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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)方式也逐漸由傳統(tǒng)方式轉(zhuǎn)向數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)方式。對(duì)于化學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重要方法，由于傳統(tǒng)的方式已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前的教學(xué)要求，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)逐漸成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(píng)價(jià)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(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用，并進(jìn)行定性分析與研究，以期為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供借鑒。

數(shù)字實(shí)驗(yàn) 課堂觀察 化學(xué)教學(xué)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)探究為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)手腦并用的過(guò)程，這對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維能力、創(chuàng)新能力提供了鍛煉的平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)讓學(xué)生感性地認(rèn)識(shí)理性問(wèn)題的橋梁，通過(guò)具體的做一些實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀有趣的接受新知識(shí)。因此，在化學(xué)教學(xué)課堂中加入實(shí)驗(yàn)很有必要，有效發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要作用，是每一個(gè)化學(xué)教學(xué)工作者的重要任務(wù)?；谛抡n程改革的背景，對(duì)中學(xué)化學(xué)科學(xué)探究環(huán)節(jié)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行觀察，探索傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的教學(xué)策略，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。重點(diǎn)是將課堂觀察技術(shù)應(yīng)用在中學(xué)化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，分析其中的利與弊。對(duì)于優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的推廣，對(duì)于存在的不足，提出改進(jìn)建議。

一、數(shù)字實(shí)驗(yàn)在教學(xué)應(yīng)用的可行性

隨著現(xiàn)代社會(huì)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的形式也在與時(shí)俱進(jìn)。各種新材料、新設(shè)備、新技術(shù)越來(lái)越多地在中學(xué)化學(xué)教學(xué)及其實(shí)驗(yàn)中得到應(yīng)用，一種以計(jì)算機(jī)和傳感器為基礎(chǔ)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)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(shí)驗(yàn)儀器，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集之后交由計(jì)算機(jī)分析處理，進(jìn)而更加明確、清晰地展示現(xiàn)象，揭示規(guī)律。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)通過(guò)與計(jì)算機(jī)連接的傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，相當(dāng)于用傳感器和計(jì)算機(jī)代替人眼、手、紙和筆記錄數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間連續(xù)性，實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)，就可以在較短的時(shí)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(guò)程，便于總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。但是作為一項(xiàng)先進(jìn)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(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，高額的試驗(yàn)設(shè)備是一個(gè)方面，最重要的是能否與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)巧妙的有機(jī)結(jié)合，甚至完全取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來(lái)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)是一個(gè)更值得研究與探討的話題。［1］

二、課堂觀察實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)觀察量表。

課堂觀察量表是通過(guò)研究教師在課堂上的表現(xiàn)，確定合理的觀察點(diǎn)，在收集客觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)地調(diào)研，了解中學(xué)化學(xué)教師在聽評(píng)課過(guò)程中運(yùn)用課堂觀察技術(shù)的情況。

深入中學(xué)實(shí)際，多多考察中學(xué)化學(xué)教師的實(shí)際運(yùn)用課堂觀察技術(shù)的情況，同時(shí)進(jìn)行分析，為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的發(fā)展提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，進(jìn)而完善科學(xué)探究程序。

3．到中學(xué)實(shí)地聽課，錄制視頻，根據(jù)所選擇的觀察內(nèi)容進(jìn)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(lái)，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(shí)踐中的運(yùn)用。

4．充分發(fā)揮課堂觀察技術(shù)作用的改進(jìn)策略研究。

三、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

1．通過(guò)課堂觀察技術(shù)對(duì)中學(xué)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行深入研究，推動(dòng)問(wèn)題探究式的教學(xué)文化建設(shè)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高。

2．通過(guò)進(jìn)一步的課堂觀察量表分析，總結(jié)如何應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，并分析數(shù)字實(shí)驗(yàn)的比重，看清數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)的利弊與重要性，針對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中存在的不足，分析和研究出一套改進(jìn)方案。使數(shù)字實(shí)驗(yàn)真正成為對(duì)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(shí)驗(yàn)類型：A傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn) B數(shù)字實(shí)驗(yàn) C傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)+數(shù)字實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)名稱 ____________ 實(shí)驗(yàn)類型 ____________

評(píng)價(jià)項(xiàng)目 權(quán)重 得分自主，合作，探究完成探究實(shí)驗(yàn) 10小組參與面廣，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范合理 10組內(nèi)合作實(shí)驗(yàn)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(wèn)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(shí)調(diào)整，靈活處理 10教師能給學(xué)生充分思考的空間和時(shí)間 10效果（40分）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理，達(dá)到教學(xué)目標(biāo) 15小組當(dāng)堂完成探究實(shí)驗(yàn)，目標(biāo)達(dá)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(jiǎn)評(píng)：評(píng)課教師：

［1］錢揚(yáng)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(zhǎng)龍．化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dòng)——安徽省高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課評(píng)析及反思 ［J］．化學(xué)教育,2010,(9)：12-14．