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中学化学中数字化实验系统的拓展探究

发布时间:2020-12-02 人气:

  摘 要:随着时代的发展,现在的教学模式已经满足不了学生摄取知识的进程,并且传统中学化学实验课的授课模式存在一定的弊端,比如在实验课上只能展现定性研究的方面,而定性因素很容易受环境与实验工具的影响,所以在这种情况下很难开展实验教学。为了解决此模式的弊端,学校开始开展数字化实验系统与化学课程相结合的课堂模式,从试验仪器的合理配备、实验原理的科学开发以及实验的目的三方面开展数字化实验体系。文章结合信息技术与化学实验教学整合的意义、优势两个方面,论述数字化实验系统下的化学实验拓展,从而更好地促进此教学模式发展,为教育事业的发展打下更好的基础。
  关键词:数字化实验系统;化学实验;中学化学;拓展探究
  一、 引言
  中学化学是为升高中做铺垫,是学科中尤为重要的一部分,而实验教学是促进学生学习化学的基本手段,所以在课堂中化学实验是授课手法中的一个重要手段。并且随着时代的快速发展,信息技术已经涉及世界的各个角落,而“大数据时代”也是以互联网技术为基础的,又以信息技术为核心成为人们数据整合的创造性工具。在教学方面教师也可以使用数字化的教学模式,让化学与信息整合,是现在时代教学发展的趋势,所以应该顺应这个局势成为教学中的主要方法,并提高学生的综合素养。
  二、 信息技术与化学实验教学
  (一)信息技术与化学实验课程整合的意义
  随着数字化时代的到来,在阶段的教学问题变成了如何将化学与信息技术有效的整合,为了解决这个新课标的合理开展,学校应该积极顺应新课程改革的理念。以往的传统化学实验在中学的开展并不顺利,关于定量研究实验只能通过书本理论分析实验的变化过程,学生对于片面的知识理论无法理解其中的奇妙,缺少亲身体验的机会,所以就会导致学生学习质量下降,逐渐失去对此学科的兴趣。基于以上的问题,教师可以结合DISLAB数字化实验系统和试验设备,为学生提供课本中的定量探究实验,让学生直观体验到化学的奥秘和实验过程中物质的变化的过程,从而让学生理解化学变化的原理,而该教学模式还可以形成函数图像,间接丰富了学生的视野,提供了课本不存在的知识点,充分激发了学生的积极性与创造性,使得学生有良好的创新思维与实践能力,让教学落在实处。
  (二)数字化实验系统与化学课程整合的优势
  数字化实验系统是硬件与软件呈一体的、先进的实验系统,它的组成部分比较复杂:由“多类型传感器+数据采集器+化学实验软件+多媒体”多个程序组成的新型教学实验系统。多类型传感器,它代替了传统课堂上的实验测量仪器,能够采集出化学气体的质变、溶液中的pH数值、电解质的物质性质、热胀冷缩等实验的数据数值,并通过这些数值和实验软件将大量的数据形成各个数据图,在信息化的角色上各个环节的紧扣,让实验教学变得操作简单化、在真正的实验基础上完成了信息化与化学实验教学的整合。
  (三)符合新课程改革对化学实验的要求
  近年来提出的新课程改革,对整个教学环境都作出了改革要求,而在新的一轮改革中提出化学实验课程要与信息技术进行整合,而现在的改革也是应了新课改的要求,现阶段教育与信息结合是时代发展的趋势。信息技术渗透到实验室,帮助学生学习化学、帮助教师提高课堂质量、帮助师生架起沟通的桥梁,成为化学实验课中的“利剑”。利用数字化实验中的在线测量、数值展现、完成模拟图来解剖实验成果,从而引导学生自主研究、团队互助、多途径解决问题、拓宽思维能力、提高综合剖析能力和创新精神,经过上文论述适合当代的新课程改革的要求。
  三、 数字化实验系统下的化学实验拓展
  数字化实验系统下的化学实验拓展为学生带来了新的实验研究平台,让学生脱离了传统的教学模式,从而使单一的、局限的定性实验向多功能、精确性高的定量实验转变。这一功能的转变让学生从本书中解放了出来,再也不用苦涩的背诵数据记录、实验过程、理论公式、数据模型等类型的知识,然而代替的是新型实验教学模式,让学生有充足的时间理解其中的理论知识,这种多元化的分析平台为教育事业提供了便利。同时,数字化实验系统与化学课程的整合还处在实施阶段,当中还存在一系列的问题没有解决。比如:传统的教学模式与数字化实验系统的磨合并不顺利,因为这里概念的提出是顺应时代进程发展而演变出来的,在思想上需要具备先进性,,它的实施本身就需要与传统的事物进行变通。反而代之的是应该以学生为课堂的主体,尊重学生的实践性、创新思维、反思考能力、团队合作共赢的教育理念与课堂模式,这样才能为化学课堂提供良好的发展空间。
  (一)化学实验仪器的拓展
  化学实验是以化学实验仪器为载体进行实验的,所以实验仪器的质量直接决定了实验结果的精准性,也直接影响了学生的学习质量与教师的教学质量。而现在的数字化实验系统便可以解决这些不必要的问题,只是将实验数据数字化,在模拟实践的基础上完成了实验所需要的各种数据,让信息化与化学课程整合。就像上文中讲到的过程一样:“多类型传感器+数据采集器+化学实验软件+多媒体”,只是传感器代替了部分实验所需要的测量仪器,与传统的实验相比并无太大差别,只是这种方法更便利,弥补了其中的缺点。这就表明数字化实验系统可以拓展到课堂上,为教学所用。
  接下来,我们可以看一下,现在教学案例中的应用例如:《酒精灯火焰温度的比较测定》。众所周知,酒精灯火焰一般分为三个部分:焰心、內焰、外焰。一般传統的教学模式都是先准备一根小木棒,然后将木棒放在火焰的中心烧,接着教师带领学生观察:找出木棒最开始碳化的部分,观看所处阶段的火焰,最终确定酒精灯火焰最旺盛的地方。得到的结论仅是在酒精灯火焰的位置上是从焰心、内焰、外焰逐渐上升温度的,如果是具体的温度数据并无法得知。
  如果是利用数字化实验系统,以及辅助软件高温传感器,教师就可以对酒精灯的焰心、内焰、外焰一一进行温度的测量,从而带领学生读取出精准的温度数值,并在多媒体上形成数据图,让学生一目了然的发现酒精灯火焰焰心、内焰、外焰依次的温度变化。并且新颖的教学方法也让学生集中了注意力,来带动课堂的学习质量,从而得出一套完整的结论。

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