高中化学数字化实验教学的初步探讨

来源 :中学课程辅导·教师通讯 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hutianyi199052
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  【内容摘要】应用数字化实验教学模式,就是对化学实验系统进行改革。在传统的实验系统中融入计算机、传感器以及数据采集器等先进设备。借助化学数字化实验教学,提供高中化学教学的整体现代化水平,有利于高中化学教学改革。文章主要分析了高中化学数字化实验教学策略。
  【关键词】高中化学 课堂教学 实验教学 教学策略
  随着新课程改革的全面实施,信息技术与各学科的联系越来越紧密。在高中化学教学中融入数字化理念,对实验教学过程进行改革,有利于高中实验教学的现代化。
  一、整合多种教学媒体,应用数字化实验教学法
  数字化实验,是一个新的教学概念。所谓数字化实验,在广义上来讲,就是利用多样化的教学媒体完善实验过程,像仿真实验、传感器帮助下完成的化学实验,都属于数字实验的范畴。数字化化学实验的实施,离不开计算机设备、传感器、数据处理软件以及投影仪等教学媒体设备的支持。要在高中化学教学中落实数字化化学实验教学,必须要完善学校的化学实验教学条件。整合多媒体教学媒体去落实数字化实验教学法,教师要优化教学行为,创新教学技术。
  仿真化学实验要借助专业的软件完成,教师要学会利用模仿真实实验室环境的软件,将软件的应用与学校内真实的实验室环境结合在一起。借助数字化的化学实验操作平台,让学生以操作计算机的方式来完成化学实验。这样不仅能够降低化学实验教学实施的难度,还能快速培养学生的操作能力,让学生在没有危险的情况下掌握化学实验操作技能。像“酸碱中和滴定”实验操作,可以以仿真实验的形式落实。本次实验的目的是“通过使用pH传感器实时监测反应过程中混合溶液pH的变化情况,绘制酸碱中和滴定曲线并确定滴定终点,计算未知浓度酸或碱溶液的浓度”。在实验过程中,教师引导学生了解实验原理,即在酸碱中和滴定等当点(即滴定终点)时,pH值为7。通过测定加入不同量滴定液后的pH值,可以准确地绘制酸碱中和滴定曲线并确定滴定终点。在实验中,让学生尝试全新的实验方法,体验数字化实验模式的优势。像“安装滴定台,连接计算机、数据采集器及pH传感器”实验的第一步,就与传统实验不同。学生需要借助计算机、数据采集器及pH传感器现代化的设备做实验准备。用仿真实验,让高中化学课堂不同以往,有利于化学实验教学效率的提高。
  二、整合多种教学资源,应用数字化实验教学法
  教学资源,对于数字化化学实验的开展十分重要。准备好充足的实验设备、化学数据处理软件以及实验资源,才能让数字化化学实验得以落实。对教学资源进行有效配置,才能让数字化化学实验的效果更好。作为高中化学教育工作者,要积极去开发教学资源,创新应用化学实验教学的现代化资源。一般来讲,数字化化学实验的教学资源包括软件设施与硬件设施两个方面。硬件设施主要涉及计算机、各种类型的传感器、实物投影仪、视频展示屏、电视机、摄像机以及影碟机等。而软件设施主要包括化学药品分析软件、数字处理软件、多媒体教学软件以及化学分子立体结构绘制软件等。而数字化化学实验开展所涉及到的实验资源,主要包括与实验相关的图片与视频,教师教学所用的课件等。在实际教学中,教师要结合化学实验教学的实际需求,在网络平台上自主收集与整合其他资源。
  要促进数字化实验的有效完成,整合这些可用的现代化教学资源,教师要教会学生使用各类数字化实验设备。像手持设备,是最为常见的数字化实验设备,是被称为掌上技术的传感器技术。手持设备的使用需求多种软件的支持,像数据采集器、相关配套软件等。教师要让学生了解手持设备的原理,即利用传感器从外部感应到的化学量通过电信号的方式传输到数据采集器中,数据采集器会将電信号加以规范整理,最终传送到数据分析系统实时分析,统计出实验结果与规律。像在数字化实验中测量PH值,温度与电流、电压时,都会用到这一原理。比如在实验中,学生将温度传感器放到有少量水的烧杯中,逐渐加入热水,传感器通过收集水温数据上传到数据分析系统,计算机的实验数据分析系统就会显示出现一条实验曲线。
  三、整合多种教学方法,应用数字化实验教学法
  利用数字化化学实验教学活动促进多种创新教学方法在高中化学课堂中得以应用,有利于高中学生化学学习视野的拓展,更有利于高中学生学习能力的提高。化学教学,离不开理论教学,也离不开实验教学。除了这两种基本的教学形式,新课程改革还提出了自主学习、合作学习与探究学习形式。鼓励学生借助数字化实验教学活动自主探究,体会化学知识获取的过程与情感,有利于高中学生化学学习积极性的提高。将多种教学方式整合在高中数字化化学实验教学活动中,有利于学生开放思维的形成以及化学实验操作能力的提高。
  小结
  综上所述,利用多元化的方法实施高中化学实验教学,给学生先进的化学实验学习体验,有利于学生化学实验学习兴趣的提高。培养学生的操作能力、创新能力,是高中化学数学化教学的目标,用数字化实验教学活动帮助学生健全化学实验思维,有助于学生化学学习潜能的激发以及目标的确立。
  【参考文献】
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