基于初中化学数字化实验教学的认知探讨

基于初中化学数字化实验教学的认知探讨

马迎高

江苏省扬州市 高邮市外国语学校初中部， 江苏省 扬州市 225600

摘 要：实验教学是初中化学教学中必不可缺的一环，在整个化学教学中起着至关重要的作用，不仅可以帮助学生更加清楚地获取感性知识，还可以有效培养学生的实验技能，对学生化学素养的形成极为有益。但是，传统化学实验教学还存在着一些问题，广大教师积极革新思路，尝试借助数字化技术实施化学实验教学，以数据、图像的形式呈现化学知识，以期提高化学实验教学质量和效率，促进学生综合发展。基于此，以下就将初中化学教学作为载体，着重分析数字化实验教学的策略，希望提供有利参考。

关键词：初中化学；数字化技术；实验教学；数字化实验；信息技术

数字化实验是现代实验技术的关键构成，它和信息技术之间具有极为密切的联系，运用了数据采集系统，在各个教学领域中获得了广泛的认可和应用。和传统实验不同的是，数字化实验能够将知识以更加直观的数据、图像进行呈现，学生也可以根据观察、体验来认知化学事物发生的微观变化。对于化学实验中较为出现、复杂的问题，数字化技术可以更加清楚、形象地呈现，有利于激发学生的兴趣，加深学生的理解。不仅如此，它打破了时空的束缚，学生可以随时随地实验、学习，节约了时间，大幅提高了实验学习的质量和效率。可见，初中化学实验教学中实施数字化实验教学是尤为重要且必要的。那么，在实际教学中，从哪些方面入手，实现数字化实验教学的有效实施呢？具体如下。

一、增强实验能力，优化实验配置

初中化学教材中包含了丰富多样的内容，其中涉及到不少由教师演示实验的案例，但由于教室大，学生人数较多，全体学生都看清楚实验现象显然是不现实的。并且，部分化学实验的现象并不直观，很难真正把握其原理。为了有效补齐这个短板，教师可以发挥数字化技术的作用，将这类实验转变为数字化实验。当然，这也在无形之中对教师提出了更高的挑战。在此期间，教师要备课、实验设计以及具体实施，组织学生去数字化实验室，进行屏幕广播，全体学生都配有电脑。在课堂教学中，教师演示数字化实验，学生对实现现象一目了然，最终的效果自然也会更加理想^[1]。例如：在教学“化学研究些什么”这部分知识内容的时候，对于“空气的成分”这部分内容的讲解，为了让学生对空气的成分有一个更加直观的认识，教师就可以设计如下数字化实验：首先，连接好实验装置，将燃烧匙和压强传感器固定在橡胶塞上，并用其塞紧集气瓶，检查装置气密性；接着，启动数据采集器，用它采集数据；随后，将过量的红磷平铺在燃烧匙上，点燃酒精灯，再加热燃烧匙，点燃红磷；再次，用连接燃烧匙与压强传感器的橡胶塞快速塞紧集气瓶；最后，当压强不再发生变化时，停止收集数据^[2]。这样一来，学生就能够通过曲线清晰地看到压强的变化，理解其原理，使学生的化学实验学习效果更加显著。

二、激发探究意识，培养科学素养

新时期推崇的是素质教育，倡导多元化的学习方式，数字化实验让化学教学更加真实、严谨。在初中化学教学中，教师可以利用数字化实验实施教学，给学生不同的感受，以此激发学生的探究意识，让学生主动参与到化学知识的学习和探究当中，在习得丰富新知的同时，形成严谨、科学的实验态度，使学生受益终身^[3]。例如：在教学“物质在水中的分散”这部分知识内容的时候，对于“溶解过程中的吸放热现象”这一实验，可以明确的是，人体可以亲身体验到温度的冷热程度，而通过传感器展开化学实验，将化学实验数字化，可以通过真实的数据使学生体会到温度发生的变化。长时间坚持这一做法，就能够帮助学生树立“现象——实验——数据——分析——结论”的探究态度和习惯，培养学生“实事求是”、“用事实说话”的科学素养，让学生更愿意投身于化学，更加刻苦地钻研化学，为未来发展指明方向。

三、联系生活实际，树立环保意识

开设化学这门课程并非单纯地讲授化学知识，更重要的是对学生化学应用能力的培养，让学生学会运用化学知识解决实际问题，并对生活中的一些现象进行遏制。现如今，环保长期以来都是社会各界重点关注的话题，如何通过化学引领学生保护环境，培养学生的环保意识，让学生切实体会到化学环境保护对人类的正面影响，这是广大教学工作者在教学工作中重点思考的问题^[4]。可以说，数字化实验正能够为这项任务起到良好帮助。具体而言，在以往，教师通常使用语言文字介绍环境问题，但对于细节，如某些不良物质的含量，仅凭语言很难给学生深刻的感受，此时，数字化实验的实施就显得尤为必要了。例如：在教学“自然界中的水”这部分知识内容的时候，教师就可以和当地环境情况联系起来，讲述近些年河流的变化以及周边村庄的变化，这都是肉眼可见的。但是，对于河流中部分物质的含量，却不得而知。这个时候，教师就可以利用数字化实验实施教学：先收集水样，接着用PH传感器、溶氧传感器以及水质硬度传感器等进行数据的测量。这样，学生就可以根据数据了解当地水污染的程度，进而产生保护环境、珍惜水资源的责任感。在条件允许的情况下，教师还可以利用数字化实验来展开酸雨、汽车尾气等探究，使学生在直观数据的带动下树立环保意识，并且将其付诸于实践，从我做起，从点滴小事做起，为环保事业贡献绵薄之力。

结束语：

总而言之，初中化学数字化实验教学的实施，有利于革新实验教学形式、突破教学重难点、开拓学生的思维，对学生化学学习的深入和综合素质的培养有着极大的促进作用。作为新时期的教师，要与时俱进，紧跟时代发展步伐，充分认识到数字化实验的价值和优势，积极寻找其与化学实验教学之间的契合点，并且通过行之有效的方法加以有效整合，努力为学生构建更加现代化的实验课堂，吸引学生踊跃参与化学学习和探究，在亲身实践中获取丰富知识、技能，为今后学习和成长发展提供有力支撑。

参考文献：

[1]司璐璐,朱纷. 初中化学数字化实验校本化研究初探①[J]. 考试周刊,2019(98):144-145.

[2]黄颍. 初中化学教学中数字化实验的应用分析[J]. 教育信息化论坛,2019(4):280-280.

[3]吕嘉惠. 浅析数字化实验在初中化学教学中的应用[J]. 试题与研究（教学论坛）,2019(12):0022-0022.

[4]倪江红. 以溶液专题复习为突破口借助数字化实验整合微粒观教学[J]. 化学教与学,2019(10):42-45.