中国学术文献网络出版总库

刊名: 课程·教材·教法
       Curriculum, Teaching Material and Method
主办:  人民教育出版社 课程教材研究所
周期:  月刊
出版地:北京
语种:  中文
开本:  大16K
ISSN: 1000-0186
CN:   11-1278/G4

历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊

中国期刊网来源刊

2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。



初中化学数字化实验教学的思考

【作者】 江 妤

【机构】 湖北省襄阳市第五中学附属初级中学



【正文】  【摘 要】 化学是一门对初中生来说非常重要的新课程,实验教学是初中化学教学的重要组成部分。它在激发学生学习兴趣、帮助学生理解化学知识、培养学生的探究意识、培养学生思维能力、促进学生学习效率等方面发挥着重要作用。在信息时代,数字化实验教学在帮助学生理解化学反应方面发挥着非常重要的作用。在此基础上,对初中化学数字化实验教学进行了分析。
  【关键词】 初中化学;数字化实验;策略

  与传统实验相比,数字化实验减少了许多繁琐的实验操作,学生更容易操作,错误率更低,更能专注于对实验原理的理解。数字化实验是一项新技术,它是对传统实验的改进与创新,弥补了传统实验中粗略定性而缺乏实证的不足,让实验效果直观可视化[1]。可以激发学生的学习兴趣,促进学生思维能力的发展。因此,在化学教学中,教师应合理应用数字化实验技术,让它与传统实验彼此融合、相互弥补,帮助学生更好地理解化学知识。
  一、数字化实验教学的优势与不足
  (一)数字化实验教学的优势
  初中化学课数字化实验是一种新的学生学习方法,它给学生带来了新的体验,有利于学生探索和学习化学知识。学生使用数字化实验设备收集化学反应过程中不同时间点的数据,记录数据并进行分析比较得出结论。通过数据比较得出的结论简单易懂。数字化实验可以调动学生的学习积极性,使学生获得成就感,使学生的学习质量随着学习兴趣的提高而逐步提高。
  (二)数字化实验教学的不足
  (1)实验设备转移了学生的关注点
  数字化实验教学也有其缺点。许多学生在第一次接触数字化实验设备时会对其充满好奇,这会导致他们过于关注设备,而忘记他们将使用这些设备来学习化学反应原理,从而使学习方向偏离。
  (2)使学习目标不明确
  数字化实验的作用毋庸置疑,但如果你想得到你想要的化学实验过程和数据,你首先需要掌握数字化实验的操作原理。在课堂上,教师首先要让学生认识到数字化实验是一个由数据采集、传感器和辅助软件组成的系统。它可以收集各种公共数据,并且可以与计算机连接。同时,数字化实验设备的数据采集使用许多光电原理转换机制来实现操作。如果老师不告诉学生这些,就会模糊教学目标,影响学生的学习效果。
  二、初中化学实验教学中存在的问题
  (一)传统的教学观令制约实验教学的发展
  在传统的初中化学实验教学中,教学过程往往转瞬即逝,老师和学生只是走走看看,即使他们已经完成了任务也未必能留下深刻的印象。学生的动手实验技能没有实现实际发展,这对他们的长期发展有非常负面的影响。这使他们错过了初中化学教学环境中的实验时间,理论知识变得不完整。理论如死水,会产生学生逐渐遗忘的效果。在传统的化学课堂上,初中生只专注于掌握和记忆刻板的化学知识点和规则。如果不改变这些传统的教学模式,势必会抑制初中化学实验教学的发展,对初中学生未来的学习和发展产生负面影响。
  (二)实验教学模式僵化,教学方式呆板
  初中化学实验教学实践中容易出现的问题包括实验教学方法的僵化。学生按照老师安排的测试方法一步一步完成初中化学实验,同时使用相同的仪器获得相同的化学结果,这对学生认知潜能和自主认知能力的发展产生了负面影响。有些学生只会看着别人做实验,并将实验结果作为自己的结果。学生的思维方式被这种僵化的实验模式所固定。从长远来看,它对学生的学习兴趣起到了抑制作用。
  三、优化初中化学课堂上运用数字化实验教学的策略
  (一)灵活采用教学方式,减少新技术与传统操作的矛盾
  在初中化学教学中,教师应合理安排传统实验和数字化实验,抓住数字化实验教学的机遇,实现优势互补。传统化学实验和数字化学实验都有各自的优势。用数字化学实验完全取代传统化学实验是不明智的。教师需要将之前的化学实验与当前的数字化实验相结合,并根据实验内容选择合适的实验方法。传统化学实验以定性实验为主体,正确使用仪器,要求学生掌握实验的基本操作。教师应引导学生注意实验材料的变化过程,记录下来,并对结果进行解释和讨论。数字化实验是一个定量实验。它通过电子设备收集和记录数据,并以表格或图像的形式呈现。教师应注意培养学生分析和处理数据的能力。在初中化学教学中,引入数字化实验可以培养学生获取信息、分析表格和图像的能力。
  例如,在“化学反应和能量变化”的实验中,教师可以使用盐酸溶液和镁条作为实验材料,以便学生观察实验结果。首先,老师要做的是将两种反应物放入一个大试管中,通过触摸试管底部的外壁,让学生感受到反应中产生的热量,并在脑海中形成“这种反应会释放热量”的感觉。
  (二)聚焦学生关注点,激发学习兴趣
  初中化学数字化实验设备的数据采集器与计算机、传感器之间采用USB接口。四通道传感器接口用于并行采集,当你想插上它时可以使用,同时它采用了大尺寸液晶显示屏,方便学生观察和分析,并配备了学生分组实验室,方便学生操作。在课堂上,学生的关注很容易被工具所偏向,因此教师应该善于引导学生的关注,将学生的注意力拉回实验,并让学生明确自己的学习目标。
  (三)明确实验目标,提前了解实验步骤
  数字化实验设备中涉及的化学和化学原理晦涩难懂,学生不容易理解。老师在讲解时也有些困难。如果教师在课堂上花费大量时间和精力讲解数字化实验设备,实验教学的效果将大打折扣。因此,在数字化实验教学中,教师应明确实验目标,提前引导学生了解实验设备。这不仅会给学生留出足够的时间进行实验,也会提高他们动手操作的实践能力。
  例如,在“外部条件对化学反应速率的影响”实验中,当块状大理石和粉状大理石与相同浓度的盐酸溶液反应时,学生可以从气体产生速率观察反应速率。在使用绝对压力传感器时,学生不仅可以观察到上述现象,还可以通过数据分析得出结论。在本实验中,学生使用了绝对压力传感器,因此教师可以提前告知学生绝对压力传感器的使用方法、操作原理、注意事项等,或让学生独立理解,而无需在课堂上进行详细解释,只需简单介绍即可。这不仅提高了学生的学习效率,同时也保证了教学质量。
  数字化实验教学不仅能激发学生的学习兴趣,还能培养学生的数据处理和数据分析能力。数字化实验能够真实再现实验过程中各个时段的数据,对学生理解化学知识起到非常重要的作用,也为学生利用化学知识解决实际问题奠定了基础。
  参考文献:
  [1]梁红.数字化传感实验在化学教学中的应用策略:以初中化学测定空气里氧气的含量实验为例[J].中国现代教育装备,2010.