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科技改变教育
发布时间:2013-06-06   点击:   来源:本站原创   录入者:顾金妹

   426日至27日,我有幸参加了常州市教研室组织的化学教师赴南京师范大学学习DIS技术与实施技巧。对于数字化实验,我之前基本没接触过,感觉还是比较新鲜的。化学又是一门以实验为基础的学科,学生在实验这块比较薄弱的话,不利于学科素养的培养。

26号上午九点,到南师大化科院的实验室后,首先就看见了桌上整齐的仪器和一个大黑箱,接下来我们就立刻投入到DIS的探索之中。首先,南师大的马宏佳教授给我们介绍了一下DIS的相关信息。中国在这方面起步还是比较晚的,有配备仪器的学校就更少了。所以大家对这块都比较陌生。翻看了一下近十年全国教师在数字化实验这块的论文可见,国内还是有许多老师走在了前面。我们常州市田中分校的一位老师就参加过相关的比赛,大家还是比较羡慕的。

我们了解到,中学化学数字化实验系统由系统软件、数据采集器、传感器组成,将数字温度计、pH计、电导率计、分光光度计等整合为一体。该系统软件能够实现试验数据的即时处理、编辑,可存储实验数据文件。该数据采集器可实现采集器与电脑的连接,又可以进行独立的数据采集,具有内置内存,可以保存实验文件,可自动识别各种传感器和自定义传感器功能。配备的传感器可以检测温度、压强、电流、电压、pH、电导率等物理量,支持对相关化学反应的监测。

在传统化学实验操作过程中,虽能观察到实验过程出现的现象,但很难进行定量化处理。使用数字化传感技术,可以采集到实验整个过程的完整数据,通过数据的分析,可以感受到实验全程的变化,从而可以得出更加准确、科学的结论。将计算机与手持技术仪器联用时,传感器可以精确地测量与传递实验中所测定的各种实验参数,所得实验数据将通过数据采集器转到计算机中,计算机经由配套软件将数据以表格和图像的形式呈现,并进行分析处理。

听着不如做着。接下来我们就投入到实验中。虽然是南师大的老师们已经设计好的几个实验,但通过原理的了解,具体的实验以及实验中一些问题的探究,我们切身的体验到了这台昂贵的仪器对化学教学的作用。

 

    在《化学反应与能量变化》实验中,教师先让学生在大试管中进行镁条与盐酸的反应,学生通过手触摸试管底部的外壁,感觉到管壁发热,感性地认识到此反应放出了热量。对于酸碱中和反应,教师通过温度传感器测量盐酸和氢氧化钠溶液反应前的温度,经过连接在电脑上的数据采集器的处理,以平行线的形式在投影上动态显示;再将二者混合,温度在小范围内不断升高,最后维持不变。从直接感知,到通过仪器定量测量,实现了学习层次的飞跃。教师告述学生:人的感官是有局限的,小范围的温度变化,就超出了人的感知范围,借助科学仪器有助于科学规律的发现。

中学化学数字化实验是社会进步的需要,是化学实验教学现代化的一种体现形式,它能有效地提高化学实验教学的质量,培养中学生学习和应用数字化技术的兴趣和意识,培养学生利用数字化技术获取信息、分析信息和处理信息的能力,让学生获得适应未来信息社会需要的创新能力、动手操作能力和思维想象能力。作为一项先进的技术引入课堂教学中至在课堂教学中的广泛应用,必然是个长期的过程,需要研究和解决的问题还很多。现在,作为对传统实验的有效补充和引领的探究性实验更需要中学化学数字化实验引入带来方法上的更新和转变。中学化学数字化实验不能完全代替传统化学实验,它与传统化学实验可优势互补、相得益彰。

当然,作为一线教师,虽然初中化学在这块的运用需求及实际可操作性没高中大学教学那么明显,但还是可以在某些学生易错易混淆的知识点讲授上多做钻研,更好的提升学生的化学素养。

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