高中化学数字化实验教学研究
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摘要
为了解高中化学数字化实验教学现状，整合数字化实验教学资源，探索数字化实验教学有效策略，培养学生的科学素养、创新精神和实践能力，提高教育技术手段的现代化水平和教育信息化程度，本研究使用文献研究法、调查法、实验法等方法，对高中化学数字化实验教学进行了全面、系统的研究。
本文首先对目前高中化学数字化实验教学现状进行了调查，通过调查研究发现：学生对数字化实验有兴趣、有需求，学生自己动手做实验的机会太少；教师开展数字化实验教学活动的积极性、主动性不高，数字化实验教育教学能力不强，数字化实验教学活动比较单一；学校之间数字化实验教学资源配置不均衡，存在数字化实验教学资源比较分散、利用不充分的现象。
数字化实验教学是一个系统工程，单靠某一方面是不行的。本研究尝试创建基于数字化校园网的高中化学数字化实验教学网络平台，通过数字化实验教学网络平台，把各种教学资源整合起来，把教师、学生、教学资源联系起来。在此基础上本研究提出了高中化学数字化实验的教学策略：教学资源整合与开发策略，教学媒体多元化策略，自主合作与发现探究相结合策略，课堂教学与课外活动相结合策略。可以通过开展丰富多样的数字化实验教学活动，满足学生对数字化实验的兴趣和需求；可以通过开展虚拟仿真实验活动，给学生提供更多的实验机会；可以通过组织教师学习、培训，转变教师的观念，提高教师的数字化实验教育教学能力和水平，促使教师积极主动的开展数字化实验教学活动。
为了验证所提出的教学策略的有效性，本研究还开展了教学实验活动。教学实验结果证明数字化实验教学活动是培养学生科学素养、创新精神和实践能力的有效途径。
In order to understand the present situation of digital experimental teachingof chemistry in senior high schools, to integrate digital teaching resources, toexplore effective strategies of digital experimental teaching, to cultivatestudents' scientific literacy, innovative spirit and practice ability, and toimprove modernization in educational techniques and educational information, thisthesis is intended to conduct a comprehensive, systematic research on digitalexperimental teaching in high school chemistry, employing methodology such asliterature research, investigation, and experiment.
Firstly, we conducted a survey on the status quo of high school digitalchemistry experiment teaching. It is found out that students are interested indigital experiments, but have few opportunities to operate themselves; teachersare not enthusiastic or motivated to carry out digital experimental teachingactivities, their abilities in digital experimental teaching is limited, theactivities in digital experiment teaching is too simple; and moreover,distributions of digital experimental teaching resources is unbalanced betweenschools, thus the existing resources are scattered and not used edeqately.
Digital experimental teaching is a systematic project, requiring joint effortsof various aspects. This study attempts to create a network platform for high schoolchemistry experimental and digital teaching based on digital campus network, andintegrate all kinds of teaching resources, including teachers, students, otherteaching resources.On the basis of this platform, a series of teaching strategieare propsed: integration and development of digital teaching resources,diversification of teaching media, combination of autonomous cooperative learningand exploration, and combiniation of classroom teaching and extracurricularactivities. Therefore, we can carry out a variety of digital experimental teachingactivities to meet the students’interest and demand in digital experiment; carryout virtual simulation experimental activities to provide students with moreexperimental opportunities; organize learning or training programs for teachersto change their ideas and improve their capacity in digital experimental teaching, and eventually encourage teachers to take an active part in the development ofdigital experiment teaching activities.
Furthermore, an experimental teaching is conducted in order to verify theeffectiveness of the proposed teaching strategies.The results proves that digitalexperimental activites are effective approachs to cultivate students' scientificliteracy, innovation spirit and practice ability.
本文首先对目前高中化学数字化实验教学现状进行了调查，通过调查研究发现：学生对数字化实验有兴趣、有需求，学生自己动手做实验的机会太少；教师开展数字化实验教学活动的积极性、主动性不高，数字化实验教育教学能力不强，数字化实验教学活动比较单一；学校之间数字化实验教学资源配置不均衡，存在数字化实验教学资源比较分散、利用不充分的现象。
数字化实验教学是一个系统工程，单靠某一方面是不行的。本研究尝试创建基于数字化校园网的高中化学数字化实验教学网络平台，通过数字化实验教学网络平台，把各种教学资源整合起来，把教师、学生、教学资源联系起来。在此基础上本研究提出了高中化学数字化实验的教学策略：教学资源整合与开发策略，教学媒体多元化策略，自主合作与发现探究相结合策略，课堂教学与课外活动相结合策略。可以通过开展丰富多样的数字化实验教学活动，满足学生对数字化实验的兴趣和需求；可以通过开展虚拟仿真实验活动，给学生提供更多的实验机会；可以通过组织教师学习、培训，转变教师的观念，提高教师的数字化实验教育教学能力和水平，促使教师积极主动的开展数字化实验教学活动。
为了验证所提出的教学策略的有效性，本研究还开展了教学实验活动。教学实验结果证明数字化实验教学活动是培养学生科学素养、创新精神和实践能力的有效途径。
In order to understand the present situation of digital experimental teachingof chemistry in senior high schools, to integrate digital teaching resources, toexplore effective strategies of digital experimental teaching, to cultivatestudents' scientific literacy, innovative spirit and practice ability, and toimprove modernization in educational techniques and educational information, thisthesis is intended to conduct a comprehensive, systematic research on digitalexperimental teaching in high school chemistry, employing methodology such asliterature research, investigation, and experiment.
Firstly, we conducted a survey on the status quo of high school digitalchemistry experiment teaching. It is found out that students are interested indigital experiments, but have few opportunities to operate themselves; teachersare not enthusiastic or motivated to carry out digital experimental teachingactivities, their abilities in digital experimental teaching is limited, theactivities in digital experiment teaching is too simple; and moreover,distributions of digital experimental teaching resources is unbalanced betweenschools, thus the existing resources are scattered and not used edeqately.
Digital experimental teaching is a systematic project, requiring joint effortsof various aspects. This study attempts to create a network platform for high schoolchemistry experimental and digital teaching based on digital campus network, andintegrate all kinds of teaching resources, including teachers, students, otherteaching resources.On the basis of this platform, a series of teaching strategieare propsed: integration and development of digital teaching resources,diversification of teaching media, combination of autonomous cooperative learningand exploration, and combiniation of classroom teaching and extracurricularactivities. Therefore, we can carry out a variety of digital experimental teachingactivities to meet the students’interest and demand in digital experiment; carryout virtual simulation experimental activities to provide students with moreexperimental opportunities; organize learning or training programs for teachersto change their ideas and improve their capacity in digital experimental teaching, and eventually encourage teachers to take an active part in the development ofdigital experiment teaching activities.
Furthermore, an experimental teaching is conducted in order to verify theeffectiveness of the proposed teaching strategies.The results proves that digitalexperimental activites are effective approachs to cultivate students' scientificliteracy, innovation spirit and practice ability.
引文
[1]顾连忠．数字化实验的内涵及误区解读[J]．唐山师范学院学报，2010，32（2）：70．
[2]毕华林，亓英丽．化学教育新视野[M]．济南：山东教育出版社，2004：186．
[3]毕华林，亓英丽．化学教育新视野[M]．济南：山东教育出版社，2004：188．
[4]郭桂英．学习与创新的关系及其研究[J]．教育与现代化，2001，4：61．
[1]钱扬义，杜永峰．掌上实验技术（The lab in Hand technology）与中学理科探究[J]．化学教育，2004，8:12-16．
[2]钱扬义，黄晓燕．“520远程化学实验室”在中学实验教学中的应用和探索[J]．中国电化教育，2011，1:98-100．
[3]张倩，方舟，钱扬义，李玉莹．手持技术在国内化学教学中的应用研究进展[J]．化学教育，2011，10:5-8．
[4]黄碧芸，钱扬义．手持技术与化学整合的研究进展——以中国知网CNKI2003年至2010年文献为例[J]．中国电化教育，2011，11:95-101．
[5]彭豪，钱扬义．信息技术支持下的科学研究性学习：模式、实施与成效——以“数字化微型气象站”在研究性学习中的应用为例科学教育中的应用与思考[J]．远程教育杂志，2011，2:95-100．
[6]邓峰，钱扬义，钟映雪，谭显华，刘丽明，罗少娟．基于手持技术环境的化学课堂教学例析——冰醋酸电离过程实质的研究[J]．化学教育，2009，1:35-37,65．
[7]顾连忠．数字化实验的内涵及误区解读[J]．唐山师范学院学报，2010，32（02）：70-72．
[8]蔡海斌．对中学理科数学化实验教学的认识与思考[J]．教学仪器与实验，2009，8：14-15．
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[10]钱扬义，邓峰．数字化化学探究实验室的建设与学生探究能力的培养[J]．中国电化教育，2006，11：49-52．
[11]赵呈兰，陈方伟，陆真．化学新课程实验中传感器技术应用的报告——食品中维生素C含量测定的实验设计与实践[J]．中学化学教学参考，2008，Z1：46-48．
[12]魏巍．数字化实验室与中学化学实验[J]．化学教育，2006，11：50-53．
[13]唐文伟．浅谈DIS实验教学在化学课改中的作用[J]．化学教与学，2010，4：69-70．
[14]马秀芬,赵秀清．尝试做数字化实验——“比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率”教学设计[J]．中小学信息技术教育，2008，7-8：82-26．
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[45]龚国祥．网络环境下中学化学课堂教学设计[D]．硕士学位论文，南京师范大学，2005．
[46]牛全兴．网上数字化实验平台的设计与实现[D]．硕士学位论文，电子科技大学，2009．
[47]李淑妍．基于传感器技术的中学化学实验开发及教学应用研究[D]．硕士学位论文，华东师范大学，2006．
[48]邓峰．基于手持技术高中化学教学模式（HBCIM）的构建及其研究[D]．硕士学位论文，华南师范大学，2007．
[49]孙卫中．中学化学复杂性实验的手持技术应用与教学研究[D]．硕士学位论文，东北师范大学，2009．
[50]乐建吉．数字化实验引入初中科学教学的有效性与可行性问题初探[D]．硕士学位论文，上海师范大学，2010．
[51]徐朝军．数学化实验室研究与实现[D]．硕士学位论文，南京师范大学，2002．
[52]潘洪寿．数字化信息系统实验室DIS-Lab应用研究——以高中物理实验教学为例[D]．上海师范大学，2007．
[2]毕华林，亓英丽．化学教育新视野[M]．济南：山东教育出版社，2004：186．
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[48]邓峰．基于手持技术高中化学教学模式（HBCIM）的构建及其研究[D]．硕士学位论文，华南师范大学，2007．
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