关于在高中化学中展开学生数字化实验的研究

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高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析【摘要】本文探讨了在高中化学教学中数字化实验的应用分析。

在首先介绍了背景,指出数字化实验在教育领域的重要性。

其次解释了数字化实验的概念和本文的目的。

在详细分析了数字化实验在高中化学教学中的应用、优势,以及面临的挑战和解决方案。

同时也探讨了数字化实验对学生的影响和未来发展趋势。

在总结了数字化实验在高中化学教学中的价值,展望了数字化实验的未来发展,并对全文进行了整体总结。

通过本文的分析,可以看出数字化实验在高中化学教学中具有重要意义,有望在未来得到更广泛的应用和推广。

【关键词】高中化学教学、数字化实验、应用分析、优势、挑战、解决方案、学生影响、价值、未来发展、展望、总结。

1. 引言1.1 背景介绍传统的化学实验往往需要大量的试剂和设备,而且存在安全隐患和操作难度较大的问题。

数字化实验技术的应用可以有效地解决这些问题,让学生能够在虚拟实验室中进行实验操作,不仅提高了实验操作的安全性,还可以帮助学生更好地理解化学原理和实验过程。

本文旨在探讨数字化实验在高中化学教学中的应用情况及其优势、挑战和解决方案,分析数字化实验对学生的影响,同时对数字化实验未来的发展趋势进行展望。

通过对这些内容的探讨,可以更好地认识数字化实验在高中化学教学中的重要性和作用,为教育改革和教学实践提供参考和建议。

1.2 数字化实验的概念数字化实验是指利用计算机技术和虚拟实验平台,通过模拟实验装置和反应过程,展示实验现象、执行实验操作,并生成实验数据和结果的一种教学方式。

数字化实验不同于传统实验室中的真实实验,它通过虚拟的方式呈现实验内容,学生可以在计算机上进行实验操作、观察实验结果,并进行数据分析和实验总结。

数字化实验的目的在于提供一个安全、便捷、高效、可重复的实验环境,让学生通过模拟实验掌握化学知识和实验技能,培养解决问题的能力和创新思维。

数字化实验在高中化学教学中起到了重要的作用,不仅可以弥补传统实验条件受限、安全风险高和耗费资源的缺点,还能提高学生对实验的兴趣、积极性和参与度。

数字化教学资源在高中化学教学中应用实验研究的开题报告

数字化教学资源在高中化学教学中应用实验研究的开题报告

数字化教学资源在高中化学教学中应用实验研究的开题报告一、研究背景及意义随着数字化教育技术的不断发展与普及,数字化教学资源已成为高中教育中的重要组成部分。

数字化教学资源具有信息丰富、图片直观、交互性强等特点,特别是在高中化学教学中,数字化教学资源的应用可以大大拓展学生的实验思路,丰富实验活动内容,提高学习兴趣,增强实验教学效果,从而更好地满足学生对实验教学的学习需求。

传统的高中化学实验教学中存在诸多的问题,如实验设备、材料和药品等的安全问题,实验时间的限制和部分学生缺乏实验机会等。

而数字化教学资源的普遍推广能有效地解决这些问题,并为学生带来高效、安全、便利、多样化的化学实验体验。

基于这样的背景,本论文拟以数字化教学资源在高中化学教学中的应用探究为主要研究内容,旨在为高中化学实验教学提供一种新的解决思路,探索数字化教学资源在高中化学教学中实践及应用效果,为数字化教学资源在高中化学教学中的有效应用提供理论和实践参考。

二、研究目的1、探究数字化教学资源在高中化学教学中的应用现状和问题。

2、分析数字化教学资源在高中化学教学中的价值和作用。

3、探索数字化教学资源在高中化学教学过程中的应用方法和策略。

4、验证数字化教学资源在高中化学教学中的有效性和实用性。

三、研究内容及方法1、数字化教学资源在高中化学教学中的应用现状和问题调查研究。

通过对高中化学教师、学生和家长的问卷调查,以及实地观察、案例研究等多种调查手段,全面深入地探究数字化教学资源在高中化学教学中的应用现状和问题。

2、分析数字化教学资源在高中化学教学中的价值和作用。

通过对与数字化教学资源相关文献的梳理和分析,深入探讨数字化教学资源在高中化学教学中的价值和作用,并结合实际案例进行验证。

3、探索数字化教学资源在高中化学教学过程中的应用方法与策略。

根据数字化教学资源在高中化学教学中的实践经验,总结数字化教学资源在高中化学教学过程中的应用方法和策略,并进一步完善。

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析
数字化实验是指利用数字技术与计算机软硬件相结合,对化学实验进行模拟和仿真,
以达到提高教学效果的方法。

数字化实验在高中化学教学中的应用,可以有效地提高学生
的实验操作能力和理论知识水平,同时也能够减少实验成本,提高实验安全性。

首先,数字化实验能够提高学生的实验操作能力。

在数字化实验中,学生能够借助计
算机的帮助来完成实验,操作过程更加简单、直观,避免了实验中一些容易出现的误操作。

同时,数字化实验的实验数据能够在较短时间内自动分析,学生能够更好地掌握实验过程
中的关键环节,更好地理解化学实验原理。

其次,数字化实验能够提高学生的理论知识水平。

数字化实验中,学生能够在自主探
索和实验中体会化学现象,更好地掌握化学实验的基本概念和规律。

在数字化实验中,学
生能够通过控制不同的变量,了解不同实验条件下的反应结果,增强学生对化学反应的认
识和理解。

除此之外,数字化实验还能够减少实验成本并提高实验安全性。

高中化学实验涉及到
大量有毒有害的化学品,而数字化实验的实验材料无需购买原材料,节省了大量实验成本。

数字化实验还可以利用虚拟实验室来模拟燃烧、爆炸等危险情况,学生能够在安全的环境
下体验危险操作,更好地掌握实验安全技能。

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析
随着科技的不断发展,数字化实验在教育领域的应用也越来越广泛。

高中化学教学中数字化实验的应用不仅可以提高教学效果,增强学生的学习兴趣,还有助于培养学生的实验操作能力和解决问题的能力。

本文将从实验内容的数字化、实验数据的采集与分析以及实验过程的模拟三个方面进行分析。

数字化实验可以丰富化学教学的内容。

传统的化学实验由于条件限制或安全问题,往往只能在实验室中进行。

而数字化实验可以通过模拟现实实验的过程和结果,让学生在任何时间、任何地点都能进行实验的学习。

在溶液稀释实验中,可以通过数字化实验软件模拟不同浓度的溶液的配制过程和结果,让学生了解不同溶液浓度的变化规律。

这样一来,学生在课堂上就能够亲自参与实验,体验实验的乐趣。

数字化实验可以方便实验数据的采集与分析。

在传统实验中,学生需要手动记录实验结果,并进行数据计算和分析。

这样不仅浪费了时间,而且容易出现人为误差。

而数字化实验可以自动采集实验数据,并进行实时分析。

在酸碱中和实验中,学生可以通过数字化实验软件自动记录酸碱滴定过程中的pH值变化。

这样不仅减少了人为误差,而且可以将实验结果直观地呈现给学生。

数字化实验可以模拟实验过程,帮助学生理解化学原理。

有些化学实验过程中存在一些难以观察到的现象或者是难以进行的实验操作,这就给学生的理解和学习造成了困扰。

而通过数字化实验,教师可以向学生展示这些难以观察的现象,或者是演示难以进行的实验操作。

在氧化还原实验中,学生可以通过软件模拟观察电池的工作原理和电流的变化规律,从而更好地理解氧化还原反应的原理。

数字化实验在高中化学教学中的实践研究

数字化实验在高中化学教学中的实践研究

数字化实验在高中化学教学中的实践研究浙江省元济高级中学(314300) 林珍珍[摘 要]数字化实验在高中化学教学中发挥着至关重要的作用。

文章以提升学生核心素养为目标,经由“融合技术→改进装置→演绎数据→推理证据→认识本质”教学路径,从改进教材实验、解决教学疑难、探讨异常现象三个方面进行基于数字化实验的实验创新实践研究,提供数字化实验探究范例。

[关键词]数字化实验;高中化学;教学路径[中图分类号] G 633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2024)05-0077-05[基金项目]本文系浙江省教育信息化研究2022年度课题“‘技术融合’:新教材背景下基于数字实验的化学教学研究”(2022ETD14)的阶段性研究成果。

数字化实验是数字化技术与现代教育相结合的产物,是一种由传感器将检测的实验数据经数据线和数据采集器传送至计算机,再由计算机相关软件进行数据和图形分析、处理,得到实验结果的现代化实验手段。

数字化实验具有定量化和可视化特点,可作为认知工具帮助学生克服化学概念学习中的认知难点,使他们在现有认知水平上科学感知并有效建构抽象化概念。

人教版高中化学教材中的实验和习题都有数字化实验应用的相关举例,新高考考题中频繁出现以数字化实验研究为背景的曲线分析、数据处理的题目,新课标也要求注重发挥现代信息技术的作用,积极探索现代信息技术与化学实验的深度融合,合理运用计算机模拟实验[1]。

然而在实际教学中,由于设备不足、技术不到位、思想上不重视等原因,数字化实验的开展收效甚微。

基于以上分析,并通过对数字化实验应用于具体教学案例的深入研究,笔者探索出了以提升学生核心素养为目标的“融合技术→改进装置→演绎数据→推理证据→认识本质”教学路径(如图1),从改进教材实验、解决教学疑难、探讨异常现象三个方面进行基于数字化实验的实验创新实践研究。

下面是具体的数字化实验教学范例。

图1 教学路径示意图一、改进教材实验利用数字化实验改进教材中的传统实验,可实现探究实验的智能化。

浅谈数字化实验在高中化学教学中的应用

浅谈数字化实验在高中化学教学中的应用

浅谈数字化实验在高中化学教学中的应用发布时间:2021-07-15T10:19:39.770Z 来源:《教学与研究》2021年8期作者:吴俊[导读] 随着信息化时代的到来,数字化的教学模式应运而生吴俊江苏省常州市溧阳市南渡高级中学江苏省溧阳市213300摘要:随着信息化时代的到来,数字化的教学模式应运而生。

以化学这门学科为代表,数字化实验教学受到极大的关注。

数字化实验主要以计算机作为载体,是基于精密仪器与科学步骤之上的一种新型实验方式,这种实验方法在高中化学实验当中的有效利用,不仅有利于改变教师的传统思维,而且能够极大地弥补传统实验的缺陷与不足,确保着实验数据的准确性与精密性,有利于促进教学活动更好地开展。

本文从将数字化实验运用到高中化学教学活动的优势分析入手,给出了具体举措。

关键词:数字化实验;高中化学;应用措施化学来源于实验,也要得到实验的检验。

因此,在高中课堂中开展科学合理的化学实验是提升教学水平的重要举措。

但是传统的化学实验主要是指导学生学习运用各种实验器材,并根据实验步骤依次进行操作,这种实验方式受到的制约因素较多,已经无法适应现代化高中化学实验的实际需求。

数字化实验教学是在传统实验原理的基础上,利用高新技术优化实验方法及流程的全新教学方法,给学生营造更为先进的学习环境,能够让学生们对相关知识有更加深刻的理解,促进教师教学效率的提升。

一、将数字化实验运用到高中化学活动开展过程中的优势数字化实验又被称为手持技术,是一种可在掌中使用操作的技术。

它以研究者的真实体验为基础,依托计算机、传感器、数据采集器与系统软件等新型实验设备作为实验载体,将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,相比于传统实验更加安全,既支持了信息技术与化学的全面整合,又有助于弥补和完善传统实验的不足。

其次,将数字化实验运用到高中化学实验中,打破了时间、地点的限制,学生可以进行自行操作,分析它的原理。

也可以对整个过程进行反复探究,加深他们对实验的理解,提高学习水平。

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析随着信息技术的不断发展和普及,数字化教学已经成为现代教育的重要组成部分。

在高中化学教学中,数字化实验成为了一种新的教学手段,它使得实验操作更加安全、便捷,同时能够更好地激发学生的学习兴趣和提高他们的实验技能。

本文将从教学现状、数字化实验的优势、具体应用和发展趋势等方面对高中化学教学中数字化实验的应用进行分析。

一、教学现状目前,我国高中化学教学中普遍存在着实验仪器不足、实验操作难度大等问题,而传统的实验教学方式也难以满足学生的学习需求。

一些复杂、危险的实验往往无法在课堂上进行,这给教学带来了很大困难。

我们需要一种新的教学手段来弥补这些不足。

二、数字化实验的优势数字化实验是利用计算机、虚拟仪器和模拟程序等技术手段进行实验操作和观测的一种教学方式。

它具有以下几个优势:1.安全性高:数字化实验不需要使用真实的化学试剂和仪器设备,能够避免一些危险、有毒的物质对学生的伤害。

2.便捷性:学生可以在计算机上进行实验操作,不受时间和地点的限制。

老师也可以在教学中随时演示虚拟实验,提高了实验教学的灵活性和便捷性。

3.激发学生兴趣:数字化实验可以通过多媒体展示实验内容,使得学生更加直观地理解化学原理,从而更容易激发他们的学习兴趣。

4.提高实验技能:通过数字化实验,学生可以反复进行操作,不断调整实验条件,增强实验技能,提高实验操作的准确性和灵活性。

三、具体应用1.虚拟实验模拟:通过使用虚拟实验软件,学生可以在计算机上进行模拟实验操作,如滴定、溶解、加热等。

这种虚拟实验可以很好地模拟真实的实验操作,使得学生可以更加直观地理解实验原理。

2.多媒体教学:教师可以利用多媒体技术展示化学实验视频,让学生在屏幕上观看实验操作,加深对实验过程的理解,同时也能够避免一些危险实验对学生的伤害。

3.实验数据分析:在数字化实验中,学生可以通过虚拟仪器得到实验数据,并且可以通过计算机软件进行数据分析和处理,从而更加直观地了解实验结果。

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析

高中化学教学中数字化实验的应用分析随着科技的不断发展,数字化技术已经在各个领域得到了广泛的应用,而教育领域也不例外。

在高中化学教学中,数字化实验已经成为一种新的教学方式和手段。

数字化实验可以提供更为直观、生动和具体的实验过程和结果,使学生更容易理解和掌握化学实验知识。

本文将对高中化学教学中数字化实验的应用进行分析和探讨。

一、数字化实验在高中化学教学中的应用背景1.现行高中化学教学存在的问题传统的高中化学教学中,实验是非常重要的一环,但由于实验器材的昂贵和实验成本的高昂,导致实验设备不足,实验操作过程单一,实验中学生受到的实践性培养有限。

由于实验操作中涉及到一些危险和有毒物质,学生的安全也成为了一个问题。

2.数字化实验的出现为了解决传统实验教学中存在的问题,数字化实验应运而生。

数字化实验利用现代化的数字化技术,通过模拟实验的方式,让学生通过电子设备和软件仿真实验的整个过程,从而更加直观、生动地了解实验过程和实验结果。

数字化实验的出现,大大丰富了化学教学的方式和手段,受到了学生和教师的喜爱。

2.降低实验的成本和风险传统的化学实验中,由于实验器材的昂贵和实验操作中涉及到一些危险和有毒物质,实验的成本和风险比较高,给学校的实验教学带来了一定的压力。

而数字化实验则可以通过模拟实验的方式,降低实验的成本和风险,既可以减少实验器材的消耗和更新成本,又可以避免学生在实验中受到的安全威胁。

3.提高学生的学习兴趣和动手能力传统的实验教学中,学生往往只是作为观察者参与实验,缺乏实际操作的机会。

而数字化实验则可以让学生通过电子设备和软件直接参与实验的操作和控制,提高学生的学习兴趣和动手能力。

通过数字化实验,学生可以更加主动地参与到实验操作中,从而更好地理解和掌握实验知识。

4.促进教师的教学改革和教学方式翻新传统的实验教学中,教师往往需要花费大量的时间和精力来准备实验材料和实验过程,以及对学生进行安全控制和指导。

而数字化实验则可以节约教师的准备时间和精力,减轻教师的教学压力。

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关于在高中化学中展开学生数字化实验的研究上海市浦光中学徐琤雅张玲杨宇翔目前数字化实验已深入到社会生产和生活的各个领域,对数字化实验的核心设备——各种传感器及微电极的研究为我国分析化学领域优先资助的前沿课题。

在中学化学教育中引入数字化实验教学,一方面弥补了传统实验工具的缺陷,使实验的方法更加先进,实验的数据更加准确,实验的步骤更加清晰;另一方面革新了化学实验仪器与方法,拓展了化学实验的内容。

我校有非常有利的硬件条件——专属数字化教学的实验室。

为了有效地利用学校现有资源,为了将数字实验与教学实践更好的结合,通过对几个典型的中学化学实验的研究与改进,将其传统的实验操作方法改进为数字化操作,定位于可广为推广的学生实验,应用于日常教学与学生的研究型学习。

同时对中学化学教学中合理应用数字实验提供一定的教学参考,进一步推进数字实验在教学中的优势发挥应用,从而有效地提高高中化学的教学质量。

本研究在高中化学新教材的教学中积累相关案例,从实践中研究与改进几个典型的中学化学实验,将其传统的实验操作方法改进为数字化实验,应用于日常教学与学生的研究型学习。

对中学化学教学中合理应用数字实验提供一定的教学参考,发挥数字实验在教学中的优势,使之与课堂教学更为合理、紧密地整合。

课题研究内容:(1)研究能广泛适用于高中化学教学的学生数字化实验案例。

(2)研究学生数字化实验方案及其实验报告的设计。

(3)研究比较学生数字化实验与传统学生实验的教学效果。

(4)研究学生数字化实验对高中化学教学的实践价值。

(5)研究学生数字化实验对于提高学生能力的意义。

(6)研究在实践过程中所遇到的问题。

研究结果:(一)能广泛适用于高中化学教学的学生数字化实验案例。

在高中学段化学理论体系中,理论上有不少可用数字化实验实现的实验。

此外,将若干传感器很好的组合,更可实现大型的、户外或与实际生活相关的学生探究性实验,比如水质测定、饮料成分测定、碘盐中含碘量的测定等等。

(二)学生数字化实验方案及其实验报告的设计。

在传统实验方案及实验报告的基础上,突出对于实验数据的研究与分析,强化学生对于实验结果数形结合认知、分析、归纳、总结的能力,相对简化具体的实验操作步骤,偏重学生对实验方案的自行设计,在实验中渗透学生主观能动设计实验的能力。

初步拟定实验方案及实验报告有以下几个部分组成:实验探究目的、实验设计依据原理、实验器材及药品选用、实验操作步骤、实验结果输出、实验数据分析、实验误差讨论等。

在此,笔者选取呈现一个案例。

(三)比较学生数字化实验与传统学生实验的教学效果。

传统实验教学效果显著,但数字化实验作为与传统实验相辅相成的教学手段,更具有不可比拟的优越性。

数字化手段可以极大地扩展实验的可视性和可重复性。

在采集数据的环节上,计算机和传感器等数字手段的介入可以更快更准确地得到实验数据,从而节省宝贵的教学时间,把更多的时间用于学生讨论问题、解决问题上,让学生在课堂上产生更多的兴趣点,提升学习的主动性,加强学习能力的培养。

例如,电导率,中学化学教材中一般不出现这个概念,在研究强弱电解质时,传统实验仅限于用小电珠光亮程度来检验溶液的导电能力,操作繁琐且现象欠佳,若借用数字实验的图像呈现,用数字说话的形式,让学生直观地体会出溶液中离子“量”的问题,若干条简单的工作曲线就能比较直观地说明此较为抽象的知识点即溶液的导电能力与离子浓度有关。

因此,在一年的课题研究过程中小组成员累积类似案例,研究比较学生数字化实验与传统学生实验的教学效果,以实现数字化实验在传统实验基础上的突破、数字化实验对传统实验的进一步延伸、数字化实验与传统化学实验的整合。

在此,笔者选取两个案例加以详细说明。

案例分析:《催化剂间的竞争》作为一节拓展性课,教师指导学生围绕“催化剂”的概念,设计实验方案,验证假设,经过多次实验探究,学生成功地发现了双氧水分解的新催化剂——KI、Fe O,进而又发现新问题:为什么作为双氧水分解的催化剂23均含有氧元素?是否因为反应过程中它们所含氧元素转化为氧气?通过多次实验比较,学生得出更多可以用来促进双氧水分解的催化剂。

整堂课的反复重复双氧水分解的实验,不同之处就在于所添加的试剂不同。

按照传统实验的做法,在不同的试管中加入适量的同浓度的双氧水,然后分别加入不同的催化剂,观察气泡产生的速率,判断催化剂效率的高低,总结记录实验结果。

引入数字实验教学,基本步骤相同,但是对于不同催化剂的效率不再是根据学生主观视觉判断,而是根据气泡产生的同时在试管内会造成一系列压强,连接的气压传感器可以感受到这些细微压强的变化,在个人电脑的屏幕上以P-t的图形出现。

比较这两种教学实验的效果,统实验对于学生的动手能力更有帮助,在通过对于实验现象本身的观察中,找出效率较高的催化剂,但是往往靠个人感官的判断有时难以得到精确的结果,再加上由于学生主观判断的差异性、不同催化剂催化效果前后靠肉眼观察对比并不明显,最后可能无法实现最初设定的教学目标。

而使用数字实验教学,则可以更好地提高学生对于实验结果的精确把握,数字传感器可以感受到压强的细微变化,从而提高了学生分析数据,解析图形的能力。

案例分析:此案例属于研究性课程。

研究性学习是一门课程,没有一定的模式,是在教师的指导下,由学生自己选择和确定研究的课题或项目的设计,自己收集、选择、分析信息资料,应用知识去解决实际问题的一种课程。

它的学习内容极具综合性和开放性,因为对于一个实际问题,学生必须运用多个知识解决。

比如此案例中验证醋酸是弱电解质的实验方案理论上不下十种,学生可以从电离平衡、盐类水解、化学反应速率等角度验证了醋酸是弱电解质这一观点,如果完全依靠传统实验,某些实验根本无法实现,而且在短时间内也无法实现所有推论的验证,这样留给学生思考问题从而解决问题的时间就所剩无多了。

据数字化实验与传统实验比较,由于学生在数据处理上的时间大大缩短,这就给学生创造了多余空间,使他们在探索研究的投入的时间与精力都上大幅度增加,而这正是符合二期课改研究性课程理念的。

图一数字化实验与传统实验的比较图但在整个研究性学习过程中,我们并没有完全依赖于数字化实验,而是采用了传统实验与数字化实验相结合的方法。

传统实验经过多年的实践,也有其必然存在的经典价值,有些实验使用数字化手段反而化简为繁,比较同pH值醋酸与盐酸的浓度、测定已知浓度醋酸的pH值、比较同浓度醋酸与盐酸溶液的pH值、比较醋酸盐与盐酸盐的pH值等等这几种方案使用传统实验器材比如pH试纸、pH计甚至是酸碱指示剂即可快捷地得出结论,使用数字化实验反而华而不实、欲速则不达。

但凡涉及到定量线形变化或电导率的实验,比如比较同浓度醋酸与盐酸的电导率、比较同浓度醋酸、盐酸分别与镁条反应的起始速率、等量水稀释对醋酸与盐酸pH值的影响、等量水稀释对醋酸与盐酸电导率的影响、用同浓度氢氧化钠分别中和等浓度等体积盐酸与醋酸的滴定曲线、醋酸盐对醋酸电离的影响、温度对醋酸电离的影响等等这些写实验方案我们就不得不借助于数字化实验。

ﻩ图二同浓度盐酸、醋酸分别与镁条反应的起始速率图三同浓度同体积盐酸和醋酸同倍稀释后电导率变化曲线图四同浓度氢氧化钠分别中和等浓度等体积盐酸、醋酸的滴定曲线综上所述,因此数字化实验只是互补于传统实验的一种手段,我们应将两者很好的整合,通过将近一年具体操作实践过程中的积累,小组成员就数字化实验与传统学生实验的教学比较结果如下:(四)学生数字化实验对高中化学教学的实践价值。

在高中化学教学中开展学生数字化实验必将对传统的教学理念、教学手段、教学模式带来很大的冲击与革新。

教学理念:学生数字化实验的引入凸显二期课改的教学理念——以学生为本,学生自助设计、操作实验的机会多了,注重学生为主体的实践过程,培养学生创新思维、发现问题、提出问题和解决问题以及搜集处理数据等各方面的能力,改变传统教学忽视科学探究过程只求死记硬背的学习方式,在学生切身体会科学探究的过程中,让其体会到学习的乐趣以及对科学探究的精神的领悟,增强科学方法意识,更可实现学科内以及学科间的整合,甚至是与实际社会生活的融和。

教学手段:数字实验的出现,也随之带来教学手段的革新,更有了多的教学手段的组合,比如数字实验、传统实验整合教学;单一的数字实验演示教学;学生数字实验教学,包括学生改进、自行设计实验等等。

教学模式:新的教学途径的介入,必将引发更多教学模式的产生,比如以“实验的数形”作为引入,整堂课以“学生讨论、分析、深入、总结”的模式;比如由传统实验和数字实验的共同辅佐,以“比较法”渗入教学,进一步强化知识点的掌握;比如实验探索模式,某些课题有了数字实验的介入,可以使探究的过程更加完整,毕竟数字实验在某些层面还有着拾漏补缺的作用,学习的完整性得以很好的体现。

在此,笔者选取两个案例加以说明。

案例分析:在该案例中,数字化实验与传统实验在三方面有比较明显的区别。

第一,从实验器材角度,传统实验前期准备较数字实验略显繁琐。

图五固体表面积对化学反应速率的影响数字化实验装第二,在实验具体操作上,传统实验耗时较长,易出现实验失败现象。

传统实验通过人工采集几个特殊时间点产生的气体体积数据,由于时间与目测针筒显示气体体积这一环节需要较为精密的配合,很容易出现失误。

此外,药品的取量也个非常关键的问题,倘若药品取少了,针筒内气体体积前后变化不明显,不利于观察记录,而药品取多了又可能造成起始阶段变化过于迅速,在选择时间点上难以掌握或者说容易错失最佳数据的采集点。

而数字实验的这一环节全由电脑掌控,数据采集器不仅能采集某个时间段的实验数据,更可精确到0.1秒乃至更为精细的时间单位,这样所采集的数据较为全面,更为客观科学,整个实验变化过程中,学生的注意重心更多的是放在由电脑屏幕呈现出的P-t曲线变化,而不是忙于记录各种数据,数字实验更可反复多次,最终得到最为理想的实验数据。

第三,实验数据的记录输出方式的不同对于学生观察现象、考虑问题的角度、研究问题的方式方法以及最后对整个知识点的掌握均产生不同的影响。

传统实验以表格形式呈现:t(s) 10 20 30 40CO)V(2学生从该表中了解某一时间点的化学反应速率,通过计算求得平均反应速率,但由于给定的时间点并不全是采集数据的最佳时间点,再加上具体实验操作过程中出现的失误,最后得出的结论偏差会很明显。

数字实验以电脑输出图表形式呈现:通过这张图表,学生能更为直观的了解整个反应过程中产生气体图六固体表面积对化学反应速率的影响数字的快慢程度,对化学反应速率这一概念有更为直观的了解。

再有在实际考试中,学生对带有图像的题目总有些许“望而生畏”的感觉,如该知识点就曾以图像形式成为一经典考题,具体考题如下:将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物消耗的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示。

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