浅谈数字化实验与高中化学小组合作学习有效融合的策略

郭薇

摘 要：课堂教学中合理使用数字化实验技术不仅有助于提高教学效率，促进学生的学习，而且有助于转变教师观念，促进教师的专业化发展，将数字化实验与小组合作学习有效融合给教师的教和学生的学带来了全新的视角。以数字化实验为基础，分析高中化学教学中数字化实验与小组合作学习有效融合的策略。

关键词：数字化实验;高中化学;小组合作学习;策略

随着信息技术的不断发展，数字化实验作为一种相对新颖的实验手段出现在高中化学课堂教学中，数字化实验应用信息技术，拓宽了化学实验的教育功能，不仅提高了教师应用信息技术的水平，更新了教学观念，改进了实验方法，提高了教学效率，而且激发了学生的学习兴趣，培养学生严谨、创新的科学精神。自新课改以来，小组合作学习已成为当下深受师生喜爱的教学方式，通过合作让学生自己发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，从而了解学科特点，变死记硬背为探究体验，在有限的时间内创造更大的价值，大大提高学生的学习效率。在信息时代背景下，我们倡导将数字化实验与高中化学小组合作学习融合教学，使得信息技术真正进入高中化学课堂。本文主要探讨将数字化实验与高中化学小组合作学习有效融合的策略。

一、通过数字化实验与小组合作学习融合，丰富实验教学的内容

数字化实验的特色是借用传感器和信息处理终端进行实验数据的实时采集与分析。数字化实验具有数据采集智能化、定量研究便携化、实验现象直观化的特点。它能将“理想”变为“现实”，变“不可做”为“可做”。实时呈现实验过程的图像，变“不可见”为“可见”，使实验过程的变量在时间和空间上得到统一，利于學生发现问题的本质。正是这种自动的数据采集模式，给高中化学实验教学带来了变革，丰富了实验教学内容。例如，在人教版高中化学必修一“离子反应”的教学中，教师提出问题：如何证明Ba（OH）2溶液与盐酸确实发生了反应？学生通过小组合作实验：用滴加酚酞的Ba（OH）2溶液与盐酸反应，反应后红色褪去证明OH-与H+反应生成了水。但是，离子的存在是难以通过肉眼观察到的，而若用电导率传感器测量出电解质溶液反应过程中电导率的变化曲线，则可让学生直观地感受到溶液中离子的变化过程。对传统实验加以改进，一方面可以在教学中让学生观察到明确的量化数据、清晰直观的曲线图，使之对化学知识有一个更加全面、深刻的认识;另一方面也进一步完善并优化了化学实验教学的内容，使之更适合开展教学。

二、通过数字化实验与小组合作学习融合，突破学生理解的难点

在高中化学教学中，教师对于一些学生难理解、教师难教的纯理论内容通常用以讲授为主的教学模式开展教学，这样不利于学生对难点内容的理解，教师也非常困惑如何促进学生的理解。笔者建议教师尝试利用数字化实验与小组合作相结合的方式来解决这一困惑。例如，在人教版高中化学选修四“弱电解质电离平衡的影响因素”的教学中浓度对弱电解质电离平衡的影响是本节课的一个难点内容，学生容易理解醋酸溶液的浓度越小，醋酸溶液的酸性越小，醋酸溶液的pH值也就越小，但是，学生难以理解为什么醋酸溶液加水稀释浓度越低，其电离程度却是增大的，也就是传统教学中教师总结的规律：对于弱电解质的电离，溶液越稀越易电离。这时，教师可以让学生通过小组合作利用pH传感器实测稀释醋酸溶液的pH，从显示的数据图像中学生可以直观地看到溶液中pH值随溶液的稀释而发生的变化，同时，可以与稀释相同倍数相同浓度盐酸的pH数据进行对照，从而感知到醋酸的电离平衡因为稀释而发生了移动，引起氢离子浓度的变化。再通过教师步步引导，学生的小组讨论，分析出稀释醋酸溶液pH变化的原因，让学生真正理解浓度对醋酸电离平衡的影响，从而有效突破该教学难点。

三、通过数字化实验和小组合作学习融合，让学生体验科学探究的乐趣

将数字化实验与高中化学小组合作学习相融合有利于改变传统的教学形式，突出学生主动学习、合作学习、探究学习，让学生真正成为课堂的主体。例如，在“探究影响H2O2分解速率的因素”一课时，教师从生活生产中各种不同快慢的化学变化出发创设问题情境，引导学生猜想有哪些因素可以影响化学反应速率，学生再以H2O2分解为载体，通过小组合作逐一设计实验，利用氧气传感器对各组实验中生成氧气的量进行测量，探究改变各种外界条件，如：催化剂、反应介质、浓度、温度等对化学反应速率的影响。在这些探究活动中学生积极参与，相互合作，体验到了科学探究过程的乐趣。同时，通过本节课的探究也加深了学生对控制变量思想的认识，有利于学生科学观念的形成。

总之，数字化实验在高中化学教学中发挥着独特的作用，让学生通过小组合作学习完成数字化实验，对激发学生学习兴趣，探究化学知识的本质，更好地理解化学概念和理论有着积极的意义。故当前环境下，笔者建议教师在高中化学教学中将数字化实验与小组合作学习有效融合，以提高高中化学教学的效率，增强化学实验教学的有效性。

参考文献：

夏建华.数字化实验与中学化学教学深度融合[M].合肥：安徽教育出版社，2016.

编辑 张佳琪