數(shù)字化實驗設(shè)備對高中化學(xué)實驗的影響

1、1數(shù)字化實驗設(shè)備對高中化學(xué)實驗探究活動的影響廣州市天河中學(xué)汪明微(510630)摘要：數(shù)字化實驗設(shè)備引入高中化學(xué)實驗探究教學(xué)將提升了問題探究的深度和廣度，豐富了探究方案設(shè)計，方便了證據(jù)的收集，形成了科學(xué)的解釋與結(jié)論，清晰、明了的交流、客觀有效的反思與評價。關(guān)鍵字：數(shù)字化實驗設(shè)備化學(xué)實驗探究教學(xué)化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，可以說化學(xué)實驗是化學(xué)賴以生存并不斷發(fā)展的基礎(chǔ)。從一定意義上說，實驗就是化學(xué)學(xué)科的生命線。抓住“以實驗為基礎(chǔ)”這一

2、基礎(chǔ)特征，不僅能使學(xué)生加深理解，鞏固化學(xué)基礎(chǔ)知識，更重要的意義在于可以培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的思維方式，掌握科學(xué)的研究方法。高中新課程化學(xué)教材把相當(dāng)多的驗證性實驗改為探究性實驗，更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生實事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真地科學(xué)態(tài)度，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)新能力，也有利于使學(xué)生將所學(xué)的知識和技能應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和日常生活等方面。在新一輪的課程改革中，科學(xué)探究不僅被作為重要的理念

3、強(qiáng)調(diào)、作為教學(xué)建議提出，而且被列入了課程目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)之中。但在中學(xué)開展探究性實驗教學(xué)多年來，特別是在實行高中新課程這一年來，一直存在以下幾個困難：一是探究活動需要時間的與緊張課時的矛盾；二是探究實驗設(shè)備特別是較高精度的數(shù)字化實驗設(shè)備的需要與實際設(shè)備不足的矛盾；三是課本上驗證性實驗過多而探究性實驗不足的矛盾；四是定性實驗過多，定量實驗過少的矛盾；五是探究實驗的過程的體驗與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灢僮饕蟮拿?。PO數(shù)字化實驗設(shè)備的引入解決了缺少探究設(shè)

4、備的問題；同時由于它的快速直觀也緩解了課堂教學(xué)時間緊張問題；它的靈活、方便、易用性改變了解決了部分傳統(tǒng)實驗過度要求規(guī)范操作導(dǎo)致的重細(xì)節(jié)忽視整體實驗過程體驗的問題。從此在中學(xué)化學(xué)大量的定性實驗引入了定量要素，從原有關(guān)注實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成關(guān)注實驗過程與原理，再結(jié)合其它科學(xué)探究的要素，從而使中學(xué)化學(xué)實驗由此進(jìn)入了準(zhǔn)科學(xué)探究的階段。下面我們就分析下數(shù)字設(shè)備的引入對化學(xué)探究活動各環(huán)節(jié)帶來的影響：1、拓展了探究問題的深度和廣度：問題是探究活動的核心，但

5、是枯燥、平淡的問題味同嚼蠟，不僅無法引起學(xué)生的興趣和注意，反而會使學(xué)生感到厭煩。數(shù)字化設(shè)備拓展問題探究的廣度，借助數(shù)字化實驗設(shè)備，把很多原來只能意會的問題數(shù)字化、外顯化，他的可攜帶性使實驗可直接應(yīng)用于真實情境，更容易解決生活中的實際問題，如用數(shù)字化實驗設(shè)備測定酸雨、水質(zhì)污染等環(huán)境污染問題。數(shù)字化設(shè)備對探究問題的深度提出了更高的挑戰(zhàn)，如在原電池實驗中，利用簡單的實驗，電極、溶液的相互組合判斷原電池的形成條件及相應(yīng)的正負(fù)極，讓學(xué)生在復(fù)習(xí)交叉

6、分類法的同時又參與了探究活動，實際上測得Al—Cu的電壓還不如Zn—Cu的高（如圖1），提供了我們繼續(xù)思考的情境，把原電池電極全國化學(xué)最優(yōu)課題成果交流材料3引入又為我們提供了一種測定離子濃度的新方法（圖3）圖5丙酮摩爾質(zhì)量測定的數(shù)據(jù)曲線4、方便了證據(jù)的收集數(shù)字化實驗設(shè)備含：傳感器——數(shù)據(jù)采集器——計算機(jī)——應(yīng)用軟件，計算機(jī)和傳感器的介入更快更準(zhǔn)確的獲得可連續(xù)的監(jiān)測和采集實驗數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了教學(xué)時間，使精力投入更有創(chuàng)造性的方面。實踐證明，

7、過分要求操作的實驗，讓學(xué)生的精力主要集中在實驗操作上，不利于學(xué)生探究思維的培養(yǎng)。利用探究實驗設(shè)備測出來的數(shù)據(jù)和證據(jù)以數(shù)字、圖表為主，更客觀、真實地展現(xiàn)實驗過程和收集到的證據(jù)。作為實驗數(shù)據(jù)的記錄，傳統(tǒng)實驗是采樣的方法來記錄，容易有疏漏，在數(shù)字化實驗設(shè)備中如實記錄了每一個實給過程的數(shù)據(jù)。特別是對那些現(xiàn)在沒法解釋的數(shù)據(jù)，記錄下來在以后的學(xué)生中尤為重要。如在比較碳酸鈉與碳酸氫鈉的實驗探究中，比較二者的分解溫度時，教材設(shè)計的實驗是用套管實驗，加熱