初中化学教学中数字化实验的应用分析

初中化学教学中数字化实验的应用分析

温伟豪

梅州市梅江区水白中学   514071

摘 要：随着信息技术的发展，数字化技术逐渐走进了校园，走进了学科教学中。积极的开展数字化实验，充分的发挥数字化的优势，弥补传统化学实验的不足，提高对化学实验数据的分析和整理，让复杂的化学实验，通过立体的形式展现出来，提高学生的学习和发展。本篇文章就是基于初中化学教学中数字化实验的应用分析进行研究，通过对数字化实验的阐述，进一步加强数字化实验，在初中化学教学中的具体应用，提高学生的学习水平，促进学生的发展。

关键词：数字化实验；初中阶段；化学教学；

引 言：随着新课标的改革，进一步加强初中化学实验的教学，提高对化学实验教学的重视。化学教师要学会利用先进的技术，结合信息技术，利用数字化的实验，有效的开展数字化的化学教学课堂。在开展数字化实验教学的过程中，化学教师结合数字化的技术，利用数字化的设备，将化学课堂搬到电脑屏幕中。利用信息技术的灵活多变性，对化学实验进行综合的讲解，让学生在观看实验的过程中，进一步提高对化学知识的理解和感悟。不仅如此，数字化的实验还有利于对化学知识进行总结和归纳，提高化学的教学效率，促进学生的发展。

一、数字化实验有关概念阐述

所谓的数字化实验，是以手持技术为切入点，将各种传感器融入传统实验中，利用计算机对实验数据进行采集、计算和图表化，对实验进行综合的处理，提高化学实验教学的效率，让学生可以轻松的掌握化学实验，了解化学实验。随着我国信息技术的广泛应用，信息技术水平不断提高，在开展初中化学实验教学的过程中，教师也要充分的利用数字化技术的特征，利用数字化理念将化学实验教学与信息技术有机的结合在一起。让复杂的化学实验呈现立体化的结构，加强学生对化学实验的学习和了解。不仅如此，数字化实验还有利于改变传统实验的结构，让初中化学实验变得更加丰富化，立体化，通过多样的形式展现出来，提高学生对化学实验的学习热情，加强学生对化学知识的理解能力，全面提高初中化学的学习效果。。

二、数字化实验在初中化学教学中的具体应用

（1）加强传统实验和数字化实验的相互结合，实现优势互补

在进行初中化学教学的过程中，初中化学教师就要利用数字化实验，积极的开展初中化学的教学。结合传统的实验教学方法，融入数字化信息化的理念，将二者相互融合。结合传统的化学实验，融入数字化的设备，对数字进行准确的分析，记录，计算，得到更准确的数据，提高化学实验的质量，让化学实验数据形象化，图像化，促进学生的学习和发展。

例如：在学习初中化学知识“我们周围的空气”这一章节内容的学习时，为了让学生了解制取氧气的过程，提高对制取氧气的理解和认识。在进行化学实验的过程中，教师可以利用数字化的实验设备，通过压强的传感器对空气中氧气的含量进行数据的测量，获得准确的数据测量值，将数值图像化，提高化学实验的效率。在学习高锰酸钾加热制取氧气的过程中，教师可以为学生进行化学实验，让学生通过观察教师的实验步骤，进一步了解实验操作的流程和规范。学生在观察的过程中，通过与集气瓶连接的压强传感器，观察集气瓶内氧气含量的变化，记录集气瓶内压强的变化，将变化过程的数值通过数值处理器，转化成二维图像变化图。通过这样的形式，可以有效的加强对化学实验数据的检测，提高对化学实验数据的认识。不仅如此，在学习实验室氧气的制取与氧气的性质的过程中。教师可以带领学生进行白磷的燃烧试验，通过观察白磷燃烧集气瓶内气压的变化，结合气压的数据变化进行综合的分析，提高数据收集的准确率，提高学生对化学知识的掌握。通过这样的形式，利用数字化的设备，将传统的实验有机地结合在一起，充分的发挥传统实验的优势，结合数字化的设备数据收集和分析的性能，优化初中化学的结构。

（2）加强学生创新能力和自主能力的培养

积极的开展数字化实验，提高学生的初中化学学习水平，让学生在数字化实验中掌握化学知识，了解化学实验的组成，提高化学实验的操作能力，促进学生的综合发展。数字化实验是基于化学实验教学的基础上所展开的，需要学生具有较强的创新能力和思维能力，让学生在动手实践的过程中，在实验的过程中结合对数据的收集和分析，总结化学规律，提高对化学的理解和认识，促进学生的发展。这样的教学有利于培养学生的创新能力和自主能力，让学生在化学实验中，记录数据，提高数据的分析能力，促进学生的学习和发展。

例如：在学习初中化学氢氧化钠吸水性研究的过程中。教师结合化学实验，准备好化学实验的工具和材料，带领学生进行化学实验的分析。首先，化学教师给学生讲解，在实验中应该注意的具体化学事项，随后取氢氧化钠的固体，放置在集气瓶中。通过对集气瓶中的实验数据进行监测，通过数字化的设备，对集气瓶中空气的湿度进行数据的分析，结合数据进行分析记录和保存。在这样密闭的装置中，集气瓶中的水蒸气含量不断减少，容器中的水蒸气不断的被吸收，湿度逐渐呈现相对为0的状态。通过这样的数据记录，让化学实验的结果显而易见，确定了氢氧化钠具有一定的吸水作用。通过这样的形式，让学生自主的进行化学实验，在化学实验中测量氢氧化钠的吸水性，让学生带着问题进行思考和探究，培养学生的化学学习思维，促进学生的化学学习和发展。

（3）构建多元化的教学形式，提高化学教学效率

在进行化学基础知识讲解的过程中，如果单靠课本知识，照搬课本进行讲课，很容易让学生产生化学学习压力，不利于提高化学成绩。在化学基础知识课程讲解的过程中，化学教师利用数字化实验开展教学，通过多媒体教学设备为学生播放数字化化学实验的视频，搜集关于教学的有用信息，融入到教学设计中，提高化学的直观性，将化学反应原理“符号~微观粒子~图像三重表征”有机结合，加强学生对化学的理解。很多化学基础知识，无法用语言直接讲解，但可以通过微课，动画等多媒体资源，结合数字化实验进行深入学习。化学基础作为初中化学的关键，就必须要做好创新改革，加强学生基础知识的掌握能力和应用能力，全面提高学生的核心素养。

例如：在学习化学“酸碱中和反应”中，为了让学生更加清晰的了解，酸碱中和反应的原理。在实验中，化学教师可以利用pH传感器测量准备好的氢氧化钠碱溶液，同时在教室电脑平台上显示pH传感器采集的数据，以二维坐标的形式呈现出来，然后在溶液中滴入了几滴酚酞溶液，让学生观察溶液的颜色，往溶液中滴加稀盐酸溶液，让学生观察颜色变化和二维坐标中pH值的变化，可以看出，虽然还未中和，颜色未发生改变，但pH曲线现在已经在改变，说明滴入盐酸，反应已经开始，持续滴入盐酸，玻璃棒不断搅拌，溶液逐渐从红色变为了无色，再继续滴入盐酸，可以完整看出此实验的颜色变化情况和pH的变化，进入分析这个实验过程中的溶质变化。这样利用数字化化学实验的进行教学，不仅能引发学生思考，还提高学生学习化学的深度和广度。

结语：随着新课标的改革，为了进一步促进化学教育改革与发展，提高初中化学的教学质量。在进行初中化学实验教学的过程中，教师可以将传统的化学教学方式与数字化化学实验有机的结合在一起，充分的发挥数字化化学实验的优势，展开化学实践的探究课堂。让学生在实践探究中提高自己，促进化学知识的学习和发展。

本文系：广东省省教育科学规划课题：专项课题 课题名称《基于Arduino单片机的初中化学实验数字化研究及实践》 课题批准号2021YQJK366

参考文献：

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[3]徐敏.数字化实验在初中化学教学中的应用——以《二氧化碳的释放与吸收》一课为例[J].教育研究与评论(中学教育教学),2018(10):92-96.