编者按
“将来的教育,将由集中到分散,由单一到多样,不断发展。在未来的信息时代,将来的家庭就可能是一个教育单位。计算机进入家庭后,一按电钮,就可以上课了。笔者在美国看到一个化学实验室,教学的全部内容都存贮的计算机里,复习题、考题、答案全部在计算机里。该实验室有45个终端,同时要容纳45个学生。上课时,把电钮一按,教学内容就显示在屏幕上。”“当前,确有不少的老师的知识结构不合理。譬如说,我们绝大多数老师不会使用计算机,不懂算法语言,我们怎么能适应新的技术革命的需要呢?”
上述涉及化学教育与信息技术的论述,看起来似乎离我们不太遥远,但其实却来自39年之前。说这番话的人,是著名化学家、教育家,武汉大学原校长刘道玉先生(引自《化学哲学基础》,科学出版社1986年11月第一版,295~308页)。
环顾当下,39年之前刘先生指出的问题解决了吗?刘先生预想的教学方式实现了吗?好像还没有。我们的化学教育乃至整个理科教育界似乎仍在理想与现实之间苦苦挣扎。尽管全社会的计算机和信息技术工具的普及应用已经跟39年前有了天壤之别,但化学教育与信息技术的整合、融合并未达到刘先生当年所见的水平。
自上世纪80年代诞生以来,数字化实验就凭借“数形结合、多重表征、过程记录和填补传统实验空白”等突出优势深刻影响了基础教育阶段的理科实验教学。笔者通过对美国高中AP化学教材(The College Board. AP® Chemistry Guided-inquiry experiments:Applying the Science Practices[M].New York: The College Board ,2015.)的研究发现,在其教师用书中共设置实验16个,在其中的6个(实验第10、11、12、14、15和16)实验中引入了数字化实验选项,比例达到了37.5%。实验名称分别为“实验10 大理石雕像能持续存在多久”、“实验11 用比尔定律计算结晶紫褪色的速率定律”、“实验12 暖手器设计挑战——热量从何而来”、“实验14 在滴定过程中,酸和碱的结构和初始浓度如何影响生成溶液的pH值”、“实验15 日化产品的缓冲作用研究”和“实验16 制备和测试缓冲剂的作用”。上述6个实验中,针对数字化实验手段的要求不仅作为体现在全部6个实验的“实验准备”的“器材需求”部分,还体现在其中3个实验(实验14、15和16)的“实验技巧”、“扩展活动”及“操作规程”等部分。上述实验中使用的传感器有三种:温度、气体压强和pH,这也是目前国内化学数字化实验中常用的三种传感器。其中pH传感器的应用面最广,涉及了4个与溶液的酸碱度测量有关的实验(实验10、14、15和16)。
在实验教学走向数字化的国际大潮影响下,我国2017版高中化学课标中也出现了“数字化实验”和“数字化传感器”,并且鼓励教材引入数字化实验来丰富和完善学生的实验和探究工具。此后,各大主流教材纷纷引入了数字化实验内容,而全国各地化学教师围绕数字化实验的研究与探索也风起云涌,化学数字化实验已成为整个高中理科实验教学领域最活跃的板块。
2024年12月10日,《化学教学》编辑部、上海市中小学数字化实验系统研发中心在上海市风华中学联合举办了的“2024数字化化学教学研讨会”(点击链接:上海市中小学数字化实验系统研发中心成功举办2024上海数字化化学教学研讨会)。经过深入研讨,与会专家一致认为:近年来基础教育阶段的化学数字化实验虽然有了长足进步,但上升空间依然巨大。依托数字化实验,可以让化学跨学科教学活动更上层楼,进而有力促进学生的化学学习和科学认知。经过反复酝酿,《化学教学》编辑部正式发布了与上海市中小学数字化实验系统研发中心联合开展“化学数字化实验支持下的跨学科学习”主题论文征稿的通知。征稿活动聚焦“进一步深化化学基础教育课程改革,落实义务教育和普通高中化学课程标准的要求”,强调要通过此次活动,“推进以化学学科为中心学科的跨学科主题学习的理论与实践研究,引导更多教师参与研发基于化学数字化实验的综合实践活动并实施跨学科教学,培养学生的创新精神和实践能力。”
重视化学数字化实验并积极推动依托数字化实验手段的化学跨学科教学实践,充分体现了《化学教学》编辑部心系教学、勇于创新的一贯宗旨,展现了编辑部背后的专家学者们面对技术革命和教育改革的使命感和行动力!作为本次征稿活动的联合举办方,上海市中小学数字化实验系统研发中心将积极配合《化学教学》编辑部,不仅要做好与投稿作者的沟通、衔接工作,还将秉承“改进实验、服务教学”的精神,依照研发中心早在2016年就推出的“帮你做”工程(http://www.llongwill.com/html/disbangnizuo-list.html)实施原则,对致力化学数字化实验和跨学科研究的教师、教研员们提供以下有力支持:
1.跨学科实验装置的免费开发;
2.化学数字化实验仪器的借用;
3.化学数字化实验仪器的使用培训;
4.以化学为中心的跨学科教学活动设计;
5.获奖论文的结集出版。
为保障上述支持工作的顺利开展,现公布研发中心成员单位——远大教科驻各地办事处名录,便于各地有意参加活动且需要获得支持的教师、教研员们与之取得联系。
2025,让我们重温39年前刘道玉先生的期望与教诲,携手推动化学教学的深度变革!
上海市中小学数字化实验系统研发中心
2025年3月11日
关于开展“化学数字化实验支持下的跨学科学习”主题论文征稿活动的通知
为进一步深化化学基础教育课程改革,落实义务教育和普通高中化学课程标准的要求,推进以化学学科为中心学科的跨学科主题学习的理论与实践研究,引导更多教师参与研发基于化学数字化实验的综合实践活动并实施跨学科教学,培养学生的创新精神和实践能力,现组织在全国范围内开展关于“化学数字化实验支持下的跨学科学习”主题论文征稿活动,有关事项通知如下:
一、征稿对象
全国师范院校师生、中学化学教师、化学教研员等相关工作者。
二、组织单位
《化学教学》编辑部
上海市中小学数字化实验系统研发中心
三、征稿主题
具体选题如下:
1.基于化学数字化实验的跨学科学习理论研究;
2.融合化学数字化实验的跨学科教学模式构建研究;
3.化学数字化实验支持下的跨学科教学实证研究;
4.基于化学数字化实验的跨学科综合实践活动案例研究。
四、征稿要求
1.论文字数4000~8000字,格式规范。
2.论文请勿涉及保密内容,请作者确保论文内容的真实性和客观性,文责自负,文中不得出现侵犯他人著作权的现象。
3.编辑有权根据出版需要,对稿件进行删改。
五、征稿安排
1.报名时间:2025年6月30日前。
2.报名方式:按照时间要求将报名回执发到指定邮箱。
3.论文报送:请于2025年10月10日前,将论文的word文件报送指定邮箱。文件命名为“第一作者姓名+跨学科主题论文”。
4.论文评审及结果公布:组织专家对论文进行评审,评审结果将于2025年12月通过《化学教学》微信公众号公布。
5.联系方式:石阳:18678393892,安尽伟:18901741136;邮箱:373160526@qq.com;地址:上海市静安区共和新路1700弄49号。
六、评审奖励
根据评审结果,由《化学教学》编辑部、上海市中小学数字化实验系统研发中心颁发一、二、三等奖奖状,其中特别优秀的文章可在《化学教学》上刊发。
华东师范大学《化学教学》编辑部
上海市中小学数字化实验系统研发中心
2025年3月7日
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