缪?徐:

正高级教师，江苏省特级教师、教学名师、教科研先进教师，苏州高新区实验初级中学教育集团师训中心主任、学术委员会主任。先后主持或参与10多项省市教育科学规划课题的研究。获江苏省化学优质课评比一等奖、全国化学优质课评比特等奖。在全国20多个省区开设学术报告或公开课400余场(节)。在各类期刊发表教学论文300余篇，其中30多篇刊于中文核心期刊，十余篇论文被人大复印报刊资料全文转载。“关注学生、活用教材、设计精巧、引领得当、注重生成、语言精美”，独有的教学风格已在中学化学教学界产生影响，“让化学课堂成为学生情智发展的摇篮”等教学理念载入江苏省教育厅主编的《著名特级教师教学思想录》。

数字化实验是由“传感器+数据采集器+计算机(含配套使用的通用和专用软件)”构成的，能够定量采集数据，并以图表曲线的形式呈现的新型实验技术手段，具有定量、可视、实时、便携等特点。数字化实验的出现，丰富了化学实验的形式，促进了化学教学的变革，也给教师带来了一些挑战和困惑。下面，我就初中化学数字化实验教学及应该注意的问题谈谈自己的浅见。

一、纠正数字化实验认识偏差

与传统的化学实验相比，数字化实验有其独特的认知功能:一是定量分析(帮助学生从量的角度分析实验的过程和结果，还可以根据不同因素的数量关系揭示化学规律);二是使微观现象可视化(通过生成的曲线表征微观现象，突破传统实验主要表征宏观现象的局限);三是实时连续采集数据(系统可自动采集数据，并实时绘出连续变化的曲线，突破传统实验数据滞后与离散的局限);四是立体呈现知识(借助多个传感器，进行大量数据的采集和处理，从不同角度呈现化学知识);五是强化具身认知(学生利用数字化实验，提高知识学习过程中“身体”的参与度，在身心共同作用下体验化学知识的生成过程)。对于上述数字化实验的认知功能，初中化学教师有着不同程度的了解和认同，但在教学中依然存在认识以及做法上的偏差。

一部分教师(主要是不太善于接受新事物的中老年教师)认为，数字化实验设备价格昂贵，数量有限，保存费事，维修困难;实验操作比较麻烦，得到的数据和图像也不太稳定，使用不当会影响教学进程。在他们看来，重点是把教材编录的实验做全、做好，没必要赶时髦、搞创新。

另一部分教师(以善于接受新事物的青年教师以及少数善于教学研究和创新的中老年教师为主要群体)认为，数字化实验是对传统实验的革命，不久的将来，数字化实验会部分甚至大部分取代传统实验。在他们的课堂教学中，数字化实验出现的频率非常高，有时甚至是为了数字化而数字化。

上述两种极端认识及做法的出现，让我想到了教学课件出现之初课件与板书的关系。当时，很多教师认为，有了课件，板书可以休矣。事实上，板书至今未退出课堂教学的舞台。为什么?因为课件与板书的功能不同:课件重在呈现教学的过程，其职能是辅助教学中的过程性认识;板书重在呈现教学的结果(教学框架)，其职能是帮助学生搭建课堂的结构，便于他们归纳、梳理教学内容。两者珠联璧合，方能取得相得益彰的教学效果(如图1)。

图 1 指导青年教师融合技术开展实验教学

如同课件与板书没有必要对立一样，数字化实验与传统实验也不可走向极端。数字化实验与传统实验各有其优势，两者是彼此融合、相互弥补的关系。在初中化学实验(教材编录的)依然是传统实验的实情下，数字化实验频率应该视学校的教学设施、学生的学习基础、教学的研究氛围、师生的操作水平等具体情况而定，切合实际的选择才是最好的选择。

二、提高数字化实验教学效益

从认知心理学的角度看，数字化实验教学涉及三个因素:认知功能、目标知识和学生认知水平。其中，认知功能和目标知识决定实验变量的选择，认知功能和学生的认知水平决定是否有必要开展实验，目标知识和学生认知水平决定了是否有效习得目标知识。只有将三个因素科学整合并融入教学，数字化实验才能产生应有的教学效益。2016年，我工作室的夏琴老师设计了一件数字化实验作品“利用紫甘蓝汁和pH传感器探究二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应”(以下简称紫甘蓝变色实验)。我从认知心理学的视角，对该作品做简要分析。

文章来源：《化学教与学》 网址: http://www.hxjyxzz.cn/zonghexinwen/2020/0827/515.html