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数字化实验在中学化学教学中的应用研究——以洛阳市为例 摘要：本文从三个维度对洛阳市当前数字化实验应用现状进行了实证研究。研究表明，教师认可数字化的应用，但实验资源、仪器操作、案例研究和教学效果等方面还有待改善，本文对以上问题进行了分析并提出了优化策略，为一线教师和管理者提供一手资料，以期优化数字化实验教学应用，为化学实验教学课程改革提供可以借鉴的经验。 1 问题的提出手持技术是由传感器、数据采集器和装有配套软件的电脑端组成，收集与处理实验数据的信息技术系统2 研究方法2.1 研究参与者研究对象来自于三个区县的91位初中化学教师，教龄分部中部分，14.29%的教龄大于20年，28.57%的教龄在15～20年，35.16%的教龄在10～15年，21.89%的教龄在10年以内。被调研的教师中4.4%是洛阳市初中化学教研室成员，7.69%是学校的教研组长或管理人员，87.91%是一线教师。此数据85%以上的研究对象的一线教师且具有丰富的教学经验，教龄、教研分布合理，在一定程度上代表了洛阳市初中化学教师对于数字化实验的态度。2.2 调查内容通过分析论文和实地考察自制数字化实验调查问卷作为调查工具，包括三个题组共22题。题组1可以概括为“教师背景”“情感态度”两个维度，对教师背景及教师学习情况和态度进行研究。笔者认为在不考虑数字化仪器是否配备的情况下，一线教师对于数字化实验的认知应该是公平的，并且在一定程度下能够代表教师对于数字化实验的重视程度。题组2从“理论认知”“实践认知”两个维度调查教师对于数字化实验应用的认可情况。笔者认为数字化实验在传统实验的基础上能够拓展教学范围，改变教学方式，促进学生对于图像的认知、数据的处理，更有利于培养学生的微观辨析和信息素养。题组3是从“教学效果”维度对实践中的过程和评价进行调查，旨在分析当前数字化实验引入课堂实践的矛盾，并通过理论研究解决矛盾。笔者认为数字化实验的引入会冲击当前稳定的教学课堂。虽然教育部《教育信息化“十三五”规划》要求进步推进教育信息化，实现信息技术与学科教育教学的深度融合3 调查结果3.1 在实验资源缺少的情况下教师建议增加数字化实验学习在调查学校是否按照课程标准配备数字化实验仪器中，83.52%的教师所在学校还未开始配备，9.89%的教师所在学校在建设筹建中，只有6.59%的教师所在的学校符合课程标准配备了数字化实验室并已经投入使用。在此数据的背景下，94.51%的教师对软件的操作比较生疏，93.41%的教师对于教学应用无从下手，但是在超过90%的学校资源配备不足的情况下80.22%的教师对于数字化实验习题模块比较熟悉，87.91%的教师愿意投入研究或学习。从数据上分析，调查对象有很强的学习能力和很强的学习欲望，多数教师在缺少系统性学习对软件的操作和教学应用教为生疏的情况下，对习题模块熟悉且强烈建议增加数字化实验的学习。3.2 教师一致认为数字化实验可以发展学生的微观辨析、模型认知等核心素养在与实验需求对比中，只有7.69%的教师认为传统实验可以满足目前教学的需要，16.48%的教师认为传统实验可以满足大部分的教学需求，75.83%的教师认为只有部分实验可以满足教学需要。以上数据表明，传统实验不能完全满足目前教学的需要，需要其他实验进行辅助，促进学生的全面发展。在实验能力对比中，93.41%的教师认为数字化实验更能提高学生的数据分析能力，90.11%的教师认为数字化实验更能提高学生的图像分析能力，78.03%的教师认为数字化实验可以帮助学生突破难点，但也有68.24%的教师认为数字化实验不利于学生动手能力的培养，61.65%的教师认为数字化实验不利于学生合作能力的培养。以上数据可以得出，数字化实验在图像分析、数据处理和难点突破上较传统实验更好，但不利于学生的动手能力和合作能力。数字化实验以实时、直观等特点能够降低实验和学习的难度，将一些难理解的或看不见的借助于数字化实验变得容易认知，但是由于数字化实验仪器资源匮乏，目前只能以演示实验得形式引入课堂，在此情况下学生不能动手和合作探究，不利于学生实验探究和创新意识得培养。3.3 教师强烈建议支持实验资源、培训教师能力在实验过程问卷中，76.92%的教师认为数字化实验操作比较复杂，在教学应用中占用太多的时间，94.51%的教师认为最大阻碍的缺少数字化实验仪器，61.54%的教师认为操作生疏是数字化实验难引入课堂的原因。从上述数据可以得出，数字化实验引入课堂的最大障碍仍旧是实验资源问题，教师的应用能力在其中也占有一定原因，在实验效果调查中，54.95的教师认为传统的实验教学方式很难改变，76.92%的教师认为目前可供使用的数字化实验案例缺乏也是教师效果难达预期的主