進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié)。

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