數(shù)字化教學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的思考

付晨

摘要：信息技術(shù)支持下的高中化學(xué)教學(xué)，將教學(xué)過(guò)程注入新的活力，讓化學(xué)學(xué)科從宏觀到微觀完整體現(xiàn)，利用現(xiàn)代化的教學(xué)工具、數(shù)字化傳感技術(shù)、虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以及現(xiàn)代儀器分析技術(shù)符合化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，符合學(xué)生的認(rèn)知與學(xué)習(xí)規(guī)律，提高課堂效率的同時(shí)更完整的體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價(jià)值和能力要求。縱觀世界各國(guó)對(duì)于教育信息化的重視程度，1988年英國(guó)開(kāi)始將信息技術(shù)列入全國(guó)統(tǒng)一課程，美國(guó)在2010年提出借助信息技術(shù)對(duì)教育系統(tǒng)中的六方面——學(xué)習(xí)、評(píng)價(jià)、生產(chǎn)力、研發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行變革。作為以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)學(xué)科的教學(xué)更應(yīng)迎合2010年6月中國(guó)頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要規(guī)劃綱要》中提出的2020年要基本實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);虛擬實(shí)驗(yàn);數(shù)字化;儀器分析

在高中化學(xué)的教學(xué)中，涉及到物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)如軌道理論晶胞結(jié)構(gòu)、水溶液中離子平衡理論等，除必須的理論計(jì)算外，需借助信息技術(shù)手段和數(shù)字化傳感技術(shù)將知識(shí)具體化便于理解，在課堂教學(xué)中由于時(shí)間緊張和實(shí)驗(yàn)藥品以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制，也需要配合虛擬實(shí)驗(yàn)，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和化學(xué)必需的科學(xué)素養(yǎng)，也需要在課堂教學(xué)中引入現(xiàn)代儀器分析技術(shù)。

一、虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)

虛擬實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)多媒體、仿真和虛擬技術(shù)的支持，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提供一些現(xiàn)實(shí)狀態(tài)下因各類(lèi)原因難以完成的實(shí)驗(yàn)，以蘇教版教材為例，必修一包含50個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，必修二含32個(gè)實(shí)驗(yàn)探究，選修課本中有78個(gè)實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠在實(shí)踐操作上節(jié)省藥品器材、提高效率，同時(shí)緩解學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理壓力、避免安全事故。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，以銅鋅原電池為例，從原材料的角度來(lái)說(shuō)很難采用高純度的鋅來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，會(huì)使得負(fù)極表面產(chǎn)生大量氣泡，給學(xué)生對(duì)原電池的理解帶來(lái)負(fù)面影響，況且氣泡的產(chǎn)生現(xiàn)象比較微小不利于觀察。再以金屬鈉與水的反應(yīng)為例，演示實(shí)驗(yàn)中學(xué)生很難同時(shí)關(guān)注到各個(gè)角度的現(xiàn)象，可以同時(shí)借助技術(shù)手段同時(shí)反饋俯視圖和左視圖。將信息技術(shù)引入到高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是大勢(shì)所趨，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的不足，也可以鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

二、數(shù)字化傳感技術(shù)

現(xiàn)代教育改革中提出的科學(xué)思維和方法，不僅僅是要學(xué)生掌握知識(shí)與技能，過(guò)程與方法的要求中提出學(xué)生應(yīng)該掌握一定的學(xué)習(xí)方法，數(shù)字化傳感技術(shù)的引入通過(guò)化學(xué)定量、定型的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，學(xué)會(huì)科學(xué)的思維和研究方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。比如在滴定過(guò)程中，終點(diǎn)使用指示劑判定會(huì)因指示劑選取不當(dāng)或顏色判斷問(wèn)題而導(dǎo)致誤差，且對(duì)于pH值變化觀察不直觀，課堂中可使用pH計(jì)，Ba（OH）2和H2SO4、Ba（OH）2和NaHSO4反應(yīng)的本質(zhì)存在差異，但在使用硫酸氫鈉和硫酸分別與氫氧化鈉溶液反應(yīng)探究離子反應(yīng)本質(zhì)的過(guò)程中，存在現(xiàn)象不明顯、干擾較多等問(wèn)題，可通過(guò)數(shù)字化傳感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶液中離子濃度情況，有效突破教學(xué)難點(diǎn)。

三、現(xiàn)代儀器分析技術(shù)

在英國(guó)高中教材《Cambridge international As and A Level》中29章內(nèi)容“applications of analytical chemistry”介紹了很多現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，大量引入了各類(lèi)色譜圖、核磁共振圖譜、紅外光譜、掃描隧道顯微鏡等現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，在新課標(biāo)的研讀中也可發(fā)現(xiàn)高中化學(xué)課程教學(xué)中，明確要求學(xué)習(xí)現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，以人教版教材為研究對(duì)象，必修1中并未提及，必修2中有一處，選修1中有兩處，選修2中有兩處，選修3有14處，選修四中兩處，選修五13處，選修六12處。在教學(xué)過(guò)程中，老師們應(yīng)該讓學(xué)生們適當(dāng)了解和章五輯本的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)儀器和技術(shù)，跟上科技反戰(zhàn)的腳步，不要滿足于“瓶瓶罐罐”的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，現(xiàn)代儀器分析技術(shù)更好反映了化學(xué)學(xué)科的嚴(yán)謹(jǐn)性。

四、總結(jié)

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)在信息技術(shù)的飛速發(fā)展下有所改變，課堂使用的教學(xué)方法也更加多樣化，但作為教師，需要合理的使用信息化數(shù)字化的教學(xué)手段優(yōu)化課堂，增強(qiáng)化學(xué)教學(xué)的主觀性和可視性，提高教學(xué)效率，通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐和探索認(rèn)知化學(xué)，更加符合培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求。

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