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        數(shù)字化實驗在高中化學教學中的應用分析

        2017-05-31 09:52:23陳耀民
        中學課程輔導·教學研究 2017年10期
        關鍵詞:數(shù)字化實驗高中化學教學教學應用

        陳耀民

        摘要:本文分析了在高中化學教學中運用數(shù)字化實驗的優(yōu)點,探究了如何運用數(shù)字化實驗突破高中化學的知識難點,提出了教師需要結(jié)合數(shù)字化實驗的教學彌補傳統(tǒng)教學的不足,并通過數(shù)字化實驗對高中化學進行探究式學習。

        關鍵詞:數(shù)字化實驗;高中化學教學;教學應用

        中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2017)04-0099

        數(shù)字化實驗是以真實實驗為基礎的實驗,是由計算機、傳感器、數(shù)據(jù)采集器及系統(tǒng)軟件等構(gòu)成的。數(shù)字化實驗室的重要載體是由傳統(tǒng)實驗與信息技術整合的。數(shù)字化實驗促使學生自主學習,提高了合作能力,結(jié)合傳感教學方法更適應學生的學習水平,適合了教師教學的需要。

        一、數(shù)字化實驗的組成及原理

        1. 數(shù)字化實驗的組成

        數(shù)字化實驗系統(tǒng)是屬于全新的軟硬件一體化的實驗系統(tǒng),它具體包括多樣化的自主操作平臺、多通道的數(shù)據(jù)采集器、多類型的傳感器與較強大的函數(shù)圖像處理系統(tǒng)。數(shù)字化實驗實現(xiàn)了數(shù)字化的實驗手段、現(xiàn)象規(guī)律的可視化、呈現(xiàn)實時化測量、簡單化操作測量。該系統(tǒng)利用信息技術彌補了化學實驗的不足,現(xiàn)代化學實驗儀器的諸多弊端也被成功地克服,全面結(jié)合了化學實驗和信息技術教學。在真實演示的基礎上實現(xiàn)了信息技術與實驗教學的整合。

        2. 數(shù)字化實驗的原理

        利用計算機進行實時采集,可運用傳感器快速地獲得大量實驗數(shù)據(jù),這在手工操作中是很不方便甚至是不可能的。數(shù)字化技術為實驗教學中改造傳統(tǒng)實驗提供了有力工具。綜合上述分析可以得出,數(shù)字化實驗所具備的功能使學生能更深入地了解化學原理,分析化學過程。

        二、數(shù)字化實驗的優(yōu)勢

        高中化學實驗所制氣體大多有毒性,因此學校實驗室需要配備通風的工具,但由于資金的限制以及許多學校對實驗的不重視,許多學校并沒有對實驗室進行通風工具的安裝。針對此問題,教師都是盡量避免這類實驗的,導致很多實驗無法正常進行。但是數(shù)字化實驗的使用,不僅可以降低學校實驗的成本,而且可以將危險性避免掉。

        使用數(shù)字化實驗教學,不僅降低了教學難度,而且提高了學生對學習的興趣。學生可自己進行操作,并可以對實驗過程進行反復探究,分析實驗的原理,以及儀器的組裝,更明確加深對實驗知識的理解,也可不必次次跑實驗室,實驗的復習也可以在課堂上完成,時間、地點諸多因素也不會受到影響,方便快捷。由于有實些實驗設備的欠缺,常常只能通過傳統(tǒng)的教學模式進行教學,教師主導課堂,學生被動式聽課,這往往使課堂沉悶無趣,同時剝奪了學生自主學習的權利,讓學生對學習失去興趣。在數(shù)字化實驗的運作過程中,學生可以自己動手實踐操作,激發(fā)學生學習的興趣和調(diào)動學習的積極性,對于錯誤性實驗而無法在實驗中進行操作的,使用數(shù)字化教學可以清晰地認知到錯誤操作所帶來的不利影響,警示學生在操作實驗時不可犯類似的錯誤。使用數(shù)字化教學更準確、直觀、方便,并能對化學現(xiàn)象更深入地探究,進而能夠揭示化學反應的常規(guī),提高學生化學水平,促進教師的教學能力和專業(yè)發(fā)展。

        三、運用數(shù)字化實驗突破教學難點

        在傳統(tǒng)教學中,化學知識比較抽象,在學習過程中,傳統(tǒng)教學雖對學生的學習能力提高有一定作用,但學生會感到教學枯燥、平淡、對化學學習的積極性不高,從而導致學生產(chǎn)生厭煩心理,更不會主動探究化學知識。

        隨著社會的發(fā)展與進步,化學教學逐步引入數(shù)字化教學,教師以學生為主體,讓學生合作學習探討問題,從而培養(yǎng)學生學習能力。利用數(shù)字化教學的虛擬性、交互性等特點,成功攻克了課堂上的許多難題,讓化學課堂教學質(zhì)量有所提高,為學生打下堅實的基礎。

        高中的化學知識點相比之前增加了難度和廣度,學生的學習任務和壓力也隨之增加。對此,運用數(shù)字化實驗進行教學,能夠增強化學課堂的趣味性,并且通過準備的數(shù)據(jù)展示,也能更簡單地講述知識??梢宰寣W生對化學學習更感興趣,同時綜合能力不斷提高,使化學知識更豐富。

        例如,強電解質(zhì),這是高中化學教學中的一大難點。在課本中,電解質(zhì)的電離度并沒有進行充分分析,缺乏實際操作的驗證。通過數(shù)字化實驗的應用設計實驗,可運用傳感器測不同濃度的乙酸溶液的PH值變化;進行數(shù)據(jù)整理可利用數(shù)據(jù)采集器,分析收集的數(shù)據(jù),通過數(shù)字化實驗分析,可了解到電解質(zhì)對電離度的影響。從而得出結(jié)論:弱電解質(zhì)的電離度增大,乙酸稀釋加快,電離度對弱電解質(zhì)的影響越大,乙酸溶液濃度越低。

        四、通過數(shù)字化實驗進行高中化學的探究式學習

        在高中化學實驗中,新課改強調(diào)了學生的主體性,使學生親自實踐,在操作過程中可以針對一些問題提出大膽的假設,讓學生深入研究問題。利用數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)實驗的結(jié)合,能夠?qū)⒏嗟臅r間留給學生,并由教師對學生做出針對性的指導,有利于學生進行化學探究學習。

        五、結(jié)束語

        在高中化學教學中,利用數(shù)字化實驗進行教學,不僅激發(fā)了學生的求知欲,而且調(diào)動了學生學習的主動性和積極性。數(shù)字化實驗彌補了傳統(tǒng)實驗的不足,合理運用數(shù)字化實驗,充分展示了其優(yōu)勢,并在一定程度上促進了高中化學教學的發(fā)展。

        (作者單位:陜西省靖邊中學 718500)

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