浅谈数字化实验在高中化学教学中的应用

浅谈数字化实验在高中化学教学中的应用

吴俊

江苏省常州市溧阳市南渡高级中学

江苏省溧阳市213300

摘要：随着信息化时代的到来，数字化的教学模式应运而生。以化学这门学科为代表，数字化实验教学受到极大的关注。数字化实验主要以计算机作为载体，是基于精密仪器与科学步骤之上的一种新型实验方式，这种实验方法在高中化学实验当中的有效利用，不仅有利于改变教师的传统思维，而且能够极大地弥补传统实验的缺陷与不足，确保着实验数据的准确性与精密性，有利于促进教学活动更好地开展。本文从将数字化实验运用到高中化学教学活动的优势分析入手，给出了具体举措。

关键词：数字化实验;高中化学;应用措施

化学来源于实验，也要得到实验的检验。因此，在高中课堂中开展科学合理的化学实验是提升教学水平的重要举措。但是传统的化学实验主要是指导学生学习运用各种实验器材，并根据实验步骤依次进行操作，这种实验方式受到的制约因素较多，已经无法适应现代化高中化学实验的实际需求。

数字化实验教学是在传统实验原理的基础上，利用高新技术优化实验方法及流程的全新教学方法，给学生营造更为先进的学习环境，能够让学生们对相关知识有更加深刻的理解，促进教师教学效率的提升。

一、将数字化实验运用到高中化学活动开展过程中的优势

数字化实验又被称为手持技术，是一种可在掌中使用操作的技术。它以研究者的真实体验为基础，依托计算机、传感器、数据采集器与系统软件等新型实验设备作为实验载体，将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，相比于传统实验更加安全，既支持了信息技术与化学的全面整合，又有助于弥补和完善传统实验的不足。

其次，将数字化实验运用到高中化学实验中，打破了时间、地点的限制，学生可以进行自行操作，分析它的原理。也可以对整个过程进行反复探究，加深他们对实验的理解，提高学习水平。

除此之外，传统化学实验虽能对一些化学结论进行验证，但毕竟缺乏精确数据的支持，学生难以通过实验结果理清部分化学概念。数字化实验能够结合现代信息技术对数据进行精确测量，大幅度避免传统实验过程当中人为因素的干扰，消除实验误差，在直观函数图像的呈现之下帮助学生在对实验结果进行分析的同时深刻理论认知，促进教学活动更好地开展。

二、将数字化实验运用到高中教学活动开展过程中的具体举措

（一）利用实验仪器，突破教学难点

数字化实验为学生呈现出直观清晰的实验现象，并且实验过程也更加智能，有利于凸显出实验中核心的原理。在实验活动实际展开的时候，教师应该针对实验活动展开探究分析，明确具体的要求，将重点与难点知识提炼出来，将相关的数字化实验数据以图像的方式展示，促使学生获得更加丰富的实验数据，深化学生对化学知识的有效记忆^[3]。

比如，在有关“弱电解质的电离平衡”知识点教学中，教材第一部分是强、弱电解质的关系，主要目的是让学生学习强、弱电解质的概念，能够从化学链的角度进行分析强、弱电解质与物质的关系。教师就可以利用数字化实验，让学生生针对水溶液的实际反应情况进行观察，并从多方面、多角度去动态的记忆溶液的浓度与弱电解质电离度的关系，进而掌握更多的知识点。

(二)结合传统实验，实现教学的全面性

要想保障数字化实验手段和方式方法的创新与变革，教师应该提在多个方面掌握数字化实验与传统实验的实际内容，实现两者之间的有效整合，保障实验活动的顺利展开，为之后数字化实验活动的顺利进行打下坚实的基础条件。

例如，在学习《制取蒸馏水》这一实验的时候，教师可以采用传统方法使学生对实验现象进行分析，并向学生提问“水中有什么杂质呢，那么在恒温情况下，水中的杂质为什么没有产生变化?但经过加热以后，又如为何会变成蒸馏水呢^[4]?”，通过模拟数字化实验完成传统的化学实验操作，并引导学生对实验内容进行不断的分析，全面掌握有关原理与概念，能够提高学生的学习积极性，促进实验教学活动更好地开展。

（三）通过验证实验，培养化学素养

随着我国新课改的实施，以核心素养作为教学理念也成为了高中学生发展的重要组成部分。教师在数字化实验的开展过程中，要引导学生发散思维，通过自主运用数字化实验展开验证，这不仅有助于拓展学生的思维，还能够培养学生的实事求是、科学探究的美好品德，实现高中化学素养教学目标的实现。

以“配合物”的相关知识点为例，教师在试管中滴入2ml5%的硫酸铜溶液，再滴入浓氨水，振荡试管，让学生观察试管中的反应现象，其次取2ml5%的氯化铜溶液以及等量的硝酸铜溶液，再分别滴入浓氨水，让学生观察其现象，进而学生通过两次实验现象发现两者均产生蓝色沉淀物，再浓氨水的作用下，沉淀物又逐步转化为深蓝色的液体，最后教师将两次实验的变化情况凭借计算机显示，并结合理论知识，向学生分析出随着浓氨水的量增加，致使氢氧化铜逐步溶解于浓氨水中的原因，在实现有效掌握配合物相关知识的教学目的的基础上，培养学生严肃认真的科学态度和科学方法

^[4]。

结束语

数字化实验在高中化学课堂当中的应用在提高教学效率的同时，也带来了一些教学弊端。比如，作为建立在信息模拟化与数据分析化之上的实验教学手段，其直观化与具体化特征很容易使学生完全依赖于电脑分析获得数据，不利于学生观察能力、计算能力、操作能力和创新思维能力的提高。教师要善于用发展的眼光看待问题，正确地运用数字化实验来突破教学难点，并将其与传统实验有机结合在一起，实现教学的全面性，更要验证性实验来促进学生的化学素养培养，逐步消除数字化实验中的弊端，推进教学活动更好地开展。

参考文献

[1] 杨峰. 数字化实验教学引发的思考——以《化学反应中热能变化的新观察》说课为例[J]. 中国现代教育装备，2021(6):30-32.

[2] 梁小凤，梁春艳. 数字化实验在初中化学教学的应用研究[J]. 文理导航·教育研究与实践，2021(4):139.

[3]石亚伟，陈月明，李晓冬. 数字化实验在中学化学教学中的应用研究——以洛阳市为例[J]. 广东化工，2021，48(6):189-190.

[4]白静珠，胡天保. 基于化学学科核心素养提升的数字化实验课堂教学 ——以苏教版"常见的弱电解质"教学为例[J]. 化学教与学，2020(4):79-83.