2022年關(guān)于在高中化學(xué)中展開(kāi)學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的研究高中知識(shí)

1、關(guān)于在高中化學(xué)中展開(kāi)學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的研究目前數(shù)字化實(shí)驗(yàn)已深入到社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的核心設(shè)備各種傳感器及微電極的研究為我國(guó)分析化學(xué)領(lǐng)域優(yōu)先資助的前沿課題?在中學(xué)化學(xué)教育中引入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué),一方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)工具的缺陷,使實(shí)驗(yàn)的方法更加先進(jìn) ,實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確 ,實(shí)驗(yàn)的步驟更加清晰 ;另一方面革新了化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器與方法 ,拓展了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容 ?我校有非常有利的硬件條件專屬數(shù)字化教學(xué)的實(shí)驗(yàn)室?為了有效地利用學(xué)?，F(xiàn)有資源 ,為了將數(shù)字實(shí)驗(yàn)與教學(xué)實(shí)踐更好的結(jié)合,通過(guò)對(duì)幾個(gè)典型的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究與改進(jìn) ,將其傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作方法改進(jìn)為數(shù)字化操作,定位于可廣為推廣的學(xué)生實(shí)驗(yàn) ,應(yīng)用

2、于日常教學(xué)與學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)?同時(shí)對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用數(shù)字實(shí)驗(yàn)提供一定的教學(xué)參考, 進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮應(yīng)用, 從而有效地提高高中化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量?本研究在高中化學(xué)新教材的教學(xué)中積累相關(guān)案例,從實(shí)踐中研究與改進(jìn)幾個(gè)典型的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn) ,將其傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作方法改進(jìn)為數(shù)字化實(shí)驗(yàn),應(yīng)用于日常教學(xué)與學(xué)生的研究型學(xué)習(xí) ?對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用數(shù)字實(shí)驗(yàn)提供一定的教學(xué)參考,發(fā)揮數(shù)字實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì),使之與課堂教學(xué)更為合理 ?緊密地整合 ?課題研究?jī)?nèi)容 : （1）研究能廣泛適用于高中化學(xué)教學(xué)的學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)案例?（2）研究學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)方案及其實(shí)驗(yàn)報(bào)告的設(shè)計(jì)?（3）研究比較學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)

3、與傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果?（4）研究學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)高中化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐價(jià)值?（5）研究學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高學(xué)生能力的意義?（6）研究在實(shí)踐過(guò)程中所遇到的問(wèn)題?研究結(jié)果 : (一)能廣泛適用于高中化學(xué)教學(xué)的學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)案例?在高中學(xué)段化學(xué)理論體系中, 理論上有不少可用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)?數(shù)字化實(shí)驗(yàn)案例相關(guān)化學(xué)理論傳感器1. 溶質(zhì)在溶解過(guò)程中的能量變化現(xiàn)象化學(xué)變化中的能量變化溫度傳感器2. 中和反應(yīng)中的熱效應(yīng)溫度傳感器3. 溶液酸堿度測(cè)定電解質(zhì)溶液 ?強(qiáng)弱電解質(zhì) ?鹽類水解ph傳感器4. 各種溶液導(dǎo)電性的測(cè)定電導(dǎo)率傳感器5. 強(qiáng)弱電解質(zhì)的鑒別ph傳感器 ?電導(dǎo)率傳感器精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p

4、d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -6. 酸堿中和滴定ph傳感器 ?滴數(shù)傳感器7. 溫度對(duì)弱電解質(zhì)電離的影響ph傳感器 ?溫度傳感器8. 活潑金屬與酸反應(yīng)的速率化學(xué)反應(yīng)速率 ?化學(xué)平衡理論氣壓傳感器9. 固體表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響氣壓傳感器此外, 將若干傳感器很好的組合 , 更可實(shí)現(xiàn)大型的 ?戶外或與實(shí)際生活相關(guān)的學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn) , 比如水質(zhì)測(cè)定 ?飲料成分測(cè)定 ?碘鹽中含碘量的測(cè)定等等 ?( 二) 學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)方案及其實(shí)驗(yàn)報(bào)告的設(shè)計(jì)?在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上, 突出對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究與分析,

5、 強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)形結(jié)合認(rèn)知?分析?歸納?總結(jié)的能力 , 相對(duì)簡(jiǎn)化具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟 , 偏重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的自行設(shè)計(jì), 在實(shí)驗(yàn)中滲透學(xué)生主觀能動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力 ?初步擬定實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)報(bào)告有以下幾個(gè)部分組成: 實(shí)驗(yàn)探究目的 ?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)原理 ?實(shí)驗(yàn)器材及藥品選用 ?實(shí)驗(yàn)操作步驟 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出 ?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 ?實(shí)驗(yàn)誤差討論等 ?在此,筆者選取呈現(xiàn)一個(gè)案例 ?濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理 : 除參加反應(yīng)各物質(zhì)本身化學(xué)性質(zhì)以外,還有許多因素均可能會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生一定影響 ,這些因素包括反應(yīng)物的濃度?物理?xiàng)l件例如反應(yīng)物表面面積?溫度?催化劑的存在與否 ?壓力(如果反應(yīng)包含氣體 )

6、?以及光等等 ?化學(xué)反應(yīng)速率可以通過(guò)研究單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物或反應(yīng)物的數(shù)量(或濃度 )的改變率來(lái)檢測(cè) ?在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中 , 2co 是其中一個(gè)形成的產(chǎn)物 ?通過(guò)使用氣體壓力傳感器, 這個(gè)反應(yīng)的變化率可以由在一個(gè)附上的反應(yīng)容器的壓力的增加被測(cè)試?通過(guò)改變反應(yīng)物的濃度 , 我們可以研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的效應(yīng)?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?: 一?使用計(jì)算機(jī)來(lái)測(cè)量來(lái)自反應(yīng)物形成的氣體壓力的變化二?研究反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -實(shí)驗(yàn)儀器及藥品 : 計(jì)算機(jī) ?氣體壓力傳感器及專用試管?5

7、0ml量筒?0.5mol/l鹽酸?0.25mol/l鹽酸實(shí)驗(yàn)步驟 : 一?使用沙皮紙將鎂帶表面的氧化膜去除,取等長(zhǎng)約 2 厘米長(zhǎng)的鎂帶 ,分別裝入兩支干燥的專用試管中 ?二?用兩只 10ml量筒分別量取 5ml0.5mol/l鹽酸及 5ml0.25mol/l鹽酸,放在一旁備用 ?三?預(yù)備氣體壓力傳感器來(lái)采集數(shù)據(jù),將開(kāi)始采集的條件定為壓力在104kpa 以上?四?將 5ml0.5mol/l鹽酸倒入一支裝有鎂條的專用試管,開(kāi)始采集數(shù)據(jù) ?五?重覆步驟四 ,這次使用 0.25mol/l鹽酸?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(以圖表形式輸出 ) 問(wèn)題與討論一?描述你的圖表中出現(xiàn)的兩條曲線?評(píng)論兩條曲線的形狀 ?二?在反應(yīng)的速

8、率上 ,你可以總結(jié)關(guān)于反應(yīng)物濃度的效果嗎? 三?在這反應(yīng)中哪一種反應(yīng)物是過(guò)量的,是鎂還是鹽酸 ? 請(qǐng)解釋原因 ?知識(shí)擴(kuò)展請(qǐng)?jiān)谀愕膱D標(biāo)中大略地描繪出0.5mol/l的硫酸與鎂條的反應(yīng)曲線?( 三) 比較學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果?傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果顯著 ,但數(shù)字化實(shí)驗(yàn)作為與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相輔相成的教學(xué)手段,更具有不可比擬的優(yōu)越性 ?數(shù)字化手段可以極大地?cái)U(kuò)展實(shí)驗(yàn)的可視性和可重復(fù)性?在采集數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)上 ,計(jì)算機(jī)和傳感器等數(shù)字手段的介入可以更快更準(zhǔn)確地得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,從而節(jié)省寶貴的教學(xué)時(shí)間 ,把更多的時(shí)間用于學(xué)生討論問(wèn)題?解決問(wèn)題上,讓學(xué)生在課堂上產(chǎn)生更多的興趣點(diǎn),提升學(xué)習(xí)的主動(dòng)性 ,加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力

9、的培養(yǎng) ?例如,電導(dǎo)率 ,中學(xué)化學(xué)教材中一般不出現(xiàn)這個(gè)概念,在研究強(qiáng)弱電解質(zhì)時(shí) ,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)僅限于用小電珠光亮程度來(lái)檢驗(yàn)溶液的導(dǎo)電能力,操作繁瑣且現(xiàn)象欠佳 ,若借用精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -數(shù)字實(shí)驗(yàn)的圖像呈現(xiàn) ,用數(shù)字說(shuō)話的形式 ,讓學(xué)生直觀地體會(huì)出溶液中離子“量”的問(wèn)題 ,若干條簡(jiǎn)單的工作曲線就能比較直觀地說(shuō)明此較為抽象的知識(shí)點(diǎn)即溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度有關(guān)?因此,在一年的課題研究過(guò)程中小組成員累積類似案例,研究比較學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果,以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在

10、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的突破 ?數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步延伸?數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整合 ?在此,筆者選取兩個(gè)案例加以詳細(xì)說(shuō)明?案例一 :催化劑間的競(jìng)爭(zhēng) (拓展型課程 ) 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄侩p氧水分解催化劑的效果實(shí)驗(yàn)原理給定質(zhì)量的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的時(shí)間是通過(guò)反應(yīng)速率來(lái)描述的?許多因素可能影響這個(gè)速率?這些可能包括反應(yīng)物的濃度?物理?xiàng)l件例如反應(yīng)物表面面積 ?溫度?催化劑的存在與否 ?壓力(如果反應(yīng)包含氣體)?以及光等等 ?反應(yīng)速率可以通過(guò)研究產(chǎn)物或反應(yīng)物的數(shù)量(或濃度)的改變率來(lái)檢測(cè) ?一個(gè)反應(yīng)通常有其相配的催化劑,催化劑能極有效地增加反應(yīng)的速率 ?不同于反應(yīng)劑 ,催化劑在反應(yīng)結(jié)束時(shí)

11、不會(huì)(作化學(xué)上的) 改變?有一類非常重要的催化劑 ,叫做酵素 ,在生物中有舉足輕重的重要性 ?藥品3%雙氧水 ?二氧化錳固體 ?碘化鉀 ?溴化鉀 ?三氯化鐵 ,胡蘿卜泥等實(shí)驗(yàn)器材試管?膠頭滴管計(jì)算機(jī) ?氣體壓力傳感器及專用試管?50ml量筒?移液管實(shí)驗(yàn)操作以雙氧水自然情況下分解為參照,分別在同濃度同體積的雙氧水中加入少量二氧化錳固體 ?碘化鉀 ?溴化鉀?三氯化鐵 ,胡蘿卜泥等 ,觀察氣泡產(chǎn)生情況以雙氧水自然情況下分解為參照,使用氣壓傳感器測(cè)定在同濃度同體積的雙氧水中加入少量二氧化錳固體 ?碘化鉀 ?溴化鉀 ?三氯化鐵,胡蘿卜泥等時(shí)產(chǎn)生氣體的情況實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)學(xué)生主觀判斷 ,用“快”或“慢”描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

12、象以 p-t 圖表形式案例分析 : 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -催化劑間的競(jìng)爭(zhēng)作為一節(jié)拓展性課, 教師指導(dǎo)學(xué)生圍繞“催化劑”的概念, 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 , 驗(yàn)證假設(shè) , 經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)探究 , 學(xué)生成功地發(fā)現(xiàn)了雙氧水分解的新催化劑ki?23fe o , 進(jìn)而又發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題 : 為什么作為雙氧水分解的催化劑均含有氧元素 ?是否因?yàn)榉磻?yīng)過(guò)程中它們所含氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣?通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)比較, 學(xué)生得出更多可以用來(lái)促進(jìn)雙氧水分解的催化劑?整堂課的反復(fù)重復(fù)雙氧水分解的實(shí)驗(yàn), 不同之處就在于所添加的

13、試劑不同?按照傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的做法 , 在不同的試管中加入適量的同濃度的雙氧水, 然后分別加入不同的催化劑 , 觀察氣泡產(chǎn)生的速率 , 判斷催化劑效率的高低 , 總結(jié)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果?引入數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué) , 基本步驟相同 , 但是對(duì)于不同催化劑的效率不再是根據(jù)學(xué)生主觀視覺(jué)判斷 , 而是根據(jù)氣泡產(chǎn)生的同時(shí)在試管內(nèi)會(huì)造成一系列壓強(qiáng), 連接的氣壓傳感器可以感受到這些細(xì)微壓強(qiáng)的變化, 在個(gè)人電腦的屏幕上以p-t 的圖形出現(xiàn)?比較這兩種教學(xué)實(shí)驗(yàn)的效果, 統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力更有幫助, 在通過(guò)對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象本身的觀察中, 找出效率較高的催化劑 , 但是往往靠個(gè)人感官的判斷有時(shí)難以得到精確的結(jié)果, 再加上由于學(xué)生主觀

14、判斷的差異性?不同催化劑催化效果前后靠肉眼觀察對(duì)比并不明顯, 最后可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)最初設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)?而使用數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué) , 則可以更好地提高學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確把握, 數(shù)字傳感器可以感受到壓強(qiáng)的細(xì)微變化, 從而提高了學(xué)生分析數(shù)據(jù) , 解析圖形的能力 ?案例二:探究驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案(研究型課程 ) 三維目標(biāo)知識(shí)與技能 : 通過(guò)實(shí)驗(yàn)的研究 ,對(duì)電離平衡 ?化學(xué)反應(yīng)速率 ?鹽類水解等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和鞏固,并能運(yùn)用于實(shí)踐 ?過(guò)程與方法 : 一、運(yùn)用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)手段對(duì)同一課題進(jìn)行較為全面的探究?二、將弱電解質(zhì)醋酸的某些性質(zhì)與強(qiáng)電解質(zhì)鹽酸作比較,揭示強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別 ?三

15、、學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 ,小組討論 ,設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案 ?情感態(tài)度與價(jià)值觀 : 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -一?實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) ,學(xué)生多角度思維方式訓(xùn)練?二?學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 ,提出問(wèn)題 ,設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案 ,并進(jìn)行實(shí)踐操作 ,在提高學(xué)生解決化學(xué)問(wèn)題能力的同時(shí)也鍛煉了動(dòng)手能力?三?運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象揭示事物變化本質(zhì)?教學(xué)流程提出問(wèn)題：如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)學(xué)生討論測(cè)定已知濃度醋酸的ph值提出問(wèn)題：0.1/moll的鹽酸與醋酸的ph值分別為多少？強(qiáng)電解質(zhì)鹽酸與弱電解質(zhì)醋酸電離的本

16、質(zhì)區(qū)別測(cè)定已知ph值醋酸的濃度比較同ph值醋酸與鹽酸的濃度比較同濃度醋酸與鹽酸的ph值比較同濃度醋酸、鹽酸與鎂條反應(yīng)的起始速率比較醋酸鹽與鹽酸鹽的ph值溫度對(duì)醋酸電離的影響比較同電導(dǎo)率醋酸與鹽酸的濃度比較同濃度醋酸與鹽酸的電導(dǎo)率等量水稀釋對(duì)醋酸與鹽酸電導(dǎo)率的影響電離平衡的進(jìn)一步等量水稀釋對(duì)醋酸與鹽酸ph值的影響醋酸鹽對(duì)醋酸電離的影響鹽酸、 醋酸滴定曲線精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -實(shí)驗(yàn)器材及藥品酸堿度傳感器 ?滴數(shù)傳感器 ?電導(dǎo)率傳感器?氣壓傳感器 ?試管架 ?干燥大試管若干?

17、小試管若干 ?50ml小燒杯 ?500ml大燒杯 ?10ml量筒 ?50ml量筒 ?玻璃棒?表面皿 ?砂紙 ?蒸餾水瓶 ?水槽 ?鑷子 ?ph試紙 ?0.1mol/l鹽酸 ?0.1mol/l醋酸 ?0.05mol/l鹽酸 ?0.05mol/l醋酸 ?酚酞 ?甲基橙 ?醋酸鈉晶體 ?氯化鈉溶液?醋酸鈉溶液 ?鎂條用于探究推論的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)用于探究推論的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證推論的具體實(shí)驗(yàn)a.使用ph試紙比較同濃度醋酸與鹽酸溶液的ph值b.用酚酞試劑或ph試紙測(cè)定醋酸鹽與鹽酸鹽的酸堿性c.用甲基橙試劑測(cè)定醋酸鹽對(duì)醋酸電離的影響a.使用氣壓傳感器比較同濃度醋酸?鹽酸分別與鎂條反應(yīng)的起始速率b.使用酸堿度傳感

18、器?滴數(shù)傳感器比較等量水稀釋對(duì)醋酸與鹽酸ph值的影響c.使用電導(dǎo)率傳感器?滴數(shù)傳感器比較等量水稀釋對(duì)醋酸與鹽酸電導(dǎo)率的影響d.使用溫度傳感器?酸堿度傳感器測(cè)定溫度對(duì)醋酸電離的影響案例分析 : 此案例屬于研究性課程 ?研究性學(xué)習(xí)是一門(mén)課程 ,沒(méi)有一定的模式 ,是在教師的指導(dǎo)下 ,由學(xué)生自己選擇和確定研究的課題或項(xiàng)目的設(shè)計(jì),自己收集 ?選擇?分析信息資料 ,應(yīng)用知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的一種課程?它的學(xué)習(xí)內(nèi)容極具綜合性和開(kāi)放性,因?yàn)閷?duì)于一個(gè)實(shí)際問(wèn)題 ,學(xué)生必須運(yùn)用多個(gè)知識(shí)解決?比如此案例中驗(yàn)證醋酸是弱電解質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案理論上不下十種,學(xué)生可以從電離平衡 ?鹽類水解 ?化學(xué)反應(yīng)速率等角度驗(yàn)證了醋酸是弱電解質(zhì)

19、這一觀點(diǎn),如果完全依靠傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn) ,某些實(shí)驗(yàn)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn) ,而且在短時(shí)間內(nèi)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有推論的驗(yàn)證,這樣留給學(xué)生思考問(wèn)題從而解決問(wèn)題的時(shí)間就所剩無(wú)多了?據(jù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)比較,由于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或推論小結(jié)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -圖一數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的比較圖圖二同濃度鹽酸、醋酸分別與鎂條反應(yīng)的起始速率數(shù)據(jù)處理上的時(shí)間大大縮短,這就給學(xué)生創(chuàng)造了多余空間,使他們?cè)谔剿餮芯康耐度氲臅r(shí)間與精力都上大幅度增加,而這正是符合二期課改研究性課程理念的?但在整個(gè)研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中, 我

20、們并沒(méi)有完全依賴于數(shù)字化實(shí)驗(yàn), 而是采用了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法?傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐, 也有其必然存在的經(jīng)典價(jià)值, 有些實(shí)驗(yàn)使用數(shù)字化手段反而化簡(jiǎn)為繁 , 比較同ph值醋酸與鹽酸的濃度 ?測(cè)定已知濃度醋酸的ph值?比較同濃度醋酸與鹽酸溶液的ph值?比較醋酸鹽與鹽酸鹽的ph值等等這幾種方案使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材比如ph試紙?ph計(jì)甚至是酸堿指示劑即可快捷地得出結(jié)論 , 使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)反而華而不實(shí)?欲速則不達(dá) ?但凡涉及到定量線形變化或電導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn), 比如比較同濃度醋酸與鹽酸的電導(dǎo)率 ?比較同濃度醋酸 ?鹽酸分別與鎂條反應(yīng)的起始速率?等量水稀釋對(duì)醋酸與鹽酸ph值的影響 ?等量水稀釋對(duì)醋酸與

21、鹽酸電導(dǎo)率的影響?用同濃度氫氧化鈉分別中和等濃度等體積鹽酸與醋酸的滴定曲線?醋酸鹽對(duì)醋酸電離的影響 ?溫度對(duì)醋酸電離的影響等等這些寫(xiě)實(shí)驗(yàn)方案我們就不得不借助于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -圖三同濃度同體積鹽酸和醋酸同倍稀釋后電導(dǎo)率變化曲線圖四同濃度氫氧化鈉分別中和等濃度等體積鹽酸、醋酸的滴定曲線綜上所述 , 因此數(shù)字化實(shí)驗(yàn)只是互補(bǔ)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的一種手段, 我們應(yīng)將兩者很好的整合 , 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - -

22、 第 9 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -通過(guò)將近一年具體操作實(shí)踐過(guò)程中的積累,小組成員就數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)比較結(jié)果如下: 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)字實(shí)驗(yàn)聯(lián)系傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中是互補(bǔ)的角色,數(shù)字實(shí)驗(yàn)是某些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充和改進(jìn) ,起到的是共同促進(jìn)課堂教學(xué)的作用?區(qū)別實(shí)驗(yàn)器材上的巨大不同以及實(shí)驗(yàn)課題選材的側(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器具傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材 ,改進(jìn)后新穎的實(shí)驗(yàn)器材電腦?數(shù)據(jù)提存器 ?各種可供選擇的傳感器實(shí)驗(yàn)效果經(jīng)典實(shí)驗(yàn)不可替代 ,但其它一些實(shí)驗(yàn)方法陳舊 ?延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)?數(shù)據(jù)處理繁瑣 ?可信度差可以完成原有實(shí)驗(yàn)手段不可能完成的實(shí)驗(yàn)?極大地?cái)U(kuò)展了實(shí)驗(yàn)的可視性和可重復(fù)性 ,以往肉眼看不見(jiàn)

23、的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以借助數(shù)字視頻技術(shù)在時(shí)間和空間上的擴(kuò)展可以清楚地采集下來(lái)反復(fù)觀察 ?在采集數(shù)據(jù)上 ,數(shù)字實(shí)驗(yàn)可以更快更準(zhǔn)確地得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提高課堂效率 ?實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的思維方式大多實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)先設(shè)置 ,學(xué)生只能“按圖施工” ,缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)造性活動(dòng) ,好多僅僅是技能的訓(xùn)練 ,對(duì)于學(xué)生的質(zhì)疑沒(méi)有起到一個(gè)很好的鋪墊作用?因?yàn)闆](méi)有可參照的案例 ,所以給學(xué)生提供了很大的思考空間 ,學(xué)生可以在有理論知識(shí)的基礎(chǔ)上選擇器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),特別是實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù) ?實(shí)驗(yàn)圖像會(huì)給學(xué)生以思維的刺激 ,激發(fā)學(xué)生去思考?去討論 ,培養(yǎng)了學(xué)生自主探究的精神?對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)動(dòng)手能力 ?觀察能力 ?數(shù)據(jù)分析能力在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的基礎(chǔ)

24、上,尤其培養(yǎng)的是學(xué)生的讀圖能力?分析能力 ?質(zhì)疑能力課堂效果缺乏一定的互動(dòng)性教師可以通過(guò)屏幕監(jiān)控及時(shí)地了解學(xué)生的接受知識(shí)的情況 ,實(shí)驗(yàn)的完成情況,學(xué)生參與討論的積極性情況等等,能夠比較準(zhǔn)確地把握課堂的動(dòng)態(tài),使師生的交流更為充分 ,大大提高了授課效果 ?( 四) 學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)高中化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐價(jià)值?在高中化學(xué)教學(xué)中開(kāi)展學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)必將對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)理念?教學(xué)手段 ?教學(xué)模式帶來(lái)很大的沖擊與革新?精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -教學(xué)理念 : 學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的引入凸顯二期課改的教

25、學(xué)理念以學(xué)生為本,學(xué)生自助設(shè)計(jì) ?操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)多了 , 注重學(xué)生為主體的實(shí)踐過(guò)程, 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維?發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 ?提出問(wèn)題和解決問(wèn)題以及搜集處理數(shù)據(jù)等各方面的能力, 改變傳統(tǒng)教學(xué)忽視科學(xué)探究過(guò)程只求死記硬背的學(xué)習(xí)方式, 在學(xué)生切身體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程中 , 讓其體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣以及對(duì)科學(xué)探究的精神的領(lǐng)悟, 增強(qiáng)科學(xué)方法意識(shí), 更可實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)以及學(xué)科間的整合, 甚至是與實(shí)際社會(huì)生活的融和?教學(xué)手段 : 數(shù)字實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn) , 也隨之帶來(lái)教學(xué)手段的革新, 更有了多的教學(xué)手段的組合 , 比如數(shù)字實(shí)驗(yàn) ?傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)整合教學(xué) ; 單一的數(shù)字實(shí)驗(yàn)演示教學(xué) ; 學(xué)生數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué) , 包括學(xué)生改進(jìn) ?自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等

26、等 ?教學(xué)模式 : 新的教學(xué)途徑的介入 , 必將引發(fā)更多教學(xué)模式的產(chǎn)生, 比如以“實(shí)驗(yàn)的數(shù)形”作為引入 , 整堂課以“學(xué)生討論 ?分析?深入?總結(jié)”的模式 ; 比如由傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字實(shí)驗(yàn)的共同輔佐, 以“比較法”滲入教學(xué) , 進(jìn)一步強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)的掌握; 比如實(shí)驗(yàn)探索模式 , 某些課題有了數(shù)字實(shí)驗(yàn)的介入, 可以使探究的過(guò)程更加完整, 畢竟數(shù)字實(shí)驗(yàn)在某些層面還有著拾漏補(bǔ)缺的作用, 學(xué)習(xí)的完整性得以很好的體現(xiàn)?在此,筆者選取兩個(gè)案例加以說(shuō)明?案例一 :固體表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(基礎(chǔ)型課程 ) 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯抗腆w表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理除參加反應(yīng)各物質(zhì)本身化學(xué)性質(zhì)以外,還有許多

27、因素均可能會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生一定影響,這些因素包括反應(yīng)物的濃度?物理?xiàng)l件例如反應(yīng)物表面面積?溫度 ?催化劑的存在與否?壓力 (如果反應(yīng)包含氣體)?以及光等等 ?化學(xué)反應(yīng)速率可以通過(guò)研究單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物或反應(yīng)物的數(shù)量(或濃度 )的改變率來(lái)檢測(cè)?在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中, 大理石與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,通過(guò)使用氣體壓力傳感器, 這個(gè)反應(yīng)的變化率可以由在一個(gè)附上的反應(yīng)容器的壓力的增加被測(cè)試?通過(guò)改變反應(yīng)物的顆粒大小, 我們可以研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的效應(yīng)?藥品0.5mol/l鹽酸 ?碳酸鈣粉末 ?塊狀碳酸鈣固體實(shí)驗(yàn)器材試管 ?100ml針筒 ?計(jì)時(shí)工具 ?鉆孔橡皮塞 ?50ml量筒計(jì)算機(jī) ?氣體壓力傳感器及專用試管

28、?50ml量筒精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -實(shí)驗(yàn)步驟1. 將 4g 碳酸鈣粉末裝入干燥的專用試管中?2. 用 50ml量筒量取25ml0.5mol/l鹽酸 ,放在一旁備用?3. 將 25ml0.5mol/l鹽酸倒入專用試管 ,插上連接100ml針筒的橡皮塞 ?4. 每隔十秒記錄針筒內(nèi)氣體體積?5. 用 4g 塊狀碳酸鈣重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)?3. 預(yù)備氣體壓力傳感器采集數(shù)據(jù),將開(kāi)始采集的條件定為壓力在135kpa 以上 ?4. 將 25ml0.5mol/l鹽酸倒入專用試管 ,開(kāi)始采集數(shù)

29、據(jù)?5. 用 4g 塊狀碳酸鈣重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以 v-t 表格形式以 p-t 圖表形式案例分析 : 在該案例中 ,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在三方面有比較明顯的區(qū)別?第一，從實(shí)驗(yàn)器材角度 ,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備較數(shù)字實(shí)驗(yàn)略顯繁瑣?第二,在實(shí)驗(yàn)具體操作上 ,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng) ,易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗現(xiàn)象?傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)通過(guò)人工采集幾個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生的氣體體積數(shù)據(jù),由于時(shí)間與目測(cè)針筒顯示氣體體積這一環(huán)節(jié)需要較為精密的配合,很容易出現(xiàn)失誤 ?此外 ,藥品的取量也個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題 ,倘若藥品取少了 ,針筒內(nèi)氣體體積前后變化不明顯,不利于觀察記錄 ,而藥品取多了又可能造成起始階段變化過(guò)于迅速,在選擇時(shí)間點(diǎn)上難以掌握或者說(shuō)

30、容易錯(cuò)失最佳數(shù)據(jù)的采集點(diǎn)?而數(shù)字實(shí)驗(yàn)的這一環(huán)節(jié)全由電腦掌控,數(shù)據(jù)采集器不僅能采集某個(gè)時(shí)間段的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),更可精確到0.1 秒乃至更為精細(xì)的時(shí)間單位,這樣所采集的數(shù)據(jù)較為全面,更為客觀科學(xué) ,整個(gè)實(shí)驗(yàn)變化過(guò)程中 ,學(xué)生的注意重心更多的是放在由電腦屏幕呈現(xiàn)出的p-t曲線變化 ,而不是忙于記錄各種數(shù)據(jù),數(shù)字實(shí)驗(yàn)更可反復(fù)多次 ,最終得到最為理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?1234圖五固體表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -第三,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄輸出方式的不同對(duì)于學(xué)生觀察現(xiàn)

31、象?考慮問(wèn)題的角度 ?研究問(wèn)題的方式方法以及最后對(duì)整個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握均產(chǎn)生不同的影響?傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)以表格形式呈現(xiàn) : t(s) 10 20 30 40 v(2co) 學(xué)生從該表中了解某一時(shí)間點(diǎn)的化學(xué)反應(yīng)速率 ,通過(guò)計(jì)算求得平均反應(yīng)速率 ,但由于給定的時(shí)間點(diǎn)并不全是采集數(shù)據(jù)的最佳時(shí)間點(diǎn),再加上具體實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中出現(xiàn)的失誤,最后得出的結(jié)論偏差會(huì)很明顯?數(shù)字實(shí)驗(yàn)以電腦輸出圖表形式呈現(xiàn): 通過(guò)這張圖表 ,學(xué)生能更為直觀的了解整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生氣體的快慢程度 ,對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率這一概念有更為直觀的了解 ?再有在實(shí)際考試中 ,學(xué)生對(duì)帶有圖像的題目總有些許“望而生畏”的感覺(jué),如該知識(shí)點(diǎn)就曾以圖像形式成為一經(jīng)典考題,

32、具體考題如下 : 將 ag塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng),反應(yīng)物消耗的質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線如下圖的實(shí)線所示 ?在相同條件下 ,將b g(ab)粉末狀碳酸鈣與同濃度的鹽酸反應(yīng),則相應(yīng)的曲線 (圖中虛線所示 )正確的是 ( )?使用數(shù)字實(shí)驗(yàn)做過(guò)該實(shí)驗(yàn)的學(xué)生對(duì)該題中出現(xiàn)的圖示并不會(huì)感覺(jué)陌生,只要稍加思索就能得出正確結(jié)論?通過(guò)以上三方方面的對(duì)比 ,學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)高中化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐價(jià)值可見(jiàn)一斑?圖六固體表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響數(shù)字精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -案例二 :強(qiáng)弱電解質(zhì)的鑒別(

33、基礎(chǔ)性課程 )傳統(tǒng)教學(xué)滲入數(shù)字實(shí)驗(yàn)的教學(xué)教學(xué)目標(biāo)1、 借助常規(guī)實(shí)驗(yàn)手段,通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀表現(xiàn),鑒別強(qiáng)弱電解質(zhì)理解透徹強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別2、 理解透徹強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別后,設(shè)計(jì)出各種可行的實(shí)驗(yàn)途徑,預(yù)想出可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ,包括曲線圖 ,發(fā)展學(xué)生的拓展思維,發(fā)散思維 ,培養(yǎng)總結(jié)歸納能力?3、 學(xué)會(huì)學(xué)以致用,靈活解題 ?知識(shí)與技能 : 1?掌握借助常規(guī)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字實(shí)驗(yàn)鑒別鹽酸和醋酸的方法2?學(xué)會(huì)根據(jù)數(shù)字實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析問(wèn)題,最終歸納到強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)問(wèn)題?過(guò)程與方法對(duì)比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)數(shù)字實(shí)驗(yàn)來(lái)區(qū)別鹽酸和醋酸,體會(huì)提出假設(shè)到運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)值?曲線驗(yàn)證假設(shè)的學(xué)習(xí)探究過(guò)程,通過(guò)動(dòng)手 ?觀察 ?分析形成有關(guān)知

34、識(shí) ?情感態(tài)度與價(jià)值觀: 培養(yǎng)以科學(xué)態(tài)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,提高科學(xué)探究的積極性,提高在課堂上的主觀能動(dòng)性,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣?教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)探究 ?集體討論 ?歸納總結(jié)自主實(shí)驗(yàn)探究 ?問(wèn)題解決模式教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1?讓抽象的強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生理解2?讀懂題意 ,學(xué)會(huì)解析習(xí)題1?學(xué)會(huì)分析圖象 ?讀懂?dāng)?shù)據(jù) ,讓抽象的概念以數(shù)據(jù)的形式為學(xué)生理解?2?體驗(yàn)知識(shí)探究的過(guò)程,學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用知識(shí),解析習(xí)題 ?教學(xué)簡(jiǎn)單流程【復(fù)習(xí)引入】電解質(zhì)的概念強(qiáng)電解質(zhì)的概念弱電解質(zhì)的概念強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別哪些物質(zhì)分別屬于強(qiáng)弱電解質(zhì)【問(wèn)題引入】如何鑒別鹽酸和醋酸? 【解決問(wèn)題】學(xué)生活動(dòng)1: 精品學(xué)習(xí)資料 可

35、選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -【實(shí)驗(yàn)探討】理解概念的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生設(shè)計(jì)強(qiáng)弱電解質(zhì)鑒別的實(shí)驗(yàn)方法【實(shí)驗(yàn)操作】把設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)付諸于實(shí)踐,然后從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中更加透徹地去理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別-電離程度 ,讓學(xué)生區(qū)分開(kāi)強(qiáng)弱電解質(zhì)的全部電離和部分電離在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的顯示【問(wèn)題拓展】同濃度的鹽酸和醋酸同倍稀釋,ph 值曲線變化會(huì)怎樣? 【問(wèn)題解決】學(xué)生提出假設(shè) ,然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?繪制曲線 ,最終論證假設(shè)【知識(shí)活用】學(xué)生練習(xí)相關(guān)習(xí)題,學(xué)會(huì)學(xué)以致用?從常規(guī)實(shí)驗(yàn)的角度討論鑒別的方法學(xué)生活動(dòng)2: 從數(shù)字實(shí)驗(yàn)的角度去

36、探討a)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的數(shù)字實(shí)驗(yàn),交流方案b)假設(shè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果c)根據(jù)設(shè)計(jì)思路,學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證假設(shè)是否成立d)教師引導(dǎo) ,學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果【引出結(jié)論1】歸納到氫離子濃度的大小,強(qiáng)弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)分【問(wèn)題遷移】不同濃度的鹽酸借助數(shù)字實(shí)驗(yàn)如何鑒別? 【問(wèn)題拓展】不同濃度的鹽酸在酸堿中和滴定中會(huì)影響到什么 ? 【引出結(jié)論2】氫離子的濃度影響了酸堿中和滴定教學(xué)反思在高中化學(xué)教學(xué)中,“電解質(zhì)溶液”是比較重要的章節(jié),但因?yàn)閮?nèi)容的理論性 ?抽象性比較強(qiáng) ,在傳統(tǒng)教學(xué)中很難讓學(xué)生理解透“完全電離” “部分電離”中的“量化”概念?學(xué)生通過(guò)前期強(qiáng)弱電解質(zhì)的討論有很大的討論空間,在這一節(jié)課中只是借助了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)這個(gè)新

37、的載體從一個(gè)新的角度進(jìn)行了探討,通過(guò)一些數(shù)字實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),通過(guò)一些圖像讀取,強(qiáng)化了一些抽象知識(shí)點(diǎn)的理解?在這過(guò)程中學(xué)生的動(dòng)手能力 ?觀察能力 ?圖像分析能力都得以了一精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 15 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -的學(xué)習(xí) ,能理解強(qiáng)弱電解質(zhì)的區(qū)別,所以能夠比較好地設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案 ,讓強(qiáng)弱電解質(zhì)的區(qū)別通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很直觀地表現(xiàn)出來(lái)?在傳統(tǒng)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)中很難做好“用數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話”這一點(diǎn),所以比較欠缺學(xué)生讀圖能力?圖像分析能力的培養(yǎng) ?定的鍛煉 ,讓學(xué)生真正 “動(dòng)”了起來(lái) ,學(xué)生的主觀能動(dòng)性被“激發(fā)”了?由

38、于教師和學(xué)生接觸數(shù)字實(shí)驗(yàn)的時(shí)間不長(zhǎng),對(duì)新的教學(xué)媒體使用還不是太熟悉,對(duì)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)也還存在一些不足: 1 學(xué)生整體參與性有所欠缺,學(xué)生還沒(méi)有完全放開(kāi)手腳 ?2 在教學(xué)中的問(wèn)題設(shè)計(jì)上,教師還可以讓學(xué)生有更多的探究問(wèn)題的空間?數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不是要否定和代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),而正是在繼承前者的同時(shí)進(jìn)行改進(jìn)和補(bǔ)充 ?與應(yīng)試的結(jié)合相同物質(zhì)的量濃度?相同體積的一元強(qiáng)酸(如鹽酸 )與一元弱酸 (如醋酸 )的比較見(jiàn)下表 : 比較項(xiàng)目酸)(hcph中和堿的能力與活潑金屬產(chǎn)生2h的量開(kāi)始與金屬反應(yīng)的速率一元強(qiáng)酸大大相同相同大一元弱酸小小小比較項(xiàng)目酸)(hc)(酸c中和堿的能力與活潑金屬產(chǎn)生2h的量開(kāi)始與金屬反應(yīng)的

39、速率一元強(qiáng)酸相同小小小相同一元弱酸大大大此案例的實(shí)踐效果體現(xiàn)在于以下幾個(gè)方面: 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -第一,課堂氛圍 ?因?yàn)橛袛?shù)字實(shí)驗(yàn)的介入 ,學(xué)生課堂活動(dòng)增多 ,師生互動(dòng)增多 ,學(xué)生上課情緒提升 ,對(duì)于教與學(xué)都提供了和諧的課堂氛圍?第二,學(xué)生對(duì)于重點(diǎn)和難點(diǎn)的接受程度?“電解質(zhì)溶液”是比較重要的章節(jié),但因?yàn)閮?nèi)容的理論性 ?抽象性比較強(qiáng) ,在傳統(tǒng)教學(xué)中很難讓學(xué)生理解透 “完全電離”“部分電離”中的“量化”概念,而數(shù)字實(shí)驗(yàn)正好可以填補(bǔ)這部分缺憾,通過(guò)電導(dǎo)率傳感器的應(yīng)用 ,

40、通過(guò)對(duì)數(shù)字實(shí)驗(yàn)顯示的數(shù)值?曲線的讀取 ,提供了讓學(xué)生鑒別強(qiáng)弱電解質(zhì)的新途徑 ,使“全部電離”“部分電離”抽象的概念得以具體化的體現(xiàn)?第三,學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng) ?強(qiáng)弱電解質(zhì)的討論本身就有很大的空間,這一節(jié)課中借助了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)這個(gè)新的載體從另一個(gè)新的角度進(jìn)行了探討,通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)字實(shí)驗(yàn)對(duì)一些數(shù)據(jù) ?圖像讀取 ,把抽象的知識(shí)點(diǎn)具體化 ,深入淺出 ?學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力?動(dòng)手能力 ?觀察能力 ?圖像分析能力等其間都會(huì)得以鍛煉?第四,知識(shí)點(diǎn)的夯實(shí)為學(xué)生自信應(yīng)試打下基礎(chǔ)?強(qiáng)弱電解質(zhì)一直是上海高考內(nèi)容中必考的一部分 ,正是因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)的“抽象”,掌握不透徹 ,所以就成為學(xué)生的應(yīng)試軟肋 ?而在知識(shí)點(diǎn)“吃透”的前提下,

41、學(xué)生應(yīng)試肯定多的是自信 ?( 五) 學(xué)生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高學(xué)生能力的意義?通過(guò)幾個(gè)月的學(xué)生實(shí)踐 , 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生各方面能力的確有或多或少的提升?數(shù)字實(shí)驗(yàn)有著傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)無(wú)法比擬的優(yōu)越性?在觀察環(huán)節(jié)上 , 數(shù)字化手段可以極大地?cái)U(kuò)展實(shí)驗(yàn)的可視性和可重復(fù)性?在采集數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)上 , 計(jì)算機(jī)和傳感器等數(shù)字手段的介入可以更快更準(zhǔn)確地得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 從而節(jié)省寶貴的教學(xué)時(shí)間 , 把更多的時(shí)間用于學(xué)生討論問(wèn)題?解決問(wèn)題上 , 讓學(xué)生在課堂上產(chǎn)生更多的興趣點(diǎn), 提升學(xué)習(xí)的主動(dòng)性 , 加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng) ?其一,增加了學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn) ?動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì) ?在高中化學(xué)教學(xué)中 ,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果的確不容忽視?但是傳統(tǒng)

42、實(shí)驗(yàn)因?yàn)楦鞣矫鏃l件的局限性 ,更多走的是演示實(shí)驗(yàn)這條途徑,雖然效果不錯(cuò) ,但畢竟不是全民參與 ,所以激起的興奮點(diǎn)未必能全部輻射開(kāi),而數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)以3-4 人為一參與小組 ,各個(gè)小組成員各施其職 ,從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) ,規(guī)劃使用試劑 (也包括一些溶液的自行稀釋濃度等 ),傳感器的選擇使用 ,實(shí)驗(yàn)裝置的整體搭建 ,實(shí)驗(yàn)過(guò)程的控制 ,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取,以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ?圖像的分析 ,做到了在課堂上讓每個(gè)學(xué)生 “動(dòng)”起來(lái),并且學(xué)生在通力合作中 ,集體的力量 ?集體的智慧更能很好地得以體現(xiàn)和發(fā)揮,并且能提升學(xué)生融入集體的快樂(lè) !其二,數(shù)字實(shí)驗(yàn)的輔佐可以讓化學(xué)教學(xué)中抽象的理論知識(shí)具體化,減少學(xué)生學(xué)習(xí)的心理障礙 ,

43、激發(fā)學(xué)生的興趣 ?中學(xué)化學(xué)課程的架構(gòu)是由幾個(gè)具有指導(dǎo)意義的基本理論如物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論?氧化還原反應(yīng)理論 ?物質(zhì)的量理論 ?反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論?有機(jī)反應(yīng)原理等構(gòu)成的,而這些重要理論都建立在原子的微觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上?抽象這一共同特點(diǎn)使得這些理論成為學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)模式中難以理解掌握的難點(diǎn)內(nèi)容,而學(xué)生往往越難就越精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -不愿意學(xué) ?比如電解質(zhì)溶液這一知識(shí)點(diǎn)在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中屬于理論性?綜合性 ?抽象性都比較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn) ,學(xué)生在理解上一直存在著障礙,學(xué)過(guò)但理解不透的現(xiàn)象

44、非常普遍 ?像強(qiáng)弱電解質(zhì)的區(qū)別本身就帶有一定量化的形式,量化在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中難以得到體現(xiàn) ,而數(shù)字實(shí)驗(yàn)就提供了一條以量化的形式區(qū)分強(qiáng)弱電解質(zhì)的途徑?通過(guò)電導(dǎo)率傳感器與計(jì)算機(jī)的相互輔佐,在非常短的時(shí)間內(nèi)就可以采集到電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率數(shù)據(jù) ,抽象的知識(shí)具體化以后更易為學(xué)生接受,同時(shí)可以數(shù)據(jù) ?圖像作為學(xué)生能力培養(yǎng)的切入點(diǎn) ,一系列的討論 ?探究活動(dòng)可以由教師設(shè)計(jì)后很好的展開(kāi)?于是教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)反而變成了學(xué)生形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的源泉?其三,數(shù)字實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相輔相成,體現(xiàn)出更好的教學(xué)效果 ,同時(shí)在一定程度上改變了教學(xué)中的工作方式?思維方式和教育方式 ,從而更全面地培養(yǎng)學(xué)生的能力?傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師演示實(shí)驗(yàn)

45、為主,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ,學(xué)生被動(dòng)地接受實(shí)驗(yàn)事實(shí),記住實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ,然后應(yīng)用結(jié)論解決問(wèn)題 ?學(xué)生雖然也能很好地利用這些知識(shí)點(diǎn)來(lái)解決問(wèn)題 ,但是體驗(yàn)不到知識(shí)探究的整個(gè)過(guò)程,當(dāng)然也就減少了在這個(gè)過(guò)程中質(zhì)疑精神 ?創(chuàng)新精神 ?主動(dòng)學(xué)習(xí)的愿望 ?學(xué)生間的協(xié)作等等能力的培養(yǎng)?而有了數(shù)字實(shí)驗(yàn)的輔佐 ,它的便捷 ?操作結(jié)果的直觀 ?數(shù)據(jù)處理的迅速讓學(xué)生有了更多思考?討論的空間和時(shí)間 , 同時(shí)學(xué)生多了自身參與的機(jī)會(huì)后, 更加提升了學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn),更加能夠激發(fā)思維 ?比如依舊涉及到化學(xué)中強(qiáng)弱電解質(zhì)的區(qū)分,學(xué)生可以學(xué)會(huì)從不同的曲線走勢(shì)去判別強(qiáng)弱電解質(zhì),從一些數(shù)據(jù) ,從一些曲線 ,挖掘出強(qiáng)弱電解質(zhì)更多的宏觀表現(xiàn)形式 ?比如

46、同濃度 ?同體積的鹽酸和醋酸溶液同倍稀釋后觀察它們的變化曲線 ,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)繪出這么精確的比較曲線的,而數(shù)字實(shí)驗(yàn)中與操作同步出現(xiàn)的曲線 ,一下子就能抓住學(xué)生的興趣點(diǎn),從而激發(fā)學(xué)生的思維 ?學(xué)生就會(huì)主動(dòng)想著去討論曲線的變化趨勢(shì),就會(huì)刨根究底想要解決心中的質(zhì)疑,主觀能動(dòng)性被挑動(dòng)起來(lái)了 ,學(xué)習(xí)的興趣也就有了 ?比如就有學(xué)生想到可不可以利用“溫度對(duì)碳酸鈉水解影響”的數(shù)字實(shí)驗(yàn)中ph與溫度的圖像得出弱電解質(zhì)水解的關(guān)系式的等等 , 學(xué)生的探究精神是不容忽視的, 這需要教師的挖掘 , 而數(shù)字實(shí)驗(yàn)就給教師提供了一條挖掘?qū)W生潛能的途徑?其四: 高中化學(xué)教學(xué)中數(shù)字實(shí)驗(yàn)的順利展開(kāi),同樣對(duì)于授課教師提出了能

47、力全面發(fā)展的要求 ?師生之間教學(xué)相長(zhǎng) ,教師能力的提升 ,為學(xué)生能力的提升提供了更有利的條件 ,提供了更為寬廣的空間 ?對(duì)于教師更是為了能更大程度上挖掘出學(xué)生的潛力 ,培養(yǎng)學(xué)生的能力 , 那就需要教師勤思多想 , 選擇好課題 , 以適當(dāng)?shù)姆绞桨阉玫浇虒W(xué)中恰當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)中 ,使其自然地與常規(guī)教學(xué)融合,真正地使數(shù)字實(shí)驗(yàn)發(fā)揮其最大的功效 - 多方面培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力 , 最大程度提升教學(xué)效率 ?好的引路者 , 能讓后來(lái)者少走彎路 ?的確在數(shù)字教學(xué)的路途中, 教師把一些小的路障掃除, 學(xué)生的基礎(chǔ)夯實(shí)了 , 學(xué)生就有更多的空間去學(xué)會(huì)思考, 教與學(xué)的相輔相成 , 學(xué)生各方面能力都會(huì)得以提升 ?精品學(xué)習(xí)資料 可

48、選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 18 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -( 六) 研究在實(shí)踐過(guò)程中所遇到的問(wèn)題?由于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)階段剛剛開(kāi)始起步, 因此在研究過(guò)程中一定會(huì)遇到不少問(wèn)題 : 第一,傳感器的使用 ?如何操作傳感器對(duì)于現(xiàn)在這些能熟練應(yīng)用基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的高中生來(lái)說(shuō) ,已經(jīng)不存在太大的問(wèn)題 ,但是如何利用傳感器去測(cè)定出精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),比如說(shuō)電導(dǎo)率傳感器校準(zhǔn)液一次用完后,如何進(jìn)行精確溶液的配制 ,以及 ph傳感器緩沖液的配制 ,應(yīng)該也是學(xué)生需要掌握的基本技能,這樣一方面能提升對(duì)儀器維護(hù)的意識(shí) ,更重要的一方面是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)

49、的科學(xué)研究態(tài)度,因?yàn)榻橛趥鞲衅鞯母哽`敏度 ,一旦沒(méi)維護(hù)好 ,數(shù)據(jù)的顯示會(huì)出現(xiàn)很大的偏差,而數(shù)據(jù)的偏差會(huì)直接導(dǎo)致研究結(jié)果 ?規(guī)律的總結(jié) ?課題實(shí)施一路走來(lái) ,很多時(shí)學(xué)生只會(huì)去用 ,而不會(huì)注重去維護(hù),等到采集數(shù)據(jù)出了問(wèn)題 ,再回過(guò)頭 ,那就是事倍功半了 ?如何利用好傳感器的問(wèn)題還在于 ,合適的時(shí)候去合理地用它 ,有時(shí)是時(shí)機(jī)不合適 ,譬如說(shuō) ph 值的測(cè)定 ,用傳統(tǒng)的 ph 計(jì)測(cè)定 ,沒(méi)了接線 ?沒(méi)了與計(jì)算機(jī)連接的步驟,應(yīng)該是更為簡(jiǎn)潔明了 ,但學(xué)生會(huì)注重了現(xiàn)代化 ,而拋棄一些傳統(tǒng)的東西 ,還有學(xué)生會(huì)缺乏捕捉很好地利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)為課堂服務(wù)的機(jī)會(huì) ,比如在現(xiàn)用的二期課改高一第二學(xué)期的教材上第37 頁(yè)上“測(cè)

50、定大理石與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)速率”,學(xué)生實(shí)驗(yàn)中演示的是采用針筒去收集氣體 ,在不同的時(shí)段讀取體積讀數(shù)然后以時(shí)間作為橫坐標(biāo),氣體體積作為縱坐標(biāo) ,做曲線圖對(duì)于“濃度影響化學(xué)反應(yīng)速率”進(jìn)行用數(shù)據(jù)說(shuō)話式地分析,的確很為直觀 ,效果也不錯(cuò) ?但是我們今天有了數(shù)字實(shí)驗(yàn)儀器,我們完全可以采用氣壓傳感器與數(shù)據(jù)提存器相結(jié)合,讓時(shí)間 -壓強(qiáng)的曲線很快地在計(jì)算機(jī)屏幕上得顯示,快捷,又非常具有說(shuō)服力 ,最起碼減少了對(duì)于體積讀數(shù)人為的誤差,但學(xué)生在課堂上很少能有提出此手段的,那也說(shuō)明數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)還沒(méi)有變成常態(tài)化,還沒(méi)有完全灌輸給學(xué)生 ,這種理念的培養(yǎng)當(dāng)然需要一定的過(guò)程,我們有待努力 ?第二,數(shù)字實(shí)驗(yàn)最大的

51、特點(diǎn)就是體現(xiàn)在它的“數(shù)字”上,如何使數(shù)字成為有效的數(shù)字 ,如何把有效的數(shù)字進(jìn)行分析?歸納,如何對(duì)同一主題實(shí)驗(yàn)分組做后出現(xiàn)的曲線異常進(jìn)行及時(shí)地抓捕 ?討論?反思,這在我們的課題研究中還是有所欠缺的?比如酸堿中和滴定曲線的顯示,為什么有的小組曲線特別的不光滑?比如同樣濃度溶液同倍率稀釋后 ,為什么電導(dǎo)率曲線會(huì)會(huì)有所不同?更有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題:比如等體積等ph值的鹽酸和硫酸分別與足量的al片反應(yīng) ,為什么同時(shí)間截取的壓強(qiáng)曲線跟理論有出入 ,前者的速率大于后者的速率,像這種通過(guò)曲線的差異順勢(shì)問(wèn)題的提出 ,然后再逐步解決問(wèn)題 ,就是很好的研究課題 ,但學(xué)生往往會(huì)忽略掉 ?因?yàn)楝F(xiàn)在的學(xué)生不好發(fā)問(wèn) ,尤

52、其是針對(duì)我們這種層面的學(xué)生更不愿意深層次的發(fā)問(wèn),因?yàn)楸容^畏懼解決問(wèn)題的過(guò)程,所以在今后的研究過(guò)程中我們教師還得更注重對(duì)學(xué)生的啟發(fā)引導(dǎo) ,他們不好問(wèn) ,我們從點(diǎn)到面對(duì)他們啟發(fā),讓他們從被動(dòng)地問(wèn)到主動(dòng)地問(wèn)?精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 頁(yè)，共 21 頁(yè) - - - - - - - - -四. 后續(xù)思考傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)所呈現(xiàn)的往往是單一的, 而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的引入 , 則給我們的實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了生動(dòng)和具體 , 增加了探究性 , 因?yàn)樗尸F(xiàn)的是多維的, 數(shù)據(jù)和圖象可以同時(shí)動(dòng)態(tài)地表現(xiàn) , 可以更快更好地完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)?在新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施過(guò)程中, 新知識(shí)大

53、量地快速增長(zhǎng) , 使得課程處于尷尬境地: 一方面 , 大量新知識(shí)要加入到課程中, 加重學(xué)生的負(fù)擔(dān) , 另一方面 , 課程開(kāi)展的時(shí)間又不可能無(wú)限地延長(zhǎng) , 甚至有些課程周課時(shí)量在削減, 為了讓學(xué)生有更多的興趣愛(ài)好發(fā)展的空間 ?解決這種問(wèn)題的一種出路是: 改變課程是繼承人類經(jīng)驗(yàn)知識(shí)精華這個(gè)基本觀點(diǎn), 即學(xué)習(xí)過(guò)程為一種單純繼承的觀點(diǎn), 新課程應(yīng)該是在傳授一些基礎(chǔ)性知識(shí)的同時(shí), 注重創(chuàng)新性和適應(yīng)能力的培養(yǎng), 使受教育者學(xué)會(huì)學(xué)習(xí) , 并且具備終身學(xué)習(xí)的能力?國(guó)際 21世紀(jì)教育委員會(huì)于1996年向聯(lián)合國(guó)教課文組織提交的報(bào)告中指出:要適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的發(fā)展 , 教育必須圍繞 : 學(xué)會(huì)認(rèn)知 , 學(xué)會(huì)做事 , 學(xué)會(huì)共同生活 , 學(xué)會(huì)生存?這四種基本學(xué)習(xí)能力來(lái)全新進(jìn)行設(shè)計(jì)?布魯納主張 : 學(xué)習(xí)任何學(xué)科都應(yīng)該要學(xué)習(xí)該學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)?基本概念 ?基本原理?而教學(xué)過(guò)程的中心是促使這些基本知識(shí)的遷移, 以及幫助學(xué)生掌握在不同應(yīng)用情景中知識(shí)的遷移的技能?新課程的基礎(chǔ)性 , 除了要介紹原汁原味的科學(xué)知識(shí)外, 還應(yīng)該更加接近社會(huì)生活的現(xiàn)實(shí) , 讓學(xué)生真實(shí)地理解