淺談數字化實驗與高中化學小組合作學習有效融合的策略

郭薇

摘 要：課堂教學中合理使用數字化實驗技術不僅有助于提高教學效率，促進學生的學習，而且有助于轉變教師觀念，促進教師的專業化發展，將數字化實驗與小組合作學習有效融合給教師的教和學生的學帶來了全新的視角。以數字化實驗為基礎，分析高中化學教學中數字化實驗與小組合作學習有效融合的策略。

關鍵詞：數字化實驗;高中化學;小組合作學習;策略

隨著信息技術的不斷發展，數字化實驗作為一種相對新穎的實驗手段出現在高中化學課堂教學中，數字化實驗應用信息技術，拓寬了化學實驗的教育功能，不僅提高了教師應用信息技術的水平，更新了教學觀念，改進了實驗方法，提高了教學效率，而且激發了學生的學習興趣，培養學生嚴謹、創新的科學精神。自新課改以來，小組合作學習已成為當下深受師生喜愛的教學方式，通過合作讓學生自己發現問題、提出問題、分析問題、解決問題，從而了解學科特點，變死記硬背為探究體驗，在有限的時間內創造更大的價值，大大提高學生的學習效率。在信息時代背景下，我們倡導將數字化實驗與高中化學小組合作學習融合教學，使得信息技術真正進入高中化學課堂。本文主要探討將數字化實驗與高中化學小組合作學習有效融合的策略。

一、通過數字化實驗與小組合作學習融合，豐富實驗教學的內容

數字化實驗的特色是借用傳感器和信息處理終端進行實驗數據的實時采集與分析。數字化實驗具有數據采集智能化、定量研究便攜化、實驗現象直觀化的特點。它能將“理想”變為“現實”，變“不可做”為“可做”。實時呈現實驗過程的圖像，變“不可見”為“可見”，使實驗過程的變量在時間和空間上得到統一，利于學生發現問題的本質。正是這種自動的數據采集模式，給高中化學實驗教學帶來了變革，豐富了實驗教學內容。例如，在人教版高中化學必修一“離子反應”的教學中，教師提出問題：如何證明Ba（OH）2溶液與鹽酸確實發生了反應？學生通過小組合作實驗：用滴加酚酞的Ba（OH）2溶液與鹽酸反應，反應后紅色褪去證明OH-與H+反應生成了水。但是，離子的存在是難以通過肉眼觀察到的，而若用電導率傳感器測量出電解質溶液反應過程中電導率的變化曲線，則可讓學生直觀地感受到溶液中離子的變化過程。對傳統實驗加以改進，一方面可以在教學中讓學生觀察到明確的量化數據、清晰直觀的曲線圖，使之對化學知識有一個更加全面、深刻的認識;另一方面也進一步完善并優化了化學實驗教學的內容，使之更適合開展教學。

二、通過數字化實驗與小組合作學習融合，突破學生理解的難點

在高中化學教學中，教師對于一些學生難理解、教師難教的純理論內容通常用以講授為主的教學模式開展教學，這樣不利于學生對難點內容的理解，教師也非常困惑如何促進學生的理解。筆者建議教師嘗試利用數字化實驗與小組合作相結合的方式來解決這一困惑。例如，在人教版高中化學選修四“弱電解質電離平衡的影響因素”的教學中濃度對弱電解質電離平衡的影響是本節課的一個難點內容，學生容易理解醋酸溶液的濃度越小，醋酸溶液的酸性越小，醋酸溶液的pH值也就越小，但是，學生難以理解為什么醋酸溶液加水稀釋濃度越低，其電離程度卻是增大的，也就是傳統教學中教師總結的規律：對于弱電解質的電離，溶液越稀越易電離。這時，教師可以讓學生通過小組合作利用pH傳感器實測稀釋醋酸溶液的pH，從顯示的數據圖像中學生可以直觀地看到溶液中pH值隨溶液的稀釋而發生的變化，同時，可以與稀釋相同倍數相同濃度鹽酸的pH數據進行對照，從而感知到醋酸的電離平衡因為稀釋而發生了移動，引起氫離子濃度的變化。再通過教師步步引導，學生的小組討論，分析出稀釋醋酸溶液pH變化的原因，讓學生真正理解濃度對醋酸電離平衡的影響，從而有效突破該教學難點。

三、通過數字化實驗和小組合作學習融合，讓學生體驗科學探究的樂趣

將數字化實驗與高中化學小組合作學習相融合有利于改變傳統的教學形式，突出學生主動學習、合作學習、探究學習，讓學生真正成為課堂的主體。例如，在“探究影響H2O2分解速率的因素”一課時，教師從生活生產中各種不同快慢的化學變化出發創設問題情境，引導學生猜想有哪些因素可以影響化學反應速率，學生再以H2O2分解為載體，通過小組合作逐一設計實驗，利用氧氣傳感器對各組實驗中生成氧氣的量進行測量，探究改變各種外界條件，如：催化劑、反應介質、濃度、溫度等對化學反應速率的影響。在這些探究活動中學生積極參與，相互合作，體驗到了科學探究過程的樂趣。同時，通過本節課的探究也加深了學生對控制變量思想的認識，有利于學生科學觀念的形成。

總之，數字化實驗在高中化學教學中發揮著獨特的作用，讓學生通過小組合作學習完成數字化實驗，對激發學生學習興趣，探究化學知識的本質，更好地理解化學概念和理論有著積極的意義。故當前環境下，筆者建議教師在高中化學教學中將數字化實驗與小組合作學習有效融合，以提高高中化學教學的效率，增強化學實驗教學的有效性。

參考文獻：

夏建華.數字化實驗與中學化學教學深度融合[M].合肥：安徽教育出版社，2016.

編輯 張佳琪