為鼓勵探索開展理科實驗教學的新方法、新思路,推動數字化探究實驗在中學理科教學中的應用,提高教師對數字化實驗使用的基本技能,2015年10月25日北京一五六中學向北京威成亞實驗室設備有限公司采購了一批物理、化學、生物數字化(探究)實驗室成套設備,并很快投入了安裝、使用,同時北京威成亞實驗室設備有限公司給北京一五六中學做了詳細的實驗室設備使用培訓。
在培訓過程中,北京威成亞實驗室設備有限公司的培訓師給北京一五六中學介紹了數字化實驗設備;講解和練習數字化實驗設備的基本使用方法;教材中能夠利用數字化實驗設備進行的教學內容介紹;選擇典型實驗分組進行操作,采集實驗數據、分析實驗現象,得出實驗結果,從而體驗研究過程。
數字化實驗室由“輸出終端+傳感器+配套教具”組成。數字化實驗室克服了傳統實驗儀器和實驗方式的某些弊端,實現了信息技術與常規教學、探究性實驗的結合。
培訓期間北京威成亞的技術工程師分別演示了牛頓第三定律、法拉第電磁感應定律、光合作用、中和滴定等用傳統實驗器材做起來現象不是很明顯的實驗,用數字化實驗演示時效果非常明顯,使用起來也非常方便。實際操作中也是如此,甚至有些較為復雜的計算過程也都由計算機軟件代替了,為學生對實驗過程的探究節省了時間。
培訓結束后,與校方老師進行了交流,了解了老師們對數字化實驗室的感受。老師們對數字化實驗的感受總結有以下幾點:
1)實驗所得的實驗數據與傳統的實驗方式相比要更加符合客觀規律,數字化實驗設備這種由采集器、傳感器、實驗附件以及相應軟件組成的實驗系統,可以使學生更精確地采集數據。這在很大程度上避免了同學們在采集數據時可能出現的失誤,減少了學生采集實驗數據不可用的情況的出現,同時也避免了很多不必要的誤差,十分利于同學們對數據分析以及結論的得出。
2)數字化實驗設備不得不提的是它的可視化,學生第一次通過介紹,見到這種直觀地通過數字、波形、儀表、柱狀等多種形式顯示出來的實驗現象和數據時,明顯相當的好奇。它成功地讓學生觀察到了很多用肉眼不易觀察的或較為抽象的實驗現象和數據,避免了因實驗過程太快和實驗現象不明顯而造成的實驗現象難以觀察。這讓學生更加直觀地看到了實驗的過程與結果,比如在講解力的合成的時候完全不用擔心學生覺得太過抽象,直觀地數據就顯示在屏幕上,十分的有說服力。
3)數字化實驗設備能快速地處理實驗數據,這相比傳統的代入數據計算少了計算的過程。以往在同學們做完實驗之后,很多實驗需要處理數據之后才能夠得到結論?,F在同學們完成實驗直接就可以看到處理好的實驗數據,這樣節省了學生們計算的時間,降低了實驗探究所占用的課時。
北京一五六中學數字化實驗室的建立在一定程度上降低了學生實驗探究的難度,提升了實驗的精確度;節省了探究性實驗學習的課時,提高了學生的學習效率。使通過實驗進行探究性學習的實施難度大大降低,給老師和學生的教學和學習提供了很好的幫助。
校方點評:
通過這一段時間的使用,我常常拿數字化實驗室與傳統實驗室相比較,冷靜的思考之后我發現,數字化實驗室的建立給我校師生的教與學帶來了許多便利。數字化實驗側重于學生思維能力的培養,重在體驗作為“科學家”,如何通過實驗現象的觀察以及實驗數據分析,得出自己的結論以及發現真理的過程。同時另一方面由于實際的課時時間、教學任務等情況的限制,使用數字化實驗室進行教學會給師生提供很大的便利,這也就形成了現在我們使用數字化實驗器材而將傳統實驗室舍棄的現狀。
現如今隨著時代的發展,數字化實驗室已經逐步開始在各個學校取代傳統的實驗室,而數字化實驗室建立帶來的效果是顯而易見的。我校數字化實驗室的投入使用給我校師生帶來了良好的教學效果,相信隨著使用經驗的累積,以及教師專業技能的提高,理化生數字化探究性實驗教學的教學質量將還會有進一步的提高。