2022年關(guān)于在高中化學(xué)中展開學(xué)生數(shù)字化實驗的研究高中知識2

1、關(guān)于在高中化學(xué)中展開學(xué)生數(shù)字化實驗的研究目前數(shù)字化實驗已深入到社會生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域,對數(shù)字化實驗的核心設(shè)備各種傳感器及微電極的研究為我國分析化學(xué)領(lǐng)域優(yōu)先資助的前沿課題?在中學(xué)化學(xué)教育中引入數(shù)字化實驗教學(xué),一方面彌補了傳統(tǒng)實驗工具的缺陷,使實驗的方法更加先進 ,實驗的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確 ,實驗的步驟更加清晰 ;另一方面革新了化學(xué)實驗儀器與方法 ,拓展了化學(xué)實驗的內(nèi)容 ?我校有非常有利的硬件條件專屬數(shù)字化教學(xué)的實驗室?為了有效地利用學(xué)?，F(xiàn)有資源 ,為了將數(shù)字實驗與教學(xué)實踐更好的結(jié)合,通過對幾個典型的中學(xué)化學(xué)實驗的研究與改進 ,將其傳統(tǒng)的實驗操作方法改進為數(shù)字化操作,定位于可廣為推廣的學(xué)生實驗 ,應(yīng)用

2、于日常教學(xué)與學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)?同時對中學(xué)化學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用數(shù)字實驗提供一定的教學(xué)參考, 進一步推進數(shù)字實驗在教學(xué)中的優(yōu)勢發(fā)揮應(yīng)用, 從而有效地提高高中化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量?本研究在高中化學(xué)新教材的教學(xué)中積累相關(guān)案例,從實踐中研究與改進幾個典型的中學(xué)化學(xué)實驗 ,將其傳統(tǒng)的實驗操作方法改進為數(shù)字化實驗,應(yīng)用于日常教學(xué)與學(xué)生的研究型學(xué)習(xí) ?對中學(xué)化學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用數(shù)字實驗提供一定的教學(xué)參考,發(fā)揮數(shù)字實驗在教學(xué)中的優(yōu)勢,使之與課堂教學(xué)更為合理 ?緊密地整合 ?課題研究內(nèi)容 : （1）研究能廣泛適用于高中化學(xué)教學(xué)的學(xué)生數(shù)字化實驗案例?（2）研究學(xué)生數(shù)字化實驗方案及其實驗報告的設(shè)計?（3）研究比較學(xué)生數(shù)字化實驗

3、與傳統(tǒng)學(xué)生實驗的教學(xué)效果?（4）研究學(xué)生數(shù)字化實驗對高中化學(xué)教學(xué)的實踐價值?（5）研究學(xué)生數(shù)字化實驗對于提高學(xué)生能力的意義?（6）研究在實踐過程中所遇到的問題?研究結(jié)果 : (一)能廣泛適用于高中化學(xué)教學(xué)的學(xué)生數(shù)字化實驗案例?在高中學(xué)段化學(xué)理論體系中, 理論上有不少可用數(shù)字化實驗實現(xiàn)的實驗?數(shù)字化實驗案例相關(guān)化學(xué)理論傳感器1. 溶質(zhì)在溶解過程中的能量變化現(xiàn)象化學(xué)變化中的能量變化溫度傳感器2. 中和反應(yīng)中的熱效應(yīng)溫度傳感器3. 溶液酸堿度測定電解質(zhì)溶液 ?強弱電解質(zhì) ?鹽類水解ph傳感器4. 各種溶液導(dǎo)電性的測定電導(dǎo)率傳感器5. 強弱電解質(zhì)的鑒別ph傳感器 ?電導(dǎo)率傳感器精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p

4、d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -6. 酸堿中和滴定ph傳感器 ?滴數(shù)傳感器7. 溫度對弱電解質(zhì)電離的影響ph傳感器 ?溫度傳感器8. 活潑金屬與酸反應(yīng)的速率化學(xué)反應(yīng)速率 ?化學(xué)平衡理論氣壓傳感器9. 固體表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響氣壓傳感器此外, 將若干傳感器很好的組合 , 更可實現(xiàn)大型的 ?戶外或與實際生活相關(guān)的學(xué)生探究性實驗 , 比如水質(zhì)測定 ?飲料成分測定 ?碘鹽中含碘量的測定等等 ?( 二) 學(xué)生數(shù)字化實驗方案及其實驗報告的設(shè)計?在傳統(tǒng)實驗方案及實驗報告的基礎(chǔ)上, 突出對于實驗數(shù)據(jù)的研究與分析,

5、 強化學(xué)生對于實驗結(jié)果數(shù)形結(jié)合認(rèn)知?分析?歸納?總結(jié)的能力 , 相對簡化具體的實驗操作步驟 , 偏重學(xué)生對實驗方案的自行設(shè)計, 在實驗中滲透學(xué)生主觀能動設(shè)計實驗的能力 ?初步擬定實驗方案及實驗報告有以下幾個部分組成: 實驗探究目的 ?實驗設(shè)計依據(jù)原理 ?實驗器材及藥品選用 ?實驗操作步驟 ?實驗結(jié)果輸出 ?實驗數(shù)據(jù)分析 ?實驗誤差討論等 ?在此,筆者選取呈現(xiàn)一個案例 ?濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗原理 : 除參加反應(yīng)各物質(zhì)本身化學(xué)性質(zhì)以外,還有許多因素均可能會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生一定影響 ,這些因素包括反應(yīng)物的濃度?物理條件例如反應(yīng)物表面面積?溫度?催化劑的存在與否 ?壓力(如果反應(yīng)包含氣體 )

6、?以及光等等 ?化學(xué)反應(yīng)速率可以通過研究單位時間內(nèi)產(chǎn)物或反應(yīng)物的數(shù)量(或濃度 )的改變率來檢測 ?在這個實驗中 , 2co 是其中一個形成的產(chǎn)物 ?通過使用氣體壓力傳感器, 這個反應(yīng)的變化率可以由在一個附上的反應(yīng)容器的壓力的增加被測試?通過改變反應(yīng)物的濃度 , 我們可以研究濃度對反應(yīng)速率的效應(yīng)?實驗?zāi)康?: 一?使用計算機來測量來自反應(yīng)物形成的氣體壓力的變化二?研究反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -實驗儀器及藥品 : 計算機 ?氣體壓力傳感器及專用試管?5

7、0ml量筒?0.5mol/l鹽酸?0.25mol/l鹽酸實驗步驟 : 一?使用沙皮紙將鎂帶表面的氧化膜去除,取等長約 2 厘米長的鎂帶 ,分別裝入兩支干燥的專用試管中 ?二?用兩只 10ml量筒分別量取 5ml0.5mol/l鹽酸及 5ml0.25mol/l鹽酸,放在一旁備用 ?三?預(yù)備氣體壓力傳感器來采集數(shù)據(jù),將開始采集的條件定為壓力在104kpa 以上?四?將 5ml0.5mol/l鹽酸倒入一支裝有鎂條的專用試管,開始采集數(shù)據(jù) ?五?重覆步驟四 ,這次使用 0.25mol/l鹽酸?實驗數(shù)據(jù)(以圖表形式輸出 ) 問題與討論一?描述你的圖表中出現(xiàn)的兩條曲線?評論兩條曲線的形狀 ?二?在反應(yīng)的速

8、率上 ,你可以總結(jié)關(guān)于反應(yīng)物濃度的效果嗎? 三?在這反應(yīng)中哪一種反應(yīng)物是過量的,是鎂還是鹽酸 ? 請解釋原因 ?知識擴展請在你的圖標(biāo)中大略地描繪出0.5mol/l的硫酸與鎂條的反應(yīng)曲線?( 三) 比較學(xué)生數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)學(xué)生實驗的教學(xué)效果?傳統(tǒng)實驗教學(xué)效果顯著 ,但數(shù)字化實驗作為與傳統(tǒng)實驗相輔相成的教學(xué)手段,更具有不可比擬的優(yōu)越性 ?數(shù)字化手段可以極大地擴展實驗的可視性和可重復(fù)性?在采集數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)上 ,計算機和傳感器等數(shù)字手段的介入可以更快更準(zhǔn)確地得到實驗數(shù)據(jù) ,從而節(jié)省寶貴的教學(xué)時間 ,把更多的時間用于學(xué)生討論問題?解決問題上,讓學(xué)生在課堂上產(chǎn)生更多的興趣點,提升學(xué)習(xí)的主動性 ,加強學(xué)習(xí)能力

9、的培養(yǎng) ?例如,電導(dǎo)率 ,中學(xué)化學(xué)教材中一般不出現(xiàn)這個概念,在研究強弱電解質(zhì)時 ,傳統(tǒng)實驗僅限于用小電珠光亮程度來檢驗溶液的導(dǎo)電能力,操作繁瑣且現(xiàn)象欠佳 ,若借用精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -數(shù)字實驗的圖像呈現(xiàn) ,用數(shù)字說話的形式 ,讓學(xué)生直觀地體會出溶液中離子“量”的問題 ,若干條簡單的工作曲線就能比較直觀地說明此較為抽象的知識點即溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度有關(guān)?因此,在一年的課題研究過程中小組成員累積類似案例,研究比較學(xué)生數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)學(xué)生實驗的教學(xué)效果,以實現(xiàn)數(shù)字化實驗在

10、傳統(tǒng)實驗基礎(chǔ)上的突破 ?數(shù)字化實驗對傳統(tǒng)實驗的進一步延伸?數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)化學(xué)實驗的整合 ?在此,筆者選取兩個案例加以詳細(xì)說明?案例一 :催化劑間的競爭 (拓展型課程 ) 傳統(tǒng)實驗數(shù)字化實驗實驗?zāi)康奶骄侩p氧水分解催化劑的效果實驗原理給定質(zhì)量的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的時間是通過反應(yīng)速率來描述的?許多因素可能影響這個速率?這些可能包括反應(yīng)物的濃度?物理條件例如反應(yīng)物表面面積 ?溫度?催化劑的存在與否 ?壓力(如果反應(yīng)包含氣體)?以及光等等 ?反應(yīng)速率可以通過研究產(chǎn)物或反應(yīng)物的數(shù)量(或濃度)的改變率來檢測 ?一個反應(yīng)通常有其相配的催化劑,催化劑能極有效地增加反應(yīng)的速率 ?不同于反應(yīng)劑 ,催化劑在反應(yīng)結(jié)束時

11、不會(作化學(xué)上的) 改變?有一類非常重要的催化劑 ,叫做酵素 ,在生物中有舉足輕重的重要性 ?藥品3%雙氧水 ?二氧化錳固體 ?碘化鉀 ?溴化鉀 ?三氯化鐵 ,胡蘿卜泥等實驗器材試管?膠頭滴管計算機 ?氣體壓力傳感器及專用試管?50ml量筒?移液管實驗操作以雙氧水自然情況下分解為參照,分別在同濃度同體積的雙氧水中加入少量二氧化錳固體 ?碘化鉀 ?溴化鉀?三氯化鐵 ,胡蘿卜泥等 ,觀察氣泡產(chǎn)生情況以雙氧水自然情況下分解為參照,使用氣壓傳感器測定在同濃度同體積的雙氧水中加入少量二氧化錳固體 ?碘化鉀 ?溴化鉀 ?三氯化鐵,胡蘿卜泥等時產(chǎn)生氣體的情況實驗數(shù)據(jù)學(xué)生主觀判斷 ,用“快”或“慢”描述實驗現(xiàn)

12、象以 p-t 圖表形式案例分析 : 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -催化劑間的競爭作為一節(jié)拓展性課, 教師指導(dǎo)學(xué)生圍繞“催化劑”的概念, 設(shè)計實驗方案 , 驗證假設(shè) , 經(jīng)過多次實驗探究 , 學(xué)生成功地發(fā)現(xiàn)了雙氧水分解的新催化劑ki?23fe o , 進而又發(fā)現(xiàn)新問題 : 為什么作為雙氧水分解的催化劑均含有氧元素 ?是否因為反應(yīng)過程中它們所含氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣?通過多次實驗比較, 學(xué)生得出更多可以用來促進雙氧水分解的催化劑?整堂課的反復(fù)重復(fù)雙氧水分解的實驗, 不同之處就在于所添加的

13、試劑不同?按照傳統(tǒng)實驗的做法 , 在不同的試管中加入適量的同濃度的雙氧水, 然后分別加入不同的催化劑 , 觀察氣泡產(chǎn)生的速率 , 判斷催化劑效率的高低 , 總結(jié)記錄實驗結(jié)果?引入數(shù)字實驗教學(xué) , 基本步驟相同 , 但是對于不同催化劑的效率不再是根據(jù)學(xué)生主觀視覺判斷 , 而是根據(jù)氣泡產(chǎn)生的同時在試管內(nèi)會造成一系列壓強, 連接的氣壓傳感器可以感受到這些細(xì)微壓強的變化, 在個人電腦的屏幕上以p-t 的圖形出現(xiàn)?比較這兩種教學(xué)實驗的效果, 統(tǒng)實驗對于學(xué)生的動手能力更有幫助, 在通過對于實驗現(xiàn)象本身的觀察中, 找出效率較高的催化劑 , 但是往往靠個人感官的判斷有時難以得到精確的結(jié)果, 再加上由于學(xué)生主觀

14、判斷的差異性?不同催化劑催化效果前后靠肉眼觀察對比并不明顯, 最后可能無法實現(xiàn)最初設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)?而使用數(shù)字實驗教學(xué) , 則可以更好地提高學(xué)生對于實驗結(jié)果的精確把握, 數(shù)字傳感器可以感受到壓強的細(xì)微變化, 從而提高了學(xué)生分析數(shù)據(jù) , 解析圖形的能力 ?案例二:探究驗證醋酸是弱電解質(zhì)的實驗方案(研究型課程 ) 三維目標(biāo)知識與技能 : 通過實驗的研究 ,對電離平衡 ?化學(xué)反應(yīng)速率 ?鹽類水解等相關(guān)知識點有進一步的認(rèn)識和鞏固,并能運用于實踐 ?過程與方法 : 一、運用傳統(tǒng)實驗與數(shù)字化實驗手段對同一課題進行較為全面的探究?二、將弱電解質(zhì)醋酸的某些性質(zhì)與強電解質(zhì)鹽酸作比較,揭示強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別 ?三

15、、學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題 ,小組討論 ,設(shè)計試驗方案 ?情感態(tài)度與價值觀 : 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -一?實驗方案設(shè)計 ,學(xué)生多角度思維方式訓(xùn)練?二?學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題 ,提出問題 ,設(shè)計試驗方案 ,并進行實踐操作 ,在提高學(xué)生解決化學(xué)問題能力的同時也鍛煉了動手能力?三?運用數(shù)字化實驗解決實際問題,引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象揭示事物變化本質(zhì)?教學(xué)流程提出問題：如何用實驗驗學(xué)生討論測定已知濃度醋酸的ph值提出問題：0.1/moll的鹽酸與醋酸的ph值分別為多少？強電解質(zhì)鹽酸與弱電解質(zhì)醋酸電離的本

16、質(zhì)區(qū)別測定已知ph值醋酸的濃度比較同ph值醋酸與鹽酸的濃度比較同濃度醋酸與鹽酸的ph值比較同濃度醋酸、鹽酸與鎂條反應(yīng)的起始速率比較醋酸鹽與鹽酸鹽的ph值溫度對醋酸電離的影響比較同電導(dǎo)率醋酸與鹽酸的濃度比較同濃度醋酸與鹽酸的電導(dǎo)率等量水稀釋對醋酸與鹽酸電導(dǎo)率的影響電離平衡的進一步等量水稀釋對醋酸與鹽酸ph值的影響醋酸鹽對醋酸電離的影響鹽酸、 醋酸滴定曲線精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -實驗器材及藥品酸堿度傳感器 ?滴數(shù)傳感器 ?電導(dǎo)率傳感器?氣壓傳感器 ?試管架 ?干燥大試管若干?

17、小試管若干 ?50ml小燒杯 ?500ml大燒杯 ?10ml量筒 ?50ml量筒 ?玻璃棒?表面皿 ?砂紙 ?蒸餾水瓶 ?水槽 ?鑷子 ?ph試紙 ?0.1mol/l鹽酸 ?0.1mol/l醋酸 ?0.05mol/l鹽酸 ?0.05mol/l醋酸 ?酚酞 ?甲基橙 ?醋酸鈉晶體 ?氯化鈉溶液?醋酸鈉溶液 ?鎂條用于探究推論的傳統(tǒng)實驗用于探究推論的數(shù)字化實驗探究驗證推論的具體實驗a.使用ph試紙比較同濃度醋酸與鹽酸溶液的ph值b.用酚酞試劑或ph試紙測定醋酸鹽與鹽酸鹽的酸堿性c.用甲基橙試劑測定醋酸鹽對醋酸電離的影響a.使用氣壓傳感器比較同濃度醋酸?鹽酸分別與鎂條反應(yīng)的起始速率b.使用酸堿度傳感

18、器?滴數(shù)傳感器比較等量水稀釋對醋酸與鹽酸ph值的影響c.使用電導(dǎo)率傳感器?滴數(shù)傳感器比較等量水稀釋對醋酸與鹽酸電導(dǎo)率的影響d.使用溫度傳感器?酸堿度傳感器測定溫度對醋酸電離的影響案例分析 : 此案例屬于研究性課程 ?研究性學(xué)習(xí)是一門課程 ,沒有一定的模式 ,是在教師的指導(dǎo)下 ,由學(xué)生自己選擇和確定研究的課題或項目的設(shè)計,自己收集 ?選擇?分析信息資料 ,應(yīng)用知識去解決實際問題的一種課程?它的學(xué)習(xí)內(nèi)容極具綜合性和開放性,因為對于一個實際問題 ,學(xué)生必須運用多個知識解決?比如此案例中驗證醋酸是弱電解質(zhì)的實驗方案理論上不下十種,學(xué)生可以從電離平衡 ?鹽類水解 ?化學(xué)反應(yīng)速率等角度驗證了醋酸是弱電解質(zhì)

19、這一觀點,如果完全依靠傳統(tǒng)實驗 ,某些實驗根本無法實現(xiàn) ,而且在短時間內(nèi)也無法實現(xiàn)所有推論的驗證,這樣留給學(xué)生思考問題從而解決問題的時間就所剩無多了?據(jù)數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)實驗比較,由于學(xué)生在實驗驗證或推論小結(jié)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -圖一數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)實驗的比較圖圖二同濃度鹽酸、醋酸分別與鎂條反應(yīng)的起始速率數(shù)據(jù)處理上的時間大大縮短,這就給學(xué)生創(chuàng)造了多余空間,使他們在探索研究的投入的時間與精力都上大幅度增加,而這正是符合二期課改研究性課程理念的?但在整個研究性學(xué)習(xí)過程中, 我

20、們并沒有完全依賴于數(shù)字化實驗, 而是采用了傳統(tǒng)實驗與數(shù)字化實驗相結(jié)合的方法?傳統(tǒng)實驗經(jīng)過多年的實踐, 也有其必然存在的經(jīng)典價值, 有些實驗使用數(shù)字化手段反而化簡為繁 , 比較同ph值醋酸與鹽酸的濃度 ?測定已知濃度醋酸的ph值?比較同濃度醋酸與鹽酸溶液的ph值?比較醋酸鹽與鹽酸鹽的ph值等等這幾種方案使用傳統(tǒng)實驗器材比如ph試紙?ph計甚至是酸堿指示劑即可快捷地得出結(jié)論 , 使用數(shù)字化實驗反而華而不實?欲速則不達 ?但凡涉及到定量線形變化或電導(dǎo)率的實驗, 比如比較同濃度醋酸與鹽酸的電導(dǎo)率 ?比較同濃度醋酸 ?鹽酸分別與鎂條反應(yīng)的起始速率?等量水稀釋對醋酸與鹽酸ph值的影響 ?等量水稀釋對醋酸與

21、鹽酸電導(dǎo)率的影響?用同濃度氫氧化鈉分別中和等濃度等體積鹽酸與醋酸的滴定曲線?醋酸鹽對醋酸電離的影響 ?溫度對醋酸電離的影響等等這些寫實驗方案我們就不得不借助于數(shù)字化實驗?精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -圖三同濃度同體積鹽酸和醋酸同倍稀釋后電導(dǎo)率變化曲線圖四同濃度氫氧化鈉分別中和等濃度等體積鹽酸、醋酸的滴定曲線綜上所述 , 因此數(shù)字化實驗只是互補于傳統(tǒng)實驗的一種手段, 我們應(yīng)將兩者很好的整合 , 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - -

22、 第 9 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -通過將近一年具體操作實踐過程中的積累,小組成員就數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)學(xué)生實驗的教學(xué)比較結(jié)果如下: 傳統(tǒng)實驗數(shù)字實驗聯(lián)系傳統(tǒng)實驗和數(shù)字實驗在教學(xué)中是互補的角色,數(shù)字實驗是某些傳統(tǒng)實驗的補充和改進 ,起到的是共同促進課堂教學(xué)的作用?區(qū)別實驗器材上的巨大不同以及實驗課題選材的側(cè)重點實驗器具傳統(tǒng)的實驗器材 ,改進后新穎的實驗器材電腦?數(shù)據(jù)提存器 ?各種可供選擇的傳感器實驗效果經(jīng)典實驗不可替代 ,但其它一些實驗方法陳舊 ?延續(xù)時間長?數(shù)據(jù)處理繁瑣 ?可信度差可以完成原有實驗手段不可能完成的實驗?極大地擴展了實驗的可視性和可重復(fù)性 ,以往肉眼看不見

23、的實驗現(xiàn)象,可以借助數(shù)字視頻技術(shù)在時間和空間上的擴展可以清楚地采集下來反復(fù)觀察 ?在采集數(shù)據(jù)上 ,數(shù)字實驗可以更快更準(zhǔn)確地得到實驗數(shù)據(jù),提高課堂效率 ?實驗帶來的思維方式大多實驗步驟預(yù)先設(shè)置 ,學(xué)生只能“按圖施工” ,缺乏獨立思考和創(chuàng)造性活動 ,好多僅僅是技能的訓(xùn)練 ,對于學(xué)生的質(zhì)疑沒有起到一個很好的鋪墊作用?因為沒有可參照的案例 ,所以給學(xué)生提供了很大的思考空間 ,學(xué)生可以在有理論知識的基礎(chǔ)上選擇器材設(shè)計實驗,特別是實驗得出的數(shù)據(jù) ?實驗圖像會給學(xué)生以思維的刺激 ,激發(fā)學(xué)生去思考?去討論 ,培養(yǎng)了學(xué)生自主探究的精神?對學(xué)生能力的培養(yǎng)動手能力 ?觀察能力 ?數(shù)據(jù)分析能力在培養(yǎng)學(xué)生動手能力的基礎(chǔ)

24、上,尤其培養(yǎng)的是學(xué)生的讀圖能力?分析能力 ?質(zhì)疑能力課堂效果缺乏一定的互動性教師可以通過屏幕監(jiān)控及時地了解學(xué)生的接受知識的情況 ,實驗的完成情況,學(xué)生參與討論的積極性情況等等,能夠比較準(zhǔn)確地把握課堂的動態(tài),使師生的交流更為充分 ,大大提高了授課效果 ?( 四) 學(xué)生數(shù)字化實驗對高中化學(xué)教學(xué)的實踐價值?在高中化學(xué)教學(xué)中開展學(xué)生數(shù)字化實驗必將對傳統(tǒng)的教學(xué)理念?教學(xué)手段 ?教學(xué)模式帶來很大的沖擊與革新?精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -教學(xué)理念 : 學(xué)生數(shù)字化實驗的引入凸顯二期課改的教

25、學(xué)理念以學(xué)生為本,學(xué)生自助設(shè)計 ?操作實驗的機會多了 , 注重學(xué)生為主體的實踐過程, 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維?發(fā)現(xiàn)問題 ?提出問題和解決問題以及搜集處理數(shù)據(jù)等各方面的能力, 改變傳統(tǒng)教學(xué)忽視科學(xué)探究過程只求死記硬背的學(xué)習(xí)方式, 在學(xué)生切身體會科學(xué)探究的過程中 , 讓其體會到學(xué)習(xí)的樂趣以及對科學(xué)探究的精神的領(lǐng)悟, 增強科學(xué)方法意識, 更可實現(xiàn)學(xué)科內(nèi)以及學(xué)科間的整合, 甚至是與實際社會生活的融和?教學(xué)手段 : 數(shù)字實驗的出現(xiàn) , 也隨之帶來教學(xué)手段的革新, 更有了多的教學(xué)手段的組合 , 比如數(shù)字實驗 ?傳統(tǒng)實驗整合教學(xué) ; 單一的數(shù)字實驗演示教學(xué) ; 學(xué)生數(shù)字實驗教學(xué) , 包括學(xué)生改進 ?自行設(shè)計實驗等

26、等 ?教學(xué)模式 : 新的教學(xué)途徑的介入 , 必將引發(fā)更多教學(xué)模式的產(chǎn)生, 比如以“實驗的數(shù)形”作為引入 , 整堂課以“學(xué)生討論 ?分析?深入?總結(jié)”的模式 ; 比如由傳統(tǒng)實驗和數(shù)字實驗的共同輔佐, 以“比較法”滲入教學(xué) , 進一步強化知識點的掌握; 比如實驗探索模式 , 某些課題有了數(shù)字實驗的介入, 可以使探究的過程更加完整, 畢竟數(shù)字實驗在某些層面還有著拾漏補缺的作用, 學(xué)習(xí)的完整性得以很好的體現(xiàn)?在此,筆者選取兩個案例加以說明?案例一 :固體表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(基礎(chǔ)型課程 ) 傳統(tǒng)實驗數(shù)字化實驗實驗?zāi)康难芯抗腆w表面積對反應(yīng)速率的影響實驗原理除參加反應(yīng)各物質(zhì)本身化學(xué)性質(zhì)以外,還有許多

27、因素均可能會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生一定影響,這些因素包括反應(yīng)物的濃度?物理條件例如反應(yīng)物表面面積?溫度 ?催化劑的存在與否?壓力 (如果反應(yīng)包含氣體)?以及光等等 ?化學(xué)反應(yīng)速率可以通過研究單位時間內(nèi)產(chǎn)物或反應(yīng)物的數(shù)量(或濃度 )的改變率來檢測?在這個實驗中, 大理石與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,通過使用氣體壓力傳感器, 這個反應(yīng)的變化率可以由在一個附上的反應(yīng)容器的壓力的增加被測試?通過改變反應(yīng)物的顆粒大小, 我們可以研究濃度對反應(yīng)速率的效應(yīng)?藥品0.5mol/l鹽酸 ?碳酸鈣粉末 ?塊狀碳酸鈣固體實驗器材試管 ?100ml針筒 ?計時工具 ?鉆孔橡皮塞 ?50ml量筒計算機 ?氣體壓力傳感器及專用試管

28、?50ml量筒精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -實驗步驟1. 將 4g 碳酸鈣粉末裝入干燥的專用試管中?2. 用 50ml量筒量取25ml0.5mol/l鹽酸 ,放在一旁備用?3. 將 25ml0.5mol/l鹽酸倒入專用試管 ,插上連接100ml針筒的橡皮塞 ?4. 每隔十秒記錄針筒內(nèi)氣體體積?5. 用 4g 塊狀碳酸鈣重復(fù)上述實驗?3. 預(yù)備氣體壓力傳感器采集數(shù)據(jù),將開始采集的條件定為壓力在135kpa 以上 ?4. 將 25ml0.5mol/l鹽酸倒入專用試管 ,開始采集數(shù)

29、據(jù)?5. 用 4g 塊狀碳酸鈣重復(fù)上述實驗?實驗數(shù)據(jù)以 v-t 表格形式以 p-t 圖表形式案例分析 : 在該案例中 ,數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)實驗在三方面有比較明顯的區(qū)別?第一，從實驗器材角度 ,傳統(tǒng)實驗前期準(zhǔn)備較數(shù)字實驗略顯繁瑣?第二,在實驗具體操作上 ,傳統(tǒng)實驗耗時較長 ,易出現(xiàn)實驗失敗現(xiàn)象?傳統(tǒng)實驗通過人工采集幾個特殊時間點產(chǎn)生的氣體體積數(shù)據(jù),由于時間與目測針筒顯示氣體體積這一環(huán)節(jié)需要較為精密的配合,很容易出現(xiàn)失誤 ?此外 ,藥品的取量也個非常關(guān)鍵的問題 ,倘若藥品取少了 ,針筒內(nèi)氣體體積前后變化不明顯,不利于觀察記錄 ,而藥品取多了又可能造成起始階段變化過于迅速,在選擇時間點上難以掌握或者說

30、容易錯失最佳數(shù)據(jù)的采集點?而數(shù)字實驗的這一環(huán)節(jié)全由電腦掌控,數(shù)據(jù)采集器不僅能采集某個時間段的實驗數(shù)據(jù),更可精確到0.1 秒乃至更為精細(xì)的時間單位,這樣所采集的數(shù)據(jù)較為全面,更為客觀科學(xué) ,整個實驗變化過程中 ,學(xué)生的注意重心更多的是放在由電腦屏幕呈現(xiàn)出的p-t曲線變化 ,而不是忙于記錄各種數(shù)據(jù),數(shù)字實驗更可反復(fù)多次 ,最終得到最為理想的實驗數(shù)據(jù)?1234圖五固體表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響數(shù)字化實驗裝精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -第三,實驗數(shù)據(jù)的記錄輸出方式的不同對于學(xué)生觀察現(xiàn)

31、象?考慮問題的角度 ?研究問題的方式方法以及最后對整個知識點的掌握均產(chǎn)生不同的影響?傳統(tǒng)實驗以表格形式呈現(xiàn) : t(s) 10 20 30 40 v(2co) 學(xué)生從該表中了解某一時間點的化學(xué)反應(yīng)速率 ,通過計算求得平均反應(yīng)速率 ,但由于給定的時間點并不全是采集數(shù)據(jù)的最佳時間點,再加上具體實驗操作過程中出現(xiàn)的失誤,最后得出的結(jié)論偏差會很明顯?數(shù)字實驗以電腦輸出圖表形式呈現(xiàn): 通過這張圖表 ,學(xué)生能更為直觀的了解整個反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體的快慢程度 ,對化學(xué)反應(yīng)速率這一概念有更為直觀的了解 ?再有在實際考試中 ,學(xué)生對帶有圖像的題目總有些許“望而生畏”的感覺,如該知識點就曾以圖像形式成為一經(jīng)典考題,

32、具體考題如下 : 將 ag塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng),反應(yīng)物消耗的質(zhì)量隨時間的變化曲線如下圖的實線所示 ?在相同條件下 ,將b g(ab)粉末狀碳酸鈣與同濃度的鹽酸反應(yīng),則相應(yīng)的曲線 (圖中虛線所示 )正確的是 ( )?使用數(shù)字實驗做過該實驗的學(xué)生對該題中出現(xiàn)的圖示并不會感覺陌生,只要稍加思索就能得出正確結(jié)論?通過以上三方方面的對比 ,學(xué)生數(shù)字化實驗對高中化學(xué)教學(xué)的實踐價值可見一斑?圖六固體表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響數(shù)字精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -案例二 :強弱電解質(zhì)的鑒別(

33、基礎(chǔ)性課程 )傳統(tǒng)教學(xué)滲入數(shù)字實驗的教學(xué)教學(xué)目標(biāo)1、 借助常規(guī)實驗手段,通過實驗現(xiàn)象的直觀表現(xiàn),鑒別強弱電解質(zhì)理解透徹強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別2、 理解透徹強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別后,設(shè)計出各種可行的實驗途徑,預(yù)想出可能的實驗結(jié)果 ,包括曲線圖 ,發(fā)展學(xué)生的拓展思維,發(fā)散思維 ,培養(yǎng)總結(jié)歸納能力?3、 學(xué)會學(xué)以致用,靈活解題 ?知識與技能 : 1?掌握借助常規(guī)實驗和數(shù)字實驗鑒別鹽酸和醋酸的方法2?學(xué)會根據(jù)數(shù)字實驗的結(jié)果分析問題,最終歸納到強弱電解質(zhì)的本質(zhì)問題?過程與方法對比傳統(tǒng)實驗,設(shè)計數(shù)字實驗來區(qū)別鹽酸和醋酸,體會提出假設(shè)到運用實驗數(shù)值?曲線驗證假設(shè)的學(xué)習(xí)探究過程,通過動手 ?觀察 ?分析形成有關(guān)知

34、識 ?情感態(tài)度與價值觀: 培養(yǎng)以科學(xué)態(tài)度進行實驗設(shè)計能力,提高科學(xué)探究的積極性,提高在課堂上的主觀能動性,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣?教學(xué)模式實驗探究 ?集體討論 ?歸納總結(jié)自主實驗探究 ?問題解決模式教學(xué)重點和難點1?讓抽象的強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別通過具體的實驗現(xiàn)象讓學(xué)生理解2?讀懂題意 ,學(xué)會解析習(xí)題1?學(xué)會分析圖象 ?讀懂?dāng)?shù)據(jù) ,讓抽象的概念以數(shù)據(jù)的形式為學(xué)生理解?2?體驗知識探究的過程,學(xué)會靈活運用知識,解析習(xí)題 ?教學(xué)簡單流程【復(fù)習(xí)引入】電解質(zhì)的概念強電解質(zhì)的概念弱電解質(zhì)的概念強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別哪些物質(zhì)分別屬于強弱電解質(zhì)【問題引入】如何鑒別鹽酸和醋酸? 【解決問題】學(xué)生活動1: 精品學(xué)習(xí)資料 可

35、選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -【實驗探討】理解概念的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生設(shè)計強弱電解質(zhì)鑒別的實驗方法【實驗操作】把設(shè)計好的實驗付諸于實踐,然后從實驗現(xiàn)象中更加透徹地去理解強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別-電離程度 ,讓學(xué)生區(qū)分開強弱電解質(zhì)的全部電離和部分電離在實驗現(xiàn)象中的顯示【問題拓展】同濃度的鹽酸和醋酸同倍稀釋,ph 值曲線變化會怎樣? 【問題解決】學(xué)生提出假設(shè) ,然后設(shè)計實驗?繪制曲線 ,最終論證假設(shè)【知識活用】學(xué)生練習(xí)相關(guān)習(xí)題,學(xué)會學(xué)以致用?從常規(guī)實驗的角度討論鑒別的方法學(xué)生活動2: 從數(shù)字實驗的角度去

36、探討a)設(shè)計簡單的數(shù)字實驗,交流方案b)假設(shè)實驗結(jié)果c)根據(jù)設(shè)計思路,學(xué)生動手操作實驗,驗證假設(shè)是否成立d)教師引導(dǎo) ,學(xué)生分析實驗結(jié)果【引出結(jié)論1】歸納到氫離子濃度的大小,強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)分【問題遷移】不同濃度的鹽酸借助數(shù)字實驗如何鑒別? 【問題拓展】不同濃度的鹽酸在酸堿中和滴定中會影響到什么 ? 【引出結(jié)論2】氫離子的濃度影響了酸堿中和滴定教學(xué)反思在高中化學(xué)教學(xué)中,“電解質(zhì)溶液”是比較重要的章節(jié),但因為內(nèi)容的理論性 ?抽象性比較強 ,在傳統(tǒng)教學(xué)中很難讓學(xué)生理解透“完全電離” “部分電離”中的“量化”概念?學(xué)生通過前期強弱電解質(zhì)的討論有很大的討論空間,在這一節(jié)課中只是借助了數(shù)字化實驗這個新

37、的載體從一個新的角度進行了探討,通過一些數(shù)字實驗的設(shè)計,通過一些圖像讀取,強化了一些抽象知識點的理解?在這過程中學(xué)生的動手能力 ?觀察能力 ?圖像分析能力都得以了一精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 15 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -的學(xué)習(xí) ,能理解強弱電解質(zhì)的區(qū)別,所以能夠比較好地設(shè)計出實驗方案 ,讓強弱電解質(zhì)的區(qū)別通過實驗現(xiàn)象很直觀地表現(xiàn)出來?在傳統(tǒng)教學(xué)的實驗中很難做好“用數(shù)據(jù)來說話”這一點,所以比較欠缺學(xué)生讀圖能力?圖像分析能力的培養(yǎng) ?定的鍛煉 ,讓學(xué)生真正 “動”了起來 ,學(xué)生的主觀能動性被“激發(fā)”了?由

38、于教師和學(xué)生接觸數(shù)字實驗的時間不長,對新的教學(xué)媒體使用還不是太熟悉,對教學(xué)活動設(shè)計也還存在一些不足: 1 學(xué)生整體參與性有所欠缺,學(xué)生還沒有完全放開手腳 ?2 在教學(xué)中的問題設(shè)計上,教師還可以讓學(xué)生有更多的探究問題的空間?數(shù)字化實驗教學(xué)并不是要否定和代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實驗教學(xué),而正是在繼承前者的同時進行改進和補充 ?與應(yīng)試的結(jié)合相同物質(zhì)的量濃度?相同體積的一元強酸(如鹽酸 )與一元弱酸 (如醋酸 )的比較見下表 : 比較項目酸)(hcph中和堿的能力與活潑金屬產(chǎn)生2h的量開始與金屬反應(yīng)的速率一元強酸大大相同相同大一元弱酸小小小比較項目酸)(hc)(酸c中和堿的能力與活潑金屬產(chǎn)生2h的量開始與金屬反應(yīng)的

39、速率一元強酸相同小小小相同一元弱酸大大大此案例的實踐效果體現(xiàn)在于以下幾個方面: 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -第一,課堂氛圍 ?因為有數(shù)字實驗的介入 ,學(xué)生課堂活動增多 ,師生互動增多 ,學(xué)生上課情緒提升 ,對于教與學(xué)都提供了和諧的課堂氛圍?第二,學(xué)生對于重點和難點的接受程度?“電解質(zhì)溶液”是比較重要的章節(jié),但因為內(nèi)容的理論性 ?抽象性比較強 ,在傳統(tǒng)教學(xué)中很難讓學(xué)生理解透 “完全電離”“部分電離”中的“量化”概念,而數(shù)字實驗正好可以填補這部分缺憾,通過電導(dǎo)率傳感器的應(yīng)用 ,

40、通過對數(shù)字實驗顯示的數(shù)值?曲線的讀取 ,提供了讓學(xué)生鑒別強弱電解質(zhì)的新途徑 ,使“全部電離”“部分電離”抽象的概念得以具體化的體現(xiàn)?第三,學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng) ?強弱電解質(zhì)的討論本身就有很大的空間,這一節(jié)課中借助了數(shù)字化實驗這個新的載體從另一個新的角度進行了探討,通過設(shè)計數(shù)字實驗對一些數(shù)據(jù) ?圖像讀取 ,把抽象的知識點具體化 ,深入淺出 ?學(xué)生的實驗設(shè)計能力?動手能力 ?觀察能力 ?圖像分析能力等其間都會得以鍛煉?第四,知識點的夯實為學(xué)生自信應(yīng)試打下基礎(chǔ)?強弱電解質(zhì)一直是上海高考內(nèi)容中必考的一部分 ,正是因為知識點的“抽象”,掌握不透徹 ,所以就成為學(xué)生的應(yīng)試軟肋 ?而在知識點“吃透”的前提下,

41、學(xué)生應(yīng)試肯定多的是自信 ?( 五) 學(xué)生數(shù)字化實驗對于提高學(xué)生能力的意義?通過幾個月的學(xué)生實踐 , 數(shù)字化實驗對學(xué)生各方面能力的確有或多或少的提升?數(shù)字實驗有著傳統(tǒng)實驗無法比擬的優(yōu)越性?在觀察環(huán)節(jié)上 , 數(shù)字化手段可以極大地擴展實驗的可視性和可重復(fù)性?在采集數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)上 , 計算機和傳感器等數(shù)字手段的介入可以更快更準(zhǔn)確地得到實驗數(shù)據(jù), 從而節(jié)省寶貴的教學(xué)時間 , 把更多的時間用于學(xué)生討論問題?解決問題上 , 讓學(xué)生在課堂上產(chǎn)生更多的興趣點, 提升學(xué)習(xí)的主動性 , 加強學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng) ?其一,增加了學(xué)生親自參與實驗 ?動手操作實驗的機會 ?在高中化學(xué)教學(xué)中 ,實驗教學(xué)的效果的確不容忽視?但是傳統(tǒng)

42、實驗因為各方面條件的局限性 ,更多走的是演示實驗這條途徑,雖然效果不錯 ,但畢竟不是全民參與 ,所以激起的興奮點未必能全部輻射開,而數(shù)字實驗教學(xué)以3-4 人為一參與小組 ,各個小組成員各施其職 ,從實驗方案設(shè)計 ,規(guī)劃使用試劑 (也包括一些溶液的自行稀釋濃度等 ),傳感器的選擇使用 ,實驗裝置的整體搭建 ,實驗過程的控制 ,實驗數(shù)據(jù)的讀取,以及實驗數(shù)據(jù) ?圖像的分析 ,做到了在課堂上讓每個學(xué)生 “動”起來,并且學(xué)生在通力合作中 ,集體的力量 ?集體的智慧更能很好地得以體現(xiàn)和發(fā)揮,并且能提升學(xué)生融入集體的快樂 !其二,數(shù)字實驗的輔佐可以讓化學(xué)教學(xué)中抽象的理論知識具體化,減少學(xué)生學(xué)習(xí)的心理障礙 ,

43、激發(fā)學(xué)生的興趣 ?中學(xué)化學(xué)課程的架構(gòu)是由幾個具有指導(dǎo)意義的基本理論如物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論?氧化還原反應(yīng)理論 ?物質(zhì)的量理論 ?反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論?有機反應(yīng)原理等構(gòu)成的,而這些重要理論都建立在原子的微觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上?抽象這一共同特點使得這些理論成為學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)模式中難以理解掌握的難點內(nèi)容,而學(xué)生往往越難就越精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -不愿意學(xué) ?比如電解質(zhì)溶液這一知識點在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中屬于理論性?綜合性 ?抽象性都比較強的知識點 ,學(xué)生在理解上一直存在著障礙,學(xué)過但理解不透的現(xiàn)象

44、非常普遍 ?像強弱電解質(zhì)的區(qū)別本身就帶有一定量化的形式,量化在傳統(tǒng)實驗中難以得到體現(xiàn) ,而數(shù)字實驗就提供了一條以量化的形式區(qū)分強弱電解質(zhì)的途徑?通過電導(dǎo)率傳感器與計算機的相互輔佐,在非常短的時間內(nèi)就可以采集到電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率數(shù)據(jù) ,抽象的知識具體化以后更易為學(xué)生接受,同時可以數(shù)據(jù) ?圖像作為學(xué)生能力培養(yǎng)的切入點 ,一系列的討論 ?探究活動可以由教師設(shè)計后很好的展開?于是教學(xué)內(nèi)容的難點反而變成了學(xué)生形成學(xué)習(xí)動機的源泉?其三,數(shù)字實驗與傳統(tǒng)實驗相輔相成,體現(xiàn)出更好的教學(xué)效果 ,同時在一定程度上改變了教學(xué)中的工作方式?思維方式和教育方式 ,從而更全面地培養(yǎng)學(xué)生的能力?傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師演示實驗

45、為主,得出實驗結(jié)論 ,學(xué)生被動地接受實驗事實,記住實驗結(jié)論 ,然后應(yīng)用結(jié)論解決問題 ?學(xué)生雖然也能很好地利用這些知識點來解決問題 ,但是體驗不到知識探究的整個過程,當(dāng)然也就減少了在這個過程中質(zhì)疑精神 ?創(chuàng)新精神 ?主動學(xué)習(xí)的愿望 ?學(xué)生間的協(xié)作等等能力的培養(yǎng)?而有了數(shù)字實驗的輔佐 ,它的便捷 ?操作結(jié)果的直觀 ?數(shù)據(jù)處理的迅速讓學(xué)生有了更多思考?討論的空間和時間 , 同時學(xué)生多了自身參與的機會后, 更加提升了學(xué)習(xí)的興趣點,更加能夠激發(fā)思維 ?比如依舊涉及到化學(xué)中強弱電解質(zhì)的區(qū)分,學(xué)生可以學(xué)會從不同的曲線走勢去判別強弱電解質(zhì),從一些數(shù)據(jù) ,從一些曲線 ,挖掘出強弱電解質(zhì)更多的宏觀表現(xiàn)形式 ?比如

46、同濃度 ?同體積的鹽酸和醋酸溶液同倍稀釋后觀察它們的變化曲線 ,傳統(tǒng)實驗是無法在短時間內(nèi)繪出這么精確的比較曲線的,而數(shù)字實驗中與操作同步出現(xiàn)的曲線 ,一下子就能抓住學(xué)生的興趣點,從而激發(fā)學(xué)生的思維 ?學(xué)生就會主動想著去討論曲線的變化趨勢,就會刨根究底想要解決心中的質(zhì)疑,主觀能動性被挑動起來了 ,學(xué)習(xí)的興趣也就有了 ?比如就有學(xué)生想到可不可以利用“溫度對碳酸鈉水解影響”的數(shù)字實驗中ph與溫度的圖像得出弱電解質(zhì)水解的關(guān)系式的等等 , 學(xué)生的探究精神是不容忽視的, 這需要教師的挖掘 , 而數(shù)字實驗就給教師提供了一條挖掘?qū)W生潛能的途徑?其四: 高中化學(xué)教學(xué)中數(shù)字實驗的順利展開,同樣對于授課教師提出了能

47、力全面發(fā)展的要求 ?師生之間教學(xué)相長 ,教師能力的提升 ,為學(xué)生能力的提升提供了更有利的條件 ,提供了更為寬廣的空間 ?對于教師更是為了能更大程度上挖掘出學(xué)生的潛力 ,培養(yǎng)學(xué)生的能力 , 那就需要教師勤思多想 , 選擇好課題 , 以適當(dāng)?shù)姆绞桨阉玫浇虒W(xué)中恰當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)中 ,使其自然地與常規(guī)教學(xué)融合,真正地使數(shù)字實驗發(fā)揮其最大的功效 - 多方面培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力 , 最大程度提升教學(xué)效率 ?好的引路者 , 能讓后來者少走彎路 ?的確在數(shù)字教學(xué)的路途中, 教師把一些小的路障掃除, 學(xué)生的基礎(chǔ)夯實了 , 學(xué)生就有更多的空間去學(xué)會思考, 教與學(xué)的相輔相成 , 學(xué)生各方面能力都會得以提升 ?精品學(xué)習(xí)資料 可

48、選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 18 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -( 六) 研究在實踐過程中所遇到的問題?由于數(shù)字化實驗教學(xué)在中學(xué)階段剛剛開始起步, 因此在研究過程中一定會遇到不少問題 : 第一,傳感器的使用 ?如何操作傳感器對于現(xiàn)在這些能熟練應(yīng)用基礎(chǔ)的計算機技術(shù)的高中生來說 ,已經(jīng)不存在太大的問題 ,但是如何利用傳感器去測定出精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),比如說電導(dǎo)率傳感器校準(zhǔn)液一次用完后,如何進行精確溶液的配制 ,以及 ph傳感器緩沖液的配制 ,應(yīng)該也是學(xué)生需要掌握的基本技能,這樣一方面能提升對儀器維護的意識 ,更重要的一方面是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)

49、的科學(xué)研究態(tài)度,因為介于傳感器的高靈敏度 ,一旦沒維護好 ,數(shù)據(jù)的顯示會出現(xiàn)很大的偏差,而數(shù)據(jù)的偏差會直接導(dǎo)致研究結(jié)果 ?規(guī)律的總結(jié) ?課題實施一路走來 ,很多時學(xué)生只會去用 ,而不會注重去維護,等到采集數(shù)據(jù)出了問題 ,再回過頭 ,那就是事倍功半了 ?如何利用好傳感器的問題還在于 ,合適的時候去合理地用它 ,有時是時機不合適 ,譬如說 ph 值的測定 ,用傳統(tǒng)的 ph 計測定 ,沒了接線 ?沒了與計算機連接的步驟,應(yīng)該是更為簡潔明了 ,但學(xué)生會注重了現(xiàn)代化 ,而拋棄一些傳統(tǒng)的東西 ,還有學(xué)生會缺乏捕捉很好地利用數(shù)字實驗為課堂服務(wù)的機會 ,比如在現(xiàn)用的二期課改高一第二學(xué)期的教材上第37 頁上“測

50、定大理石與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)速率”,學(xué)生實驗中演示的是采用針筒去收集氣體 ,在不同的時段讀取體積讀數(shù)然后以時間作為橫坐標(biāo),氣體體積作為縱坐標(biāo) ,做曲線圖對于“濃度影響化學(xué)反應(yīng)速率”進行用數(shù)據(jù)說話式地分析,的確很為直觀 ,效果也不錯 ?但是我們今天有了數(shù)字實驗儀器,我們完全可以采用氣壓傳感器與數(shù)據(jù)提存器相結(jié)合,讓時間 -壓強的曲線很快地在計算機屏幕上得顯示,快捷,又非常具有說服力 ,最起碼減少了對于體積讀數(shù)人為的誤差,但學(xué)生在課堂上很少能有提出此手段的,那也說明數(shù)字實驗教學(xué)還沒有變成常態(tài)化,還沒有完全灌輸給學(xué)生 ,這種理念的培養(yǎng)當(dāng)然需要一定的過程,我們有待努力 ?第二,數(shù)字實驗最大的

51、特點就是體現(xiàn)在它的“數(shù)字”上,如何使數(shù)字成為有效的數(shù)字 ,如何把有效的數(shù)字進行分析?歸納,如何對同一主題實驗分組做后出現(xiàn)的曲線異常進行及時地抓捕 ?討論?反思,這在我們的課題研究中還是有所欠缺的?比如酸堿中和滴定曲線的顯示,為什么有的小組曲線特別的不光滑?比如同樣濃度溶液同倍率稀釋后 ,為什么電導(dǎo)率曲線會會有所不同?更有實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題:比如等體積等ph值的鹽酸和硫酸分別與足量的al片反應(yīng) ,為什么同時間截取的壓強曲線跟理論有出入 ,前者的速率大于后者的速率,像這種通過曲線的差異順勢問題的提出 ,然后再逐步解決問題 ,就是很好的研究課題 ,但學(xué)生往往會忽略掉 ?因為現(xiàn)在的學(xué)生不好發(fā)問 ,尤

52、其是針對我們這種層面的學(xué)生更不愿意深層次的發(fā)問,因為比較畏懼解決問題的過程,所以在今后的研究過程中我們教師還得更注重對學(xué)生的啟發(fā)引導(dǎo) ,他們不好問 ,我們從點到面對他們啟發(fā),讓他們從被動地問到主動地問?精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 頁，共 21 頁 - - - - - - - - -四. 后續(xù)思考傳統(tǒng)實驗所呈現(xiàn)的往往是單一的, 而數(shù)字化實驗的引入 , 則給我們的實驗帶來了生動和具體 , 增加了探究性 , 因為它所呈現(xiàn)的是多維的, 數(shù)據(jù)和圖象可以同時動態(tài)地表現(xiàn) , 可以更快更好地完成化學(xué)實驗?在新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施過程中, 新知識大

53、量地快速增長 , 使得課程處于尷尬境地: 一方面 , 大量新知識要加入到課程中, 加重學(xué)生的負(fù)擔(dān) , 另一方面 , 課程開展的時間又不可能無限地延長 , 甚至有些課程周課時量在削減, 為了讓學(xué)生有更多的興趣愛好發(fā)展的空間 ?解決這種問題的一種出路是: 改變課程是繼承人類經(jīng)驗知識精華這個基本觀點, 即學(xué)習(xí)過程為一種單純繼承的觀點, 新課程應(yīng)該是在傳授一些基礎(chǔ)性知識的同時, 注重創(chuàng)新性和適應(yīng)能力的培養(yǎng), 使受教育者學(xué)會學(xué)習(xí) , 并且具備終身學(xué)習(xí)的能力?國際 21世紀(jì)教育委員會于1996年向聯(lián)合國教課文組織提交的報告中指出:要適應(yīng)未來社會的發(fā)展 , 教育必須圍繞 : 學(xué)會認(rèn)知 , 學(xué)會做事 , 學(xué)會共同生活 , 學(xué)會生存?這四種基本學(xué)習(xí)能力來全新進行設(shè)計?布魯納主張 : 學(xué)習(xí)任何學(xué)科都應(yīng)該要學(xué)習(xí)該學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)?基本概念 ?基本原理?而教學(xué)過程的中心是促使這些基本知識的遷移, 以及幫助學(xué)生掌握在不同應(yīng)用情景中知識的遷移的技能?新課程的基礎(chǔ)性 , 除了要介紹原汁原味的科學(xué)知識外, 還應(yīng)該更加接近社會生活的現(xiàn)實 , 讓學(xué)生真實地理解