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全国化学最数字化实验设备对高中化学实验

优课题成果

交流材料探究活动的影响

广州市天河中学汪明微(510630)

摘要：数字化实验设备引入高中化学实验探究教学将提升了问题探究的深度

和广度，丰富了探究方案设计，方便了证据的收集，形成了科学的解

释与结论，清晰、明了的交流、客观有效的反思与评价。

关键字：数字化实验设备化学实验探究教学

化学是一门以实验为基础的自然科学，可以说化学实验是化学赖以生存并不断发展的基

础。从一定意义上说，实验就是化学学科的生命线。抓住“以实验为基础”这一基础特征，不仅

能使学生加深理解，巩固化学基础知识，更重要的意义在于可以培养学生形成科学的思维方式，

掌握科学的研究方法。高中新课程化学教材把相当多的验证性实验改为探究性实验，更有利于

激发学生的学习兴趣，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力，有利于培养学生实事求是，

严肃认真地科学态度，有利于培养学生的创新欲望和创新能力，也有利于使学生将所学的知识

和技能应用于科学技术的创新和日常生活等方面。

在新一轮的课程改革中，科学探究不仅被作为重要的理念强调、作为教学建议提出，而且

被列入了课程目标和内容标准之中。但在中学开展探究性实验教学多年来，特别是在实行高中

新课程这一年来，一直存在以下几个困难：一是探究活动需要时间的与紧张课时的矛盾；二是

探究实验设备特别是较高精度的数字化实验设备的需要与实际设备不足的矛盾；三是课本上验

证性实验过多而探究性实验不足的矛盾；四是定性实验过多，定量实验过少的矛盾；五是探究

实验的过程的体验与严谨的实验操作要求的矛盾。

PASCO数字化实验设备的引入解决了缺少探究设备的问题；同时由于它的快速直观也缓

解了课堂教学时间紧张问题；它的灵活、方便、易用性改变了解决了部分传统实验过度要求规

范操作导致的重细节忽视整体实验过程体验的问题。从此在中学化学大量的定性实验引入了定

量要素，从原有关注实验现象转变成关注实验过程与原理，再结合其它科学探究的要素，从而

使中学化学实验由此进入了准科学探究的阶段。

下面我们就分析下数字设备的引入对化学探究活动各环节带来的影响：

1、拓展了探究问题的深度和广度：

问题是探究活动的核心，但是枯燥、平淡的问题味同嚼蜡，不仅无法引起学生的兴趣和注

意，反而会使学生感到厌烦。

数字化设备拓展问题探究的广度，借助数字化实验设备，把很多原来只能意会的问题数字

化、外显化，他的可携带性使实验可直接应用于真实情境，更容易解决生活中的实际问题，如

用数字化实验设备测定酸雨、水质污染等环境污染问题。

数字化设备对探究问题的深度提出了更高的挑战，如在原电池实验中，利用简单的实验，

电极、溶液的相互组合判断原电池的形成条件及相应的正负极，让学生在复习交叉分类法的同

时又参与了探究活动，实际上测得Al—Cu的电压还不如Zn—Cu的高（如图1），提供了我们

继续思考的情境，把原电池电极选择的问题继续深化。学生分析实验现象与图象可得出：①无

论从成本还是电压值方面，都是Zn—C电极作电池更合适；②电解质溶液的选择的探究也得出

了“为何干电池用完后，可注入少量食盐水，又可以放电”的化学原因；③同学根据图像也可

以发现了电解质溶液浓度和电池的电压值有关的结论。

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图1原电池

2、预测和假说更具方向性和指导性

预测与假说是学生根据初步的资料与事实材料，运用已知的科学原理,充分发挥想象力和创

造力，对所研究的化学物质的本质和规律提出的一种初步设想。假设是一种带方向性的、有待

验证的思想，又是一种组织研究的过程，确定研究逻辑、制定研究途径的方法。

在数字化设备的支持下，通过初步方向性探究，提供