數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的影響

1、1數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的影響廣州市天河中學(xué)汪明微(510630)摘要：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備引入高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)將提升了問(wèn)題探究的深度和廣度，豐富了探究方案設(shè)計(jì)，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(píng)價(jià)。關(guān)鍵字：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，可以說(shuō)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shuō)，實(shí)驗(yàn)就是化學(xué)學(xué)科的生命線。抓住“以實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，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(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)多年來(lái)，特別是在實(shí)行高中新課程這一年來(lái)，一直存在以下幾個(gè)困難：一是探究活動(dòng)需要時(shí)間的與緊張課時(shí)的矛盾；二是探究實(shí)驗(yàn)設(shè)備特別是較高精度的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的需要與實(shí)際設(shè)備不足的矛盾；三是課本上驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)多而探究性實(shí)驗(yàn)不足的矛盾；四是定性實(shí)驗(yàn)過(guò)多，定量實(shí)驗(yàn)過(guò)少的矛盾；五是探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程的體驗(yàn)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作要求的矛盾。PO數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的引入解決了缺少探究設(shè)

4、備的問(wèn)題；同時(shí)由于它的快速直觀也緩解了課堂教學(xué)時(shí)間緊張問(wèn)題；它的靈活、方便、易用性改變了解決了部分傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)度要求規(guī)范操作導(dǎo)致的重細(xì)節(jié)忽視整體實(shí)驗(yàn)過(guò)程體驗(yàn)的問(wèn)題。從此在中學(xué)化學(xué)大量的定性實(shí)驗(yàn)引入了定量要素，從原有關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成關(guān)注實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)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(duì)化學(xué)探究活動(dòng)各環(huán)節(jié)帶來(lái)的影響：1、拓展了探究問(wèn)題的深度和廣度：?jiǎn)栴}是探究活動(dòng)的核心，但

5、是枯燥、平淡的問(wèn)題味同嚼蠟，不僅無(wú)法引起學(xué)生的興趣和注意，反而會(huì)使學(xué)生感到厭煩。數(shù)字化設(shè)備拓展問(wèn)題探究的廣度，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，把很多原來(lái)只能意會(huì)的問(wèn)題數(shù)字化、外顯化，他的可攜帶性使實(shí)驗(yàn)可直接應(yīng)用于真實(shí)情境，更容易解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，如用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)定酸雨、水質(zhì)污染等環(huán)境污染問(wèn)題。數(shù)字化設(shè)備對(duì)探究問(wèn)題的深度提出了更高的挑戰(zhàn)，如在原電池實(shí)驗(yàn)中，利用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，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(shí)又參與了探究活動(dòng)，實(shí)際上測(cè)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(guó)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(cè)定離子濃度的新方法（圖3）圖5丙酮摩爾質(zhì)量測(cè)定的數(shù)據(jù)曲線4、方便了證據(jù)的收集數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備含：傳感器——數(shù)據(jù)采集器——計(jì)算機(jī)——應(yīng)用軟件，計(jì)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(cè)和采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，使精力投入更有創(chuàng)造性的方面。實(shí)踐證明，

7、過(guò)分要求操作的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生的精力主要集中在實(shí)驗(yàn)操作上，不利于學(xué)生探究思維的培養(yǎng)。利用探究實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)和證據(jù)以數(shù)字、圖表為主，更客觀、真實(shí)地展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和收集到的證據(jù)。作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是采樣的方法來(lái)記錄，容易有疏漏，在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備中如實(shí)記錄了每一個(gè)實(shí)給過(guò)程的數(shù)據(jù)。特別是對(duì)那些現(xiàn)在沒(méi)法解釋的數(shù)據(jù)，記錄下來(lái)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(shí)驗(yàn)探究中，比較二者的分解溫度時(shí)，教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是用套管實(shí)驗(yàn)，加熱