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1、学生使用仿真化学实验室对学习的促进作用研究 张英（上海市浦东【南汇】区新场中学，201314）摘要：新课程之下，化学实验越显其重要性，是化学学习不可或缺的重要组成部分。学生通过实验操作能够提高他们的学习兴趣，增强他们的参与意识，激发学习的创造性和提升实验操作水平。然而在实际教学中，学生动手实验的机会太少，造成他们实验能力低下，难以满足化学学习的需求。随着科技的进步，现今优越的电子技术环境实现了让学生在家中进行模拟实验的可能。本文主要从课堂教学配合度、实验认知能力、实验动手能力和实验设计能力等方面，研究学生使用仿真化学实验室是否能有效锻炼他们的实验能力，对学生的化学学习产生积极的影响。关键词：化
2、学实验 仿真化学实验室 实验班一、研究背景和问题提出对于学生而言，化学学科的最大魅力所在可能就是化学实验。然而，课堂内，学生能够动手进行实验的机会却很少；课堂外，又由于受药品、器材、危险性和污染等一些因素的制约，学生能进行实验的机会就更少了。化学原是能动性较强的一门学科，我国著名的化学教育家戴安邦教授说，“在化学教育中强调化学实验，无论如何都不会过分；化学实验室是学生学习化学最有效和收获丰富的场所”。通过化学实验不但可以验证理论的正确性，还能使学生亲身经历和体验获得实验结果的科学探究过程，让学生受到科学过程和科学方法的训练，有助于形成科学的态度、情感和价值观，有利于学生的可持续发展。现今，学生
3、缺乏动手机会的教学，使得化学学习更多地停留在了较抽象的知识层面，学生感觉理解某些知识点困难，需要死记硬背，学习过程变得枯燥，学习积极性也就不高了。在与学生的相处中发现，虽然高中学生的学业已经不算清闲，但是，只要有空闲时间，不少学生就会玩一些电脑游戏或手机游戏，每当谈到这些游戏，他们的兴致马上就会高涨，再难的游戏，他们似乎都能无师自通。那么是什么样的魔力使我们的孩子对这些游戏这么的乐此不疲？学科教学是否可以从中受到一些启发？有没有一种可能把化学教学与电子游戏结合起来，让学生乐在其中的同时，又有所收获？仿真化学实验室的出现，给学生在计算机上提供一个虚拟的化学实验室，给了学生更多进行实验操作的机会。
4、那么，它的使用是否能对学生产生类似于游戏般的吸引、它能否弥补课堂内外学生缺乏实验操作的不足、它能否对学生的化学学习产生促进作用？二、研究对象和策略根据高一一学年的学习情况，选择高二的两个化学学习水平、积极性相近的班级进行实验研究。其中一个定为实验班，另外一个定为对比班，两个班级的学生人数均为36人。在实验班的学生中推广仿真化学实验室，推荐学生在课余时间进行使用，时间为期两个月。为了确保实验班学生的使用情况，在这两个月使用期内，教师可以适当布置一些需要使用仿真化学实验室完成的作业，例如：要求同学们利用仿真化学实验室搭建气体发生的三套典型装置等。在对比班，则不推荐学生使用仿真化学实验室。两个月之后
5、，在实验班和非实验班之间进行对比实验研究，确定在学生中推广仿真化学实验室是否能对学科教学起到促进作用。对比研究的主要内容为课堂教学配合度、实验认知能力、实验动手能力和实验设计能力。三、研究结果（一）课堂教学配合度对课堂教学配合度的研究主要从课堂实验参与度和新授知识兴趣度两个方面进行分析。课堂实验参与度是指教师在进行演示实验或学生进行分组实验时学生的积极性。累计5次课堂实验中学生举手表示想要参与演示实验或进行分组实验展示的人数占全班总人数比例的平均值，得得到数据见下表1和图1；新授知识兴趣度是指新授课时除却班中明显注意力不集中的学生人数之外，其余学生人数占全班总人数的比例，也累计5次，取其平均值
6、进行统计，到数据见下表1和图1。班级课堂实验参与度新授知识兴趣度实验班0.140.94对比班0.030.87表1图1从以上图表可以看出，实验班的课堂实验参与度和新授知识兴趣度均高于对比班，也就是说学生在课堂上的配合度实验班是高于对比班的。实验班学生的学习兴趣有所提升，特别是一些在仿真化学实验室中有所涉及的课程内容，很容易师生之间产生共鸣。（二）实验认知能力实验认知能力主要是从学生对化学实验的一些相关内容，例如实验仪器的认知、实验操作过程的叙述等的了解情况进行判断。在高二“学习几种定量测定方法”的教学前，分别对实验班和对比班的学生进行高中化学实验常用化学仪器和非常用仪器的辨识情况检测，检测均按三
7、档进行统计，得到结果如下（表2、图2和图3）：正确率班级常用化学实验仪器非常用仪器060%61%80%81%100%0%1%50%51%100%实验班0.060.690.250.060.670.28对比班0.170.580.250.280.690.03表2图2图3上述数据说明，对于常用化学仪器，实验班和对比班的差异主要在060%这一段，实验班对化学常用仪器的熟悉度略高于对比班；而对非常用化学实验仪器的辨识，实验班和对比班差异明显，实验班的对化学实验仪器的认知明显高于对比班。除此之外，在学生平时的课堂上或作业中，也可以发现实验班的学生在有关于实验过程、步骤叙述的完整性和准确度方面也略优于对比班。
8、（三）实验操作能力实验操作能力主要从学生进行实验操作时的规范性、准确性和流畅性等方面进行判断。以酸碱中和滴定的学生实验为例进行对比研究，把两个班级的学生各以2人一组分为18组，进行合作操作，按实验的完成质量分三个档次，分别统计各档组数占总数的比例，得到数据如下（表3和图4）：班级组数优合格不合格实验班180.44 0.56 0.00 对比班180.22 0.61 0.17 表3图4以上图表很明显的说明，实验班学生在进行酸碱中和滴定的实验操作时，不合格这档的组数为零，而优这一档的组数也明显好于对比班的。（四）实验设计能力实验设计能力主要以测定1mol气体体积的化学实验方案设计为例，从实验方案设计
9、多样性、实验原理的合理性和实验装置图工整性三方面进行分析。实验方案设计多样性是指排除基本相同的实验设计方案后各班所得的方案个数。实验原理的合理性分三个等级：“优”指实验原理准确明了、药品选择准确易得；“可行”指实验原理准确、药品选择准确；“不可行”指实验原理错误或药品选择错误。实验装置图工整性也分三个等级：“好”指装置简单，仪器选择正确，图象能让人轻易辨认；“中”指仪器选择正确，装置可行，图象能让人辨认； “差”指装置错误，图象难以让人准确辨认。把实验班和对比班的学生各以4人一组分为9组，进行测试，得到数据如下（表4和图5）：班级组数实验方案多样性实验原理的合理性实验装置图工整性优可行不可行好
10、中差实验班90.670.220.560.220.330.440.22对比班90.330.110.560.330.110.330.56表4图5数据说明，实验班不论是实验方案设计的多样性、原理的合理性或是装置图的工整性均优于对比班，也就是说实验班对于设计测定1mol气体体积的化学实验方案的能力是高于对比班的。（五）结果以上四个方面的内容对比结果表明，实验班的课堂教学配合度、实验认知能力、实验动手能力和实验设计能力均有别于了对比班，说明在学生中推广仿真化学实验室后，对学生的化学学习确实能产生一定的促进作用。四、总结仿真化学实验室给学生开辟了一片安全、绿色的实验操作天地。通过在仿真化学实验室中，对药品
11、和仪器如何选择、装置的怎样搭建，实验的成功和失败等体验帮助学生理解巩固了化学知识，锻炼了他们的实验操作能力，培养了观察现象、分析和解决问题的能力，促进了思维，同时激发了他们的积极性和创造性，为探究性学习提供了良好的实验基础，有利于培养学生个性发展。但是研究也发现不少问题，问题一：仿真化学实验室不能完全代替实际操作，学生在其中感受不到触觉、嗅觉等，学生也普遍反应仿真化学实验室中的实验还不够真实，趣味性不足，他们不能持续的抱持使用的兴趣；问题二：研究对象的选择、判断是否有促进作用的判断标准等都存在着不够全面细致的问题，而这些因素都会影响研究的结果。今后，希望仿真化学实验室变得内容更为丰富和有趣的同
12、时，也希望完善研究的评价体系，以求得到更科学有效的结果。参考文献：1田玉凤，运用现代信息技术提高化学教学质量，化学教育，20022漆文胜，中学化学探究性实验教学与现代教育技术的整合的探索，化学教育，20053冯跃武、翁之望，对信息技术背景下运用多媒体进行化学实验教学的思考，新疆师范大学学报，20064徐凯祥 ，信息技术与化学学科整合的理论实践与思考，延边教育学院学报，20075焦蓉，建立绿色化的高中化学实验及实验教学新体系，化学教学，20076段昌平、罗畅、杜元珍、夏利君，以实验驱动学生自主探究学习，化学教学，20077段昌平、李忠平，不能用多媒体代替化学实验，化学教育，20068黄卫红，用化学实验点燃创造性思维的火花，文教资料，20059徐申扬，第二课堂活动的实践与研究，实验教学与仪器，2002
