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    傳感器技術是當今世界一項令人矚目的高新技術,它與通信技術、計算機技術構成信息產業的三大支柱。傳感器種類不斷增加,新型傳感器層出不窮。當今手持技術和傳感器已經開始走進中學化學課堂,并逐漸顯示出它的特色與優勢。物理學科中數字化技術的應用,已經給物理課堂帶來了革命性的變化,帶來了學習方式的巨大變革,它也必將給化學課堂帶來巨大變化。

    上海市《中學化學課程標準》強調:“推廣在化學實驗中使用圖形計算器或掌上電腦和傳感器技術,并應用于課堂教學之中,特別是應用于研究性學習之中”。上海市率先進行了傳感器技術與數字化教學實驗的研究,在學生研究性學習中也較早開展了這方面的研究,并較早引入了一套數字實驗設備和幾種傳感器。在基礎性課程和研究性課程的教學中,進行了近十年的教學實踐研究。

    國外,尤其是歐美等國已經在中學普及了數字化實驗,基本上做到了兩人一組的數字化實驗室,在課堂教學中廣泛采用了數字化的化學實驗。上海理應成為教育改革的前沿,新技術、新手段應用的開拓者,但還有許多學校沒有建立數字化實驗室。

    目前,隨著教學研究的不斷深入,尤其是研究性學習和校本課程的不斷深化,越來越多的學生積極參與研究性學習中,學生研究性課題更多地需要借助實驗研究,手持技術和數字化實驗室使用越來越多。

    數字化實驗室的理論價值與實踐價值

    傳統化學實驗室缺乏自動地采集、處理大量數據的功能,很難與現代技術設備進行有效連接,也缺乏便攜式戶外測定功能;在教學理念上主要以演示、驗證、定性式實驗為主,難以養成自主、定量地搜集和處理信息能力以及進行研究性學習的創造能力。利用數字化實驗室開展研究性學習可以大大提高對未知領域進行力所能及的探索能力。將數字化、傳感器實驗系統引入基礎性課程的學習,可以改變傳統學習方式,它能更好地揭示科學原理、規律。上海二期課改,非常重視定量實驗,傳感器數字實驗的應用,可以引入一批定量實驗,演示傳統實驗無法呈現的實驗,對轉變學習方式、提高教學效果、提高學習效率都有很好地促進任用。

    課程標準增加了許多與生活、技術、學科前沿等體現時代性內容,這些內容也需要相應實驗活動和實驗技術的支撐,建立數字化實驗室不僅可以滿足基礎性教學需要,還可以支持研究性學習,甚至化學實踐活動等校本課程的開發、研究和教學。

    通過數字化實驗項目的建設與研究,可以為中學教學積累經驗,給教師開展研究性學習提供幫助,更好地發揮中學在實驗教學中的優勢。為將來建設有規模的專項實驗室積累經驗。

    數字化實驗室的特點

    數字實驗的便攜特點,不僅可以在實驗室進行數字實驗,更可以應用于日常課堂教學,更方便、快捷地突破教學重點和教學難點,更好地落實用化學實驗開展教學??梢愿訌V泛地開展研究性學習和校本課程的開發,為中學學生提供更多的研究渠道,更有效地培養學生研究意識和研究能力。

    在研究領域中可以引導學生可以有效地開展科學原理的研究,疑難實驗的研究,培養學生的創新能力。

    教學難點的突破研究。

    提供更多選擇的定量實驗研究。

    數字實驗室的建設可以組織更多的學生開展研究性學習活動,全面落實學生科學素養的培養。

    提供更加豐富的教學資源。

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