數學建模思想在初中化學數字化實驗教學中的應用研究初探

余茂碧

摘要：隨著科學技術的不斷進步，教育事業(yè)不斷創(chuàng)新。將數字化實驗應用于化學教學中，有利于在定量研究的基礎上建立數學模型，加深對核心概念的理解和應用。通過教研組長和骨干教師培訓、數字化實驗研究與實踐、數學建模與教學指引撰寫、數字化實驗微課資源開發(fā)等實踐活動，使數學建模思想在初中化學數字化實驗教學中的應用研究取得了初步成果。

關鍵詞：數學建模思想;初中化學數字化實驗教學;應用研究

引言

隨著我國素質教育的全面推行，在初中化學學科授課的過程中，教師應當將自主學習的主動權轉交給學生，鼓勵學生在初中化學課堂中自主探究與合作學習，是學生的主動作用得到充分地發(fā)揮。教師也要引導學生正確的思維方向，在自主探究學習的教育思想的影響下，創(chuàng)新教學方式，使學生自主學習能力能夠得到有效地提升。因此，將“互聯網+”技術完全應用在初中化學教學中尤為重要，所以初中化學課堂如何達到最佳效果正是當前教育領域應當研究的重點話題。以下講述了與充分介紹了“互聯網+”技術在初中化學中的具體應用方法。

1數字化實驗研究與實踐

成立了數字化實驗研究與實踐小組，創(chuàng)設課堂教學展示機會，推薦教師參加省市級各類教學競賽，以此輻射帶動全區(qū)初中化學教師。如，某外國語學校的桑小霞老師以專題復習課《我們周圍的空氣》，榮獲江蘇省初中化學優(yōu)質課評比一等獎。課中運用手持技術，通過數字化傳感器分別將空氣和人體呼出的氣體中氧氣和二氧化碳的體積分數顯示出來，數據清晰直觀，有助于糾正學生的錯誤觀點，初步建立轉化和平衡的觀念。再如，某航空航天大學附屬初級中學的張楓、南京市鐘英中學的莊鑫、南京市第一中學初中部的陳功三位教師代表秦淮區(qū)參加了南京市實驗展示活動，利用壓強傳感器、溫度傳感器、濁度傳感器探究化學反應速率的某些影響因素，設計思路新穎，獲得專家好評。

2多媒體演示，提高實驗教學效率

由于一些化學實驗反應過程劇烈，具有一定的危險性，教師通過多媒體進行實驗演示，不但不會對教學環(huán)境造成污染，而且可避免對學生身心健康造成影響。信息技術應用在教學中，教師能夠對相關視頻進行搜索并通過多媒體播放，學生可清楚地對實驗的每個步驟進行觀察，能較容易地理解一些實驗現象。此外，在進行化學實驗教學之前，教師需要利用較多的時間確保準備工作的有效開展，還應嚴格把握實驗的有效性，這在一定程度上降低了教學效率。而通過多媒體演示，教師只需要將化學實驗過程通過課件的方式呈現出來，省去了大量的準備工作，有效節(jié)省了教學時間，并且還可以通過回放學生不懂的環(huán)節(jié)，深化學生理解，有效提高了教學效率與質量。比如，教師在開展“粉塵爆炸”實驗教師時，由于實驗過程較為復雜，并且具有一定的危險性，需要取出丁烷打火機壓電器，去除導體絕緣皮，分別連接壓電器導線等一系列步驟，耗時較長，因此教師可以通過多媒體進行演示，學生通過動畫的形式對實驗中的每個步驟進行觀察，以此達到提升實驗教學效率的目的。

3實驗微課的趣味性

實驗微課是對實驗視頻繼承和發(fā)展的一種資源，它相比單純的實驗視頻更具目的性和設計感，教師可根據實驗微課的具體使用目的來設計實驗微課。例如課題“分子和原子”中的分子的運動探究實驗，可制作成“魔法櫻花”的學生實驗微課導入，同樣是氨分子運動使酚酞變紅，但是卻有更好的視覺效果，使得學生眼前一亮，對新課題充滿興趣，學習積極性高昂，認真學習后再進行教材中的氨分子運動的探究實驗，加深分子運動的印象，學生很快便能體會微觀粒子的特征。分組實驗過程中還可拍攝收集學生實驗操作，并利用學生素材制作學生實驗微課，正確與錯誤的操作制作成對比實驗微課，讓學生觀察都會增強課堂互動性，提高教學效果。師生還可以對一些實驗進行改進、創(chuàng)新等方面的研究，錄制實驗微課，共同研究學習。例如：二氧化碳的性質實驗可設計裝置的綜合性，氨分子運動實驗裝置的改進，空氣中氧氣含量測定實驗的改進等等。

4應用信息技術，優(yōu)化實驗教學過程

在初中化學實驗教學中，由于一些實驗過程反應相對較快，甚至反應過程在瞬間發(fā)生，學生在觀察過程中很難對反應過程進行清晰的觀察，導致學生無法對實驗過程完全掌握，不能全面理解化學實驗知識。而信息技術的應用能夠有效改變這一現狀，教師通過信息技術應用，能夠根據學生學習狀態(tài)對化學實驗過程進行暫停、放慢等，對于學生無法理解的環(huán)節(jié)，還可以通過慢放讓學生清晰地觀察實驗過程，如反應狀態(tài)及變化等情況，以此加深學生對化學反應過程的理解，從而使學生全面掌握化學實驗知識。

結語

研究的過程，既是一個探索的過程，更是一個實踐的過程。本研究在付出努力取得成績的同時，也發(fā)現一些困惑和疑難，值得認真反思，以指導今后的進一步研究。

參考文獻：

[1]劉巧紅.互聯網技術在初中化學教學中的應用[J].學苑教育，2021（18）：35-36.

[2]任忠堂.信息技術在初中化學實驗教學中的有效應用[J].甘肅教育，2017（20）：63.