初中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略探析

孫穎

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中能起到很大的作用，它能使學(xué)生更直觀地獲取感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能。數(shù)字化技術(shù)和虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)壳案嗟貞?yīng)用于初中化學(xué)課堂教學(xué)中，將較抽象的知識(shí)更直觀地通過(guò)數(shù)據(jù)、圖像等形式呈現(xiàn)出來(lái)，有效地提高了教學(xué)和學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);數(shù)字化實(shí)驗(yàn);教學(xué)策略

在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)密切相關(guān)。伴隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件越來(lái)越多，教育信息化逐漸受到重視。為此，學(xué)校及有關(guān)教育工作者應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，適應(yīng)新形勢(shì)，做好化學(xué)教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)的融合，運(yùn)用多種教學(xué)方法，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的實(shí)現(xiàn)

在初中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的統(tǒng)籌安排，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，在必要時(shí)，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。但是，初中化學(xué)相當(dāng)于初級(jí)化學(xué)，主要是定性實(shí)驗(yàn)，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)為主，讓學(xué)生掌握一些實(shí)驗(yàn)的操作步驟和儀器的規(guī)范使用方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的基本能力和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)多以定量實(shí)驗(yàn)為主，但在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，定量實(shí)驗(yàn)所占比例較小，教師可以輔助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)一些先進(jìn)的電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理，將獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果，以表格或圖像的形式呈現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。把數(shù)字化實(shí)驗(yàn)引入初中化學(xué)課堂中，教師不能急于求成，要了解這是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。在初中化學(xué)中也存在著許多探究性實(shí)驗(yàn)，引入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，更新實(shí)驗(yàn)方法。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化教學(xué)難點(diǎn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí)，尤其是化學(xué)概念抽象、化學(xué)原理，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了許多實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生在教學(xué)中突破難點(diǎn)。以此為基礎(chǔ)，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，可以直觀地演示，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，學(xué)生再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將更容易認(rèn)識(shí)化學(xué)原理，更快地達(dá)到突破教學(xué)難點(diǎn)的目的。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)通過(guò)各種表現(xiàn)方法，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和輸出圖像，展現(xiàn)出內(nèi)在的、重要的、本質(zhì)的東西。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)從器材到實(shí)驗(yàn)再到呈現(xiàn)形式，與傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一種全新的實(shí)驗(yàn)形式，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以即時(shí)獲得動(dòng)態(tài)信息，形成一個(gè)強(qiáng)烈的感官認(rèn)知，為進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí)提供了基礎(chǔ)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效提高課堂效率。比如，酸堿中和反應(yīng)，教科書(shū)上的實(shí)驗(yàn)是用酸堿指示劑的變色證明酸與堿發(fā)生反應(yīng)，學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)很感興趣，就像魔法一樣會(huì)變色。我在學(xué)生學(xué)習(xí)?pH之后再做一次實(shí)驗(yàn)，首先使用?pH試紙，然后使用?pH傳感器。在一系列的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生也獲得了感性認(rèn)識(shí)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步加深了對(duì)酸堿中和反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，為研究復(fù)分解反應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。

三、逐步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)互動(dòng)探究

在初中化學(xué)教學(xué)中引入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，不可操之過(guò)急。首先，要以教師示范為主，學(xué)生初次接觸數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，對(duì)數(shù)字實(shí)驗(yàn)的目的和操作方法都比較模糊，因此，教師應(yīng)在開(kāi)始前先做示范，后再讓學(xué)生模仿老師的操作。其次，要以教師引導(dǎo)學(xué)生為主。經(jīng)過(guò)前一階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)數(shù)字實(shí)驗(yàn)的操作已經(jīng)有了一點(diǎn)基礎(chǔ)，因此，教師可以慢慢放手，引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)。但是學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)仍有一定的難度，此時(shí)教師可以讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作的方式合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。老師能適時(shí)給予指導(dǎo)，及時(shí)解決學(xué)生的困惑。課下，學(xué)生還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思。讓學(xué)生能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，老師根據(jù)教學(xué)材料給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)題目，小組成員可選擇合適的實(shí)驗(yàn)主題，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。這一階段是完全由小組成員共同完成的，老師不會(huì)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。第三階段通過(guò)前兩個(gè)階段的積累，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，使其在實(shí)驗(yàn)中逐步優(yōu)化自己的實(shí)驗(yàn)方案。完成之后教師和學(xué)生要進(jìn)行總結(jié)反思，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行糾正，幫助學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。完成實(shí)驗(yàn)后，成員可根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論提出實(shí)驗(yàn)題目，以便于進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究。

四、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合有助于學(xué)生思維的拓展

實(shí)驗(yàn)中教師在對(duì)酒精燈火焰各個(gè)部位進(jìn)行不同溫度試驗(yàn)時(shí)，通常將一段火柴梗放入火焰中，讓學(xué)生觀察火柴梗炭化的速度，比較不同部位的火焰溫度。但是這個(gè)實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)并不明顯，所以很難下結(jié)論，若用數(shù)字儀器進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，則酒精燈各層火焰的溫度以表格的形式以圖表的形式給出。從表格中觀察數(shù)據(jù)，學(xué)生能比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，試驗(yàn)數(shù)據(jù)比用肉眼觀測(cè)到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更清楚、更精確，產(chǎn)生較大誤差的可能性更小。把傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，不僅可以看到比較形象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可以看到精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為支撐，進(jìn)一步體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)和精確性。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有利于學(xué)生進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而在一定程度上促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的提高。

結(jié)束語(yǔ)：初中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)初中化學(xué)教學(xué)有一定的促進(jìn)作用，既能鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)認(rèn)知能力，又能讓學(xué)生喜歡這種教學(xué)方式。要重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題分析、實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)等方面的能力，通過(guò)改進(jìn)教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生形成良好的化學(xué)操作行為習(xí)慣，樹(shù)立正確的態(tài)度觀念，真正實(shí)現(xiàn)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化。

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[3]楊銀分.初中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略探討[J].新課程研究，2019（21）