基于NOBOOK虚拟实验的高中化学实验教学的应用研究

作     者：阴思伟 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李以东

授予年度：2023年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 040110[教育学-教育技术学（可授教育学、理学学位）] 

主      题：NOBOOK虚拟实验 虚拟实验 高中化学 实验教学 

摘      要：化学是一门以实验为基础的学科,许多物质的性质、原理及化学规律都以化学实验为基础展开。化学实验在高中化学的学习中同样占据着重要地位。教材上化学实验的设置,帮助学生更好地认识化学物质、掌握化学规律与概念,同时也培养学生的动手能力、探究能力和创新能力,使学生向社会需求的创新型和应用型人才发展。但现阶段在高中化学实验教学中面临着实验硬件资源短缺、实验仪器老旧、实验人手不足、课时紧张等问题,导致化学实验教学无法真正落地。尤其在高中化学常规课的教学中,教师面临着课业的压力,无论是简单的课堂演示实验还是对实验的创新改造,都需要占据较长的时间,花费较多的精力。因此在高中阶段的常规课教学中,实验教学还是主要以讲实验、看视频等传统方式展开,难以达到化学实验设置的真正目的。随着信息技术的发展,虚拟实验技术应运而生。虚拟实验技术能够有效地丰富现阶段化学实验的教学模式,可以有效改变现阶段高中化学实验教学的现状。本文立足于现阶段高中实验教学的现状,同时对人教版高中教材实验进行汇总和分析,结合NOBOOK虚拟实验的特点,提出NOBOOK虚拟实验针对于不同类型实验的应用策略。并以建构主义理论、布鲁纳发现主义和加德纳多元智力理论作为理论支持,结合笔者教学中学生的实际学情,设计了《基于虚拟实验的气体制备实验专题复习》、《离子交换膜型电解池复习》和《课上课下相融合的二氧化硫的性质》三个教学案例,分别体现出NOBOOK虚拟实验仪器种类齐全、适用于污染性实验;实验过程数据化、微观化直观展示;适用于课下学生自主实验设计与探究的特点。在将教学案例进行实践后,从学生认知与态度两个方面对教学案例进行效果分析。案例一和案例二从学生知识掌握程度角度进行分析,通过数据可以看出,基于学生的实际层次,学生在虚拟实验的案例应用后能够较为清楚地掌握该部分的内容,能够拿到本层次学生应该拿的基础分和中档分。案例三设置实验班和对照班利用spss 26进行成绩对比分析,结果表明,通过虚拟实验的自主学习,实验班的平均分和高分段人数占比较对照班均有所提高。对参加NOBOOK虚拟实验教学实践案例的学生,利用问卷调查法调查学生对NOBOOK虚拟实验的评价及态度,较大比例的学生都表示NOBOOK虚拟实验在教学中的应用提高了其对化学学科的兴趣、促进知识的理解和吸收。