數字實驗應用于化學教學的可行性分析

張斌玉

（合肥師范學院化學與化學工程學院 安徽合肥 230000）

數字實驗應用于化學教學的可行性分析

張斌玉

（合肥師范學院化學與化學工程學院 安徽合肥 230000）

隨著科學技術的發展，中學化學科學探究環節中化實驗教學方式也逐漸由傳統方式轉向數字化的實驗方式。對于化學教學來說，實驗是教學的重要方法，由于傳統的方式已經無法滿足當前的教學要求，數字化實驗教學逐漸成為化學實驗教學的主流。課堂觀察作為一種重要的化學課堂教學評價方式，是提高課堂教學效果，提升教學質量的重要載體。本文將采用課堂觀察技術分析數字實驗在教學中的應用，并進行定性分析與研究，以期為化學實驗教學改革提供借鑒。

數字實驗 課堂觀察 化學教學

化學是一門以實驗探究為基礎的自然學科，化學實驗是一個手腦并用的過程，這對學生的科學思維能力、創新能力提供了鍛煉的平臺。實驗教學是一個讓學生感性地認識理性問題的橋梁，通過具體的做一些實驗讓學生直觀有趣的接受新知識。因此，在化學教學課堂中加入實驗很有必要，有效發揮實驗在中學化學教學中的重要作用，是每一個化學教學工作者的重要任務。基于新課程改革的背景，對中學化學科學探究環節中實驗教學模式進行觀察，探索傳統實驗與數字實驗應用的教學策略，在傳統實驗的基礎上，從宏觀和微觀角度、定性和定量手段探索數字化實驗教學模式。重點是將課堂觀察技術應用在中學化學數字化實驗教學中，分析其中的利與弊。對于優點進行進一步的推廣，對于存在的不足，提出改進建議。

一、數字實驗在教學應用的可行性

隨著現代社會信息技術的迅速發展，中學化學實驗的形式也在與時俱進。各種新材料、新設備、新技術越來越多地在中學化學教學及其實驗中得到應用，一種以計算機和傳感器為基礎的數字化實驗應運而生。數字化實驗以傳統實驗為基礎，通過各種傳感器，例如PH傳感器、電導率傳感器、溶解氧傳感器、氧氣傳感器等等替代傳統的實驗儀器，將實驗數據采集之后交由計算機分析處理，進而更加明確、清晰地展示現象，揭示規律。數字化實驗通過與計算機連接的傳感器實時采集數據，記錄數據，實現了實驗過程數據自動記錄，相當于用傳感器和計算機代替人眼、手、紙和筆記錄數據，實現了數據記錄的時間連續性，實現了瞬間變化“可視化”。例如將傳感器技術引入溶液PH與溫度關系的實驗教學，就可以在較短的時間內清晰地記錄下PH隨溫度變化的圖像，具體再現的過程，便于總結歸納實驗教學的知識點。但是作為一項先進的技術引入課堂教學中并且能夠在課堂教學中廣泛應用，必然是個長期的過程，高額的試驗設備是一個方面，最重要的是能否與傳統實驗巧妙的有機結合，甚至完全取代傳統實驗來達到教學目標是一個更值得研究與探討的話題。［1］

二、課堂觀察實驗教學的具體思路

1．選擇有效的課堂觀察視角，制定合理的實驗觀察量表。

課堂觀察量表是通過研究教師在課堂上的表現，確定合理的觀察點，在收集客觀數據的基礎上，對數據進行科學的分析，從而為更好地改善課堂教學而開發的一種工具。［2］

2．到中學實地調研，了解中學化學教師在聽評課過程中運用課堂觀察技術的情況。

深入中學實際，多多考察中學化學教師的實際運用課堂觀察技術的情況，同時進行分析，為數字化實驗的發展提供現實依據，進而完善科學探究程序。

3．到中學實地聽課，錄制視頻，根據所選擇的觀察內容進行課堂教學研究。

將所收集的信息和數據整理、匯總并呈現出來，并根據結果修改完善所用的量化表格，然后總結課堂觀察課在實踐中的運用。

4．充分發揮課堂觀察技術作用的改進策略研究。

三、擬解決的關鍵問題

1．通過課堂觀察技術對中學的數字化實驗課堂進行深入研究，推動問題探究式的教學文化建設，促進教學質量提高。

2．通過進一步的課堂觀察量表分析，總結如何應用數字化實驗，并分析數字實驗的比重，看清數字實驗教學的利弊與重要性，針對數字化實驗在教學中存在的不足，分析和研究出一套改進方案。使數字實驗真正成為對化學教學有利的教學手段。［3］

四、擬定的課堂觀察量表

實驗類型：A傳統實驗 B數字實驗 C傳統實驗+數字實驗

實驗名稱 ____________ 實驗類型 ____________

評價項目 權重 得分自主，合作，探究完成探究實驗 10小組參與面廣，實驗操作規范合理 10組內合作實驗探究有序，人人積極參與，交流 10學生（30分）教師能夠創設問題情境，激發學生積極思考 10教師（30分） 教師能根據學生反饋，及時調整，靈活處理 10教師能給學生充分思考的空間和時間 10效果（40分）實驗設計合理，達到教學目標 15小組當堂完成探究實驗，目標達成率高 15學生思維活躍，狀態積極，滿意率高 10總分 100簡評：評課教師：

［1］錢揚儀．信息技術與化學課程整合研究［J］，高等教育出版社2003．6

［2］鄭長龍．化學實驗教學新視野［D］，高等教育出版社2001.3

［3］夏建華,曹淑芳．課堂觀察視野下的科學探究活動——安徽省高中化學優質課評析及反思 ［J］．化學教育,2010,(9)：12-14．