浅谈新课改背景下数字化技术在高中化学教学中的运用

发布时间:2018/7/31 9:45:00 编辑:goodook 手机版
  在新课程标准中,科学探究被列入了课程目标之中。数字化设备灵活、方便、易用,解决了部分传统实验过度要求规范操作导致的重细节忽视整体实验过程体验的问题。在传统中学化学的定性实验中引入定量要素,从原有关注实验现象转变成关注实验过程与原理,使中学化学实验进入了准科学探究的阶段。
  一、数字化设备在高中化学课堂的优势
  数字化实验设备含:传感器—数据采集器—计算机—应用软件,计算机和传感器的介入更快更准确地获得可连续的监测和采集实验数据,节省了教学时间,把很多原来只能意会的问题数字化、外显化,使实验可直接应用于真实情境,更容易解决生活中的实际问题。笔者认为,数字化设备在新课改高中化学课堂有以下几点优势:
  1.数字化设备构建了有效率的课堂教学
  作为实验数据的记录,传统实验是用采样的方法来记录,容易有疏漏。
  例如,在学习“酸碱中和滴定”实验时,传统课堂通过不断测定滴定过程中pH变化来手绘滴定曲线,几乎是课堂教学中不可能完成的任务,此时可以利用pH传感器的实时检测功能,借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线,便携、直观地认识酸碱滴定中的“突变”的存在,加深理解应用数字化仪器进行实验对中学教学的功能。
  2.数字化课堂拓展了探究问题的深度和广度
  数字化实验设备的引入让探究活动反思更细致,通过记录整个实验过程,如在实验中存在一些数据异常,给了我们分析、质疑、反思、评价时更客观的依据。如在油脂的水解这一案例中,设计方案中为了让水解产生的酸多点,更方便测定,我们用了较多的植物油,但结果却发现pH测定数值不变。通过分析和讨论发现原来是油脂过多,粘在pH探头上,阻止了pH探头与溶液的接触,后将油脂用量减少到1mL,数据效果较符合预测现象;后在溶液中加入少量乙醇增大油脂在水中的溶解程度,数据图像良好。类似这种有效反思要贯穿于整个探究活动中。
  3.数字化设备使解释与结论更加真实有效
  数字化实验设备的引入使评价更客观,更具备发展性,有利于学生的成长。
  如,在配制一定物质的量浓度的溶液时,由于课堂教学中教师不可能一一观察到所有学生的实验操作是否规范,只凭最后定容是否准确,而不是根据溶液浓度是否准确来判断,这种做法当然有失偏颇。借助离子电极或电导率仪或密度计可以立即测定出氯化钠溶液浓度是否与要求相符,也给了学生反思的空间,通过误差分析,他们学会如何在实验中有效的控制误差。
  4.数字化设备使预测和假说更具方向性和指导性
  预测与假说是学生根据初步的资料与事实材料,运用已知的科学原理,充分发挥想象力和创造力,对所研究的化学物质的本质和规律提出的一种初步设想。
  在数字化设备的支持下,通过初步方向性探究,提供了大量有用的数据提示,使我们可以缩小预测范围,有效控制预测和假说的变量,让问题的预测和假说更具方向性和指导性。
  5.数字化设备丰富了探究方案的选择
  数字化设备的引入,扩大了学生的参与面,降低了实验操作水平的要求,同时也降低了分析难度,由原来的演示实验变成了可让每个学生都能参与探究的实验。如,可以提供用pH探头和氯离子探实测定卤代烃水解中微小的pH变化和检验卤素离子的方案;用比色法测定铜离子浓度的方案;用称量法测定碳酸钙与盐酸反应溶液质量的变化,并以此来确定反应速度的方案;还有用已知浓度强酸滴定未知浓度弱碱等实验方案。
  6.数字化设备方便了证据的收集
  数字化实验设备中如实记录了每一个实践过程的数据。特别是对那些现在没法解释的数据,记录下来在以后的学生中尤为重要。
  例如,学习“难溶电解质的溶解平衡”时,笔者尝试利用数字化传感器做Nacl溶液和Agcl溶液电导率测试对比,屏幕上不断变化的电导率实时数据可以清晰证明在Agcl溶液中存在可以自由移动的离子,从而让学生理解溶解平衡的概念。
  二、數字化技术运用目前存在的问题
  教师长期适应了教教材,接受了传统的实验设备,而且数字化设备引入的数据,最终是需要通过分析才能产生解释与结论。但如何进行数据的取舍,如何进行数据的校正,如何进行数据的计算等等如中和滴定求中和点时要用到原来大学才能用到的求导的概念,这些也是我们面临的重大挑战,需要教师和学生共同努力、共同学习来克服。
  在化学课堂上,数字化技术所带来的好处和效应还有很多,包括情境的模拟和创设,对教材的补充,对学生兴趣的激发等等。在实际教学中,我们要充分运用好数字化设备,构建一个高效率、高水平的课堂。
  参考文献:
  [1]王祖浩.高中化学课程标准解读(实验)[M].湖北教育出版社,2004-01.
  [2]桑新民.基础教育迎接数字化的挑战[J].教育情报参考,2004(1).