数字可视化探究实验与学生逻辑思维研究

来源 :化学教与学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xukuikui
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  摘要:逻辑思维的养成,已成为目前学校教学的研究重点。通过化学探究实验,可有效地提高学生的逻辑思维品质,改善用脑卫生。文章在综述国内外逻辑思维研究进展的基础上,选取数字化探究实验,并运用常规实验法、数字可视化实验对照等研究方法对“可视化”理论对学生逻辑思维进行过程阐述养成机理。
  关键词:数字化;探究;实验;逻辑思维
  文章编号:1008-0546(2015)11-0086-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
  doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.11.027
  二、实验仪器
  笔记本电脑(内置Log Pro 3.8.6软件)、Lab Quest2、TCA-BTA温度传感器、大烧杯、两支大试管、橡胶塞。
  三、实验设计
  1. 常规实验探究燃烧的条件
  教材[4]所述实验的优点在于操作简单、现象明显。基于白磷有剧毒,人的中毒剂量为15mg,致死量为50mg,实验需在通风厨或抽风设备下进行。实际操作过程中可能出现铜片上白磷和烧杯中白磷都不燃烧,导致实验失败,或者是烧杯中白磷也燃烧,可能是由于热水中因有溶解氧而导致的,甚至有教师因考虑白磷的毒性,果断放弃学生探究实验甚至演示实验,这些因素都影响学生理解燃烧的真正起因,不便于总结燃烧的条件所需要素。
  学生:可以在a试管中接入一个装置,再加上实验室制氧气的装置,比如:H2O2催化分解实验。
  教师:好。(既探究了燃烧的条件,又复习了O2的制取,也得到了图3装置。在实验过程中可以观察到白磷燃烧发出耀眼的强光,且实验过程中产生的白烟没有逸出现象,又提高学生探究实验的环保意识。)
  教师:同学们,对于白磷的燃烧有了定性认识,若能进一步分析燃烧与氧气的量多少有没有关系呢?
  学生:思索…
  教师:是否可以借助数字化实验仪器定量认识燃烧需要的条件?
  2.数字可视化实验探究燃烧的条件
  在课堂上利用数字化实验仪器进一步探究燃烧的条件
  2. 研究分析
  通过常规实验与数字化、可视化探究实验在教学过程中的对照教学,学生的逻辑思维成长机理可以通过图6表示。逻辑思维包括是通过概念、推断、推理等抽象的思维方式将具体事物与事物、事物与思维联系起来,事物是客观载体,思维是认识和了解客观世界的载体,即理性。思维的培养和养成是可以通过学校教育逐渐培养的,因为思维的各要素在这些实验探究过程中得以体现:在本节课中定性过程中由传统实验和改进实验进行对照是分析→对比→推理思维过程,综合后得出燃烧的条件三要素,而定量过程是深层次的通过数字可视化实验进行剖析,将思维进一步抽象化,概括化,使学生对燃烧的条件理解透彻:不仅知道了燃烧需要三要素,而且深知充分的燃烧放热多的事实,为高中必修教材中“化学反应与能量”章节奠定知识基础。
  解决实验过程数字化,反应过程可视化,不仅能体现中学化学实验的趣味性,更主要是引起学生逻辑思维表达的直观性和流畅性,可以使学生通过数据变化反映客观世界,从数学化实验仪器中获取准确的数据并比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理,这将会对学生的实验素养,形成严谨的学术习惯,对其个体的成长都具有深远的意义。
  参考文献
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