數(shù)字化實驗設備對高中化學實驗的影響

1、1數(shù)字化實驗設備對高中化學實驗探究活動的影響廣州市天河中學汪明微(510630)摘要：數(shù)字化實驗設備引入高中化學實驗探究教學將提升了問題探究的深度和廣度，豐富了探究方案設計，方便了證據(jù)的收集，形成了科學的解釋與結論，清晰、明了的交流、客觀有效的反思與評價。關鍵字：數(shù)字化實驗設備化學實驗探究教學化學是一門以實驗為基礎的自然科學，可以說化學實驗是化學賴以生存并不斷發(fā)展的基礎。從一定意義上說，實驗就是化學學科的生命線。抓住“以實驗為基礎”這一

2、基礎特征，不僅能使學生加深理解，鞏固化學基礎知識，更重要的意義在于可以培養(yǎng)學生形成科學的思維方式，掌握科學的研究方法。高中新課程化學教材把相當多的驗證性實驗改為探究性實驗，更有利于激發(fā)學生的學習興趣，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力，有利于培養(yǎng)學生實事求是，嚴肅認真地科學態(tài)度，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)新能力，也有利于使學生將所學的知識和技能應用于科學技術的創(chuàng)新和日常生活等方面。在新一輪的課程改革中，科學探究不僅被作為重要的理念

3、強調、作為教學建議提出，而且被列入了課程目標和內(nèi)容標準之中。但在中學開展探究性實驗教學多年來，特別是在實行高中新課程這一年來，一直存在以下幾個困難：一是探究活動需要時間的與緊張課時的矛盾；二是探究實驗設備特別是較高精度的數(shù)字化實驗設備的需要與實際設備不足的矛盾；三是課本上驗證性實驗過多而探究性實驗不足的矛盾；四是定性實驗過多，定量實驗過少的矛盾；五是探究實驗的過程的體驗與嚴謹?shù)膶嶒灢僮饕蟮拿?。PO數(shù)字化實驗設備的引入解決了缺少探究設

4、備的問題；同時由于它的快速直觀也緩解了課堂教學時間緊張問題；它的靈活、方便、易用性改變了解決了部分傳統(tǒng)實驗過度要求規(guī)范操作導致的重細節(jié)忽視整體實驗過程體驗的問題。從此在中學化學大量的定性實驗引入了定量要素，從原有關注實驗現(xiàn)象轉變成關注實驗過程與原理，再結合其它科學探究的要素，從而使中學化學實驗由此進入了準科學探究的階段。下面我們就分析下數(shù)字設備的引入對化學探究活動各環(huán)節(jié)帶來的影響：1、拓展了探究問題的深度和廣度：問題是探究活動的核心，但

5、是枯燥、平淡的問題味同嚼蠟，不僅無法引起學生的興趣和注意，反而會使學生感到厭煩。數(shù)字化設備拓展問題探究的廣度，借助數(shù)字化實驗設備，把很多原來只能意會的問題數(shù)字化、外顯化，他的可攜帶性使實驗可直接應用于真實情境，更容易解決生活中的實際問題，如用數(shù)字化實驗設備測定酸雨、水質污染等環(huán)境污染問題。數(shù)字化設備對探究問題的深度提出了更高的挑戰(zhàn)，如在原電池實驗中，利用簡單的實驗，電極、溶液的相互組合判斷原電池的形成條件及相應的正負極，讓學生在復習交叉

6、分類法的同時又參與了探究活動，實際上測得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，把原電池電極全國化學最優(yōu)課題成果交流材料3引入又為我們提供了一種測定離子濃度的新方法（圖3）圖5丙酮摩爾質量測定的數(shù)據(jù)曲線4、方便了證據(jù)的收集數(shù)字化實驗設備含：傳感器——數(shù)據(jù)采集器——計算機——應用軟件，計算機和傳感器的介入更快更準確的獲得可連續(xù)的監(jiān)測和采集實驗數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了教學時間，使精力投入更有創(chuàng)造性的方面。實踐證明，

7、過分要求操作的實驗，讓學生的精力主要集中在實驗操作上，不利于學生探究思維的培養(yǎng)。利用探究實驗設備測出來的數(shù)據(jù)和證據(jù)以數(shù)字、圖表為主，更客觀、真實地展現(xiàn)實驗過程和收集到的證據(jù)。作為實驗數(shù)據(jù)的記錄，傳統(tǒng)實驗是采樣的方法來記錄，容易有疏漏，在數(shù)字化實驗設備中如實記錄了每一個實給過程的數(shù)據(jù)。特別是對那些現(xiàn)在沒法解釋的數(shù)據(jù)，記錄下來在以后的學生中尤為重要。如在比較碳酸鈉與碳酸氫鈉的實驗探究中，比較二者的分解溫度時，教材設計的實驗是用套管實驗，加熱