高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初步探討

王永龍

【內(nèi)容摘要】應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，就是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行改革。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中融入計(jì)算機(jī)、傳感器以及數(shù)據(jù)采集器等先進(jìn)設(shè)備。借助化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提供高中化學(xué)教學(xué)的整體現(xiàn)代化水平，有利于高中化學(xué)教學(xué)改革。文章主要分析了高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 課堂教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)策略

隨著新課程改革的全面實(shí)施，信息技術(shù)與各學(xué)科的聯(lián)系越來(lái)越緊密。在高中化學(xué)教學(xué)中融入數(shù)字化理念，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行改革，有利于高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化。

一、整合多種教學(xué)媒體，應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，是一個(gè)新的教學(xué)概念。所謂數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，在廣義上來(lái)講，就是利用多樣化的教學(xué)媒體完善實(shí)驗(yàn)過(guò)程，像仿真實(shí)驗(yàn)、傳感器幫助下完成的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，都屬于數(shù)字實(shí)驗(yàn)的范疇。數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，離不開(kāi)計(jì)算機(jī)設(shè)備、傳感器、數(shù)據(jù)處理軟件以及投影儀等教學(xué)媒體設(shè)備的支持。要在高中化學(xué)教學(xué)中落實(shí)數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須要完善學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。整合多媒體教學(xué)媒體去落實(shí)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，教師要優(yōu)化教學(xué)行為，創(chuàng)新教學(xué)技術(shù)。

仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)要借助專(zhuān)業(yè)的軟件完成，教師要學(xué)會(huì)利用模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的軟件，將軟件的應(yīng)用與學(xué)校內(nèi)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境結(jié)合在一起。借助數(shù)字化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，讓學(xué)生以操作計(jì)算機(jī)的方式來(lái)完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。這樣不僅能夠降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的難度，還能快速培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，讓學(xué)生在沒(méi)有危險(xiǎn)的情況下掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能。像“酸堿中和滴定”實(shí)驗(yàn)操作，可以以仿真實(shí)驗(yàn)的形式落實(shí)。本次實(shí)驗(yàn)的目的是“通過(guò)使用pH傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中混合溶液pH的變化情況，繪制酸堿中和滴定曲線(xiàn)并確定滴定終點(diǎn)，計(jì)算未知濃度酸或堿溶液的濃度”。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)原理，即在酸堿中和滴定等當(dāng)點(diǎn)（即滴定終點(diǎn)）時(shí)，pH值為7。通過(guò)測(cè)定加入不同量滴定液后的pH值，可以準(zhǔn)確地繪制酸堿中和滴定曲線(xiàn)并確定滴定終點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生嘗試全新的實(shí)驗(yàn)方法，體驗(yàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膬?yōu)勢(shì)。像“安裝滴定臺(tái)，連接計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器及pH傳感器”實(shí)驗(yàn)的第一步，就與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不同。學(xué)生需要借助計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器及pH傳感器現(xiàn)代化的設(shè)備做實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。用仿真實(shí)驗(yàn)，讓高中化學(xué)課堂不同以往，有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的提高。

二、整合多種教學(xué)資源，應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

教學(xué)資源，對(duì)于數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展十分重要。準(zhǔn)備好充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、化學(xué)數(shù)據(jù)處理軟件以及實(shí)驗(yàn)資源，才能讓數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)得以落實(shí)。對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行有效配置，才能讓數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)的效果更好。作為高中化學(xué)教育工作者，要積極去開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，創(chuàng)新應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化資源。一般來(lái)講，數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源包括軟件設(shè)施與硬件設(shè)施兩個(gè)方面。硬件設(shè)施主要涉及計(jì)算機(jī)、各種類(lèi)型的傳感器、實(shí)物投影儀、視頻展示屏、電視機(jī)、攝像機(jī)以及影碟機(jī)等。而軟件設(shè)施主要包括化學(xué)藥品分析軟件、數(shù)字處理軟件、多媒體教學(xué)軟件以及化學(xué)分子立體結(jié)構(gòu)繪制軟件等。而數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展所涉及到的實(shí)驗(yàn)資源，主要包括與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的圖片與視頻，教師教學(xué)所用的課件等。在實(shí)際教學(xué)中，教師要結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際需求，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上自主收集與整合其他資源。

要促進(jìn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的有效完成，整合這些可用的現(xiàn)代化教學(xué)資源，教師要教會(huì)學(xué)生使用各類(lèi)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備。像手持設(shè)備，是最為常見(jiàn)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，是被稱(chēng)為掌上技術(shù)的傳感器技術(shù)。手持設(shè)備的使用需求多種軟件的支持，像數(shù)據(jù)采集器、相關(guān)配套軟件等。教師要讓學(xué)生了解手持設(shè)備的原理，即利用傳感器從外部感應(yīng)到的化學(xué)量通過(guò)電信號(hào)的方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中，數(shù)據(jù)采集器會(huì)將電信號(hào)加以規(guī)范整理，最終傳送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析，統(tǒng)計(jì)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與規(guī)律。像在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中測(cè)量PH值，溫度與電流、電壓時(shí)，都會(huì)用到這一原理。比如在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將溫度傳感器放到有少量水的燒杯中，逐漸加入熱水，傳感器通過(guò)收集水溫?cái)?shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)就會(huì)顯示出現(xiàn)一條實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)。

三、整合多種教學(xué)方法，應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

利用數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)多種創(chuàng)新教學(xué)方法在高中化學(xué)課堂中得以應(yīng)用，有利于高中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)視野的拓展，更有利于高中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高?；瘜W(xué)教學(xué)，離不開(kāi)理論教學(xué)，也離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。除了這兩種基本的教學(xué)形式，新課程改革還提出了自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)形式。鼓勵(lì)學(xué)生借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)自主探究，體會(huì)化學(xué)知識(shí)獲取的過(guò)程與情感，有利于高中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)積極性的提高。將多種教學(xué)方式整合在高中數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，有利于學(xué)生開(kāi)放思維的形成以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力的提高。

小結(jié)

綜上所述，利用多元化的方法實(shí)施高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生先進(jìn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有利于學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣的提高。培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、創(chuàng)新能力，是高中化學(xué)數(shù)學(xué)化教學(xué)的目標(biāo)，用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)幫助學(xué)生健全化學(xué)實(shí)驗(yàn)思維，有助于學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)潛能的激發(fā)以及目標(biāo)的確立。

【參考文獻(xiàn)】

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