張斌玉

（合肥師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 安徽合肥 230000）

數(shù)字實驗應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)的可行性分析

張斌玉

（合肥師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 安徽合肥 230000）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中學(xué)化學(xué)科學(xué)探究環(huán)節(jié)中化實驗教學(xué)方式也逐漸由傳統(tǒng)方式轉(zhuǎn)向數(shù)字化的實驗方式。對于化學(xué)教學(xué)來說，實驗是教學(xué)的重要方法，由于傳統(tǒng)的方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的教學(xué)要求，數(shù)字化實驗教學(xué)逐漸成為化學(xué)實驗教學(xué)的主流。課堂觀察作為一種重要的化學(xué)課堂教學(xué)評價方式，是提高課堂教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量的重要載體。本文將采用課堂觀察技術(shù)分析數(shù)字實驗在教學(xué)中的應(yīng)用，并進行定性分析與研究，以期為化學(xué)實驗教學(xué)改革提供借鑒。

數(shù)字實驗 課堂觀察 化學(xué)教學(xué)

化學(xué)是一門以實驗探究為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，化學(xué)實驗是一個手腦并用的過程，這對學(xué)生的科學(xué)思維能力、創(chuàng)新能力提供了鍛煉的平臺。實驗教學(xué)是一個讓學(xué)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(xué)生直觀有趣的接受新知識。因此，在化學(xué)教學(xué)課堂中加入實驗很有必要，有效發(fā)揮實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要作用，是每一個化學(xué)教學(xué)工作者的重要任務(wù)。基于新課程改革的背景，對中學(xué)化學(xué)科學(xué)探究環(huán)節(jié)中實驗教學(xué)模式進行觀察，探索傳統(tǒng)實驗與數(shù)字實驗應(yīng)用的教學(xué)策略，在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上，從宏觀和微觀角度、定性和定量手段探索數(shù)字化實驗教學(xué)模式。重點是將課堂觀察技術(shù)應(yīng)用在中學(xué)化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)中，分析其中的利與弊。對于優(yōu)點進行進一步的推廣，對于存在的不足，提出改進建議。

一、數(shù)字實驗在教學(xué)應(yīng)用的可行性

隨著現(xiàn)代社會信息技術(shù)的迅速發(fā)展，中學(xué)化學(xué)實驗的形式也在與時俱進。各種新材料、新設(shè)備、新技術(shù)越來越多地在中學(xué)化學(xué)教學(xué)及其實驗中得到應(yīng)用，一種以計算機和傳感器為基礎(chǔ)的數(shù)字化實驗應(yīng)運而生。數(shù)字化實驗以傳統(tǒng)實驗為基礎(chǔ)，通過各種傳感器，例如PH傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溶解氧傳感器、氧氣傳感器等等替代傳統(tǒng)的實驗儀器，將實驗數(shù)據(jù)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(xiàn)象，揭示規(guī)律。數(shù)字化實驗通過與計算機連接的傳感器實時采集數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了實驗過程數(shù)據(jù)自動記錄，相當(dāng)于用傳感器和計算機代替人眼、手、紙和筆記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄的時間連續(xù)性，實現(xiàn)了瞬間變化“可視化”。例如將傳感器技術(shù)引入溶液PH與溫度關(guān)系的實驗教學(xué)，就可以在較短的時間內(nèi)清晰地記錄下PH隨溫度變化的圖像，具體再現(xiàn)的過程，便于總結(jié)歸納實驗教學(xué)的知識點。但是作為一項先進的技術(shù)引入課堂教學(xué)中并且能夠在課堂教學(xué)中廣泛應(yīng)用，必然是個長期的過程，高額的試驗設(shè)備是一個方面，最重要的是能否與傳統(tǒng)實驗巧妙的有機結(jié)合，甚至完全取代傳統(tǒng)實驗來達到教學(xué)目標(biāo)是一個更值得研究與探討的話題。［1］

二、課堂觀察實驗教學(xué)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(xiàn)，確定合理的觀察點，在收集客觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進行科學(xué)的分析，從而為更好地改善課堂教學(xué)而開發(fā)的一種工具。［2］

2．到中學(xué)實地調(diào)研，了解中學(xué)化學(xué)教師在聽評課過程中運用課堂觀察技術(shù)的情況。

深入中學(xué)實際，多多考察中學(xué)化學(xué)教師的實際運用課堂觀察技術(shù)的情況，同時進行分析，為數(shù)字化實驗的發(fā)展提供現(xiàn)實依據(jù)，進而完善科學(xué)探究程序。

3．到中學(xué)實地聽課，錄制視頻，根據(jù)所選擇的觀察內(nèi)容進行課堂教學(xué)研究。

將所收集的信息和數(shù)據(jù)整理、匯總并呈現(xiàn)出來，并根據(jù)結(jié)果修改完善所用的量化表格，然后總結(jié)課堂觀察課在實踐中的運用。

4．充分發(fā)揮課堂觀察技術(shù)作用的改進策略研究。

三、擬解決的關(guān)鍵問題

1．通過課堂觀察技術(shù)對中學(xué)的數(shù)字化實驗課堂進行深入研究，推動問題探究式的教學(xué)文化建設(shè)，促進教學(xué)質(zhì)量提高。

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

四、擬定的課堂觀察量表

實驗類型：A傳統(tǒng)實驗 B數(shù)字實驗 C傳統(tǒng)實驗+數(shù)字實驗

實驗名稱 ____________ 實驗類型 ____________

評價項目 權(quán)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(guī)范合理 10組內(nèi)合作實驗探究有序，人人積極參與，交流 10學(xué)生（30分）教師能夠創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生積極思考 10教師（30分） 教師能根據(jù)學(xué)生反饋，及時調(diào)整，靈活處理 10教師能給學(xué)生充分思考的空間和時間 10效果（40分）實驗設(shè)計合理，達到教學(xué)目標(biāo) 15小組當(dāng)堂完成探究實驗，目標(biāo)達成率高 15學(xué)生思維活躍，狀態(tài)積極，滿意率高 10總分 100簡評：評課教師：

［1］錢揚儀．信息技術(shù)與化學(xué)課程整合研究［J］，高等教育出版社2003．6

［2］鄭長龍．化學(xué)實驗教學(xué)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(xué)探究活動——安徽省高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課評析及反思 ［J］．化學(xué)教育,2010,(9)：12-14．