数字化实验在化学教学中的应用

◇ 安徽 徐光群

(作者单位：安徽滁州天长中学)



数字化实验在化学教学中的应用

◇ 安徽 徐光群

数字化实验在传统的教学方式上做出了创新和改变,使教学富有信息化,同时加强了学生对化学实验的深刻认知,使学生更好地掌握到实验的原理和本质,提高了教学的效率．

1 数字化实验的含义与发展

1.1 数字化实验的含义

数字化实验打破了传统的实验教学方式,根据新课程的改革配备了新的实验教学设备．数字化实验系统的组成包含传感器、数据采集器、计算机和数字化实验系统软件,实验过程中主要通过传感器测出数据,数据采集器收集数据,然后传输给电脑,进行数据分析、处理,最后给出结果,这样便简化了实验过程．例如，为了让学生清楚某实验是放热的,通常是通过触摸发生反应的试管底部的方式．但是数字化实验会通过温度传感器测量反应温度,之后通过数据采集器对数据进行处理,通过电脑投影以平行线的形式显现出来．

1.2 数字化实验的发展

传统的化学实验方式十分单一,而且缺少实验器材,引入数字化实验后很多实验都可以进行,比如二氧化锰作为催化剂对双氧水的分解有多大作用,测定二氧化碳的温室效应等．数字化实验的引入给原本枯燥的化学实验带来了活力和方便,因为它可以把实验数据和图像直观地展现在大家面前．数字化实验能被大部分教师应用,只是需要时间和设备资源的问题．

2 数字化实验的特点

2.1 实验结果更科学

有些化学实验过程可能具有潜在的危险性,而且操作步骤烦琐复杂,数据处理比较麻烦，但是采用数字化实验传感器可以准确测定出整个实验过程的数据内容,电脑最后把数据通过表格或图形的方式传递给我们,这样使实验的结果更具有准确性、科学性．

2.2 使实验清晰化、综合化、简单化

一些化学实验如果采用传统的实验方法操作起来会比较复杂,而数字化实验就可以简化实验步骤,而且学生也容易理解实验的原理,使实验思路更加清晰．同时数字化实验不单单让学生掌握了化学实验的内容,还让学生对其他学科和领域有所研究和了解．比如实验室用酒精灯加热时，通常使用外焰,因为外焰温度高,然而学生可能并不理解,这时利用数字化实验中的温度传感器来测量酒精灯的内外焰温度,测量出的数据对大家就比较有说服力．

3 数字化实验在教学中的优点

3.1 优化教学过程、提高教学效率

传统的化学实验不能直观地把实验数据和图像呈现在教师和学生面前,因此还不能让学生对实验更好地吸收和了解,而数字化实验可以短时间内把实验的本质内容通过图片和数据分析的方式传递给老师和学生,不仅让学生容易理解还节约了教学时间,提高了教学效率．例如交互式电子白板应用于教学中,教师可以把实验内容提前设计好,在课堂上可以通过交互式电子白板的演示来强化实验的可操作性和直观性,让学生们能一目了然地了解到实验的各个过程和重要环节,不必再经过自己的思维模拟来整合整个实验过程,这样就大大优化了实验教学的过程,提高了课堂教学效率．

3.2 有利于学生开放式学习

数字化实验可以让学生更深入地了解到实验的原理和结果,善于让学生发现问题、分析问题和解决问题,数字化实验的过程是老师和学生互动、学生和学生交流实验的过程,让学生学习的方式变得开放,思维得到发散．例如利用平板电脑来进行电子实验教学,教师可以设计多个不同层次的实验项目,针对不同水平的学生让他们自己去选择相应难度的实验题目,并且通过互联网来联通每个终端,这样就可以加强老师与学生们之间的互动,有任何问题及疑问都可以通过平板电脑的终端来进行沟通,回到家里同样也可以实现这样的操作．

3.3 减少化学实验误差

在高中化学酸碱中和滴定实验中,通常采用观察指示剂变色的方式来判定滴定终点,而这种方法不仅计算过程不简单而且误差也大．但是应用数字化实验之后,很多问题迎刃而解,先把pH传感器放到标准液中标定,洗涤干净后放入待测溶液中,通过数据采集器把待测液pH传送到计算机中,能清晰准确地呈现出实验过程中pH的变化．

4 数字化实验的弊端

虽然数字化实验方便了化学实验的教学,但同时降低了学生善于观察实验现象的能力,减少了学生自己动手操作实验的机会,也减少了学生分析实验数据的机会,所以在采用数字化实验教学过程中要注意将传统实验方法和数字实验法结合运用．

(作者单位：安徽滁州天长中学)