数字化实验在高中化学教学中的应用分析

陈耀民

摘要：本文分析了在高中化学教学中运用数字化实验的优点，探究了如何运用数字化实验突破高中化学的知识难点，提出了教师需要结合数字化实验的教学弥补传统教学的不足，并通过数字化实验对高中化学进行探究式学习。

关键词：数字化实验；高中化学教学；教学应用

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）04-0099

数字化实验是以真实实验为基础的实验，是由计算机、传感器、数据采集器及系统软件等构成的。数字化实验室的重要载体是由传统实验与信息技术整合的。数字化实验促使学生自主学习，提高了合作能力，结合传感教学方法更适应学生的学习水平，适合了教师教学的需要。

一、数字化实验的组成及原理

1. 数字化实验的组成

数字化实验系统是属于全新的软硬件一体化的实验系统，它具体包括多样化的自主操作平台、多通道的数据采集器、多类型的传感器与较强大的函数图像处理系统。数字化实验实现了数字化的实验手段、现象规律的可视化、呈现实时化测量、简单化操作测量。该系统利用信息技术弥补了化学实验的不足，现代化学实验仪器的诸多弊端也被成功地克服，全面结合了化学实验和信息技术教学。在真实演示的基础上实现了信息技术与实验教学的整合。

2. 数字化实验的原理

利用计算机进行实时采集，可运用传感器快速地获得大量实验数据，这在手工操作中是很不方便甚至是不可能的。数字化技术为实验教学中改造传统实验提供了有力工具。综合上述分析可以得出，数字化实验所具备的功能使学生能更深入地了解化学原理，分析化学过程。

二、数字化实验的优势

高中化学实验所制气体大多有毒性，因此学校实验室需要配备通风的工具，但由于资金的限制以及许多学校对实验的不重视，许多学校并没有对实验室进行通风工具的安装。针对此问题，教师都是尽量避免这类实验的，导致很多实验无法正常进行。但是数字化实验的使用，不仅可以降低学校实验的成本，而且可以将危险性避免掉。

使用数字化实验教学，不仅降低了教学难度，而且提高了学生对学习的兴趣。学生可自己进行操作，并可以对实验过程进行反复探究，分析实验的原理，以及仪器的组装，更明确加深对实验知识的理解，也可不必次次跑实验室，实验的复习也可以在课堂上完成，时间、地点诸多因素也不会受到影响，方便快捷。由于有实些实验设备的欠缺，常常只能通过传统的教学模式进行教学，教师主导课堂，学生被动式听课，这往往使课堂沉闷无趣，同时剥夺了学生自主学习的权利，让学生对学习失去兴趣。在数字化实验的运作过程中，学生可以自己动手实践操作，激发学生学习的兴趣和调动学习的积极性，对于错误性实验而无法在实验中进行操作的，使用数字化教学可以清晰地认知到错误操作所带来的不利影响，警示学生在操作实验时不可犯类似的错误。使用数字化教学更准确、直观、方便，并能对化学现象更深入地探究，进而能够揭示化学反应的常规，提高学生化学水平，促进教师的教学能力和专业发展。

三、运用数字化实验突破教学难点

在传统教学中，化学知识比较抽象，在学习过程中，传统教学虽对学生的学习能力提高有一定作用，但学生会感到教学枯燥、平淡、对化学学习的积极性不高，从而导致学生产生厌烦心理，更不会主动探究化学知识。

随着社会的发展与进步，化学教学逐步引入数字化教学，教师以学生为主体，让学生合作学习探讨问题，从而培养学生学习能力。利用数字化教学的虚拟性、交互性等特点，成功攻克了课堂上的许多难题，让化学课堂教学质量有所提高，为学生打下坚实的基础。

高中的化学知识点相比之前增加了难度和广度，学生的学习任务和压力也随之增加。对此，运用数字化实验进行教学，能够增强化学课堂的趣味性，并且通过准备的数据展示，也能更简单地讲述知识。可以让学生对化学学习更感兴趣，同时综合能力不断提高，使化学知识更丰富。

例如，强电解质，这是高中化学教学中的一大难点。在课本中，电解质的电离度并没有进行充分分析，缺乏实际操作的验证。通过数字化实验的应用设计实验，可运用传感器测不同浓度的乙酸溶液的PH值变化；进行数据整理可利用数据采集器，分析收集的数据，通过数字化实验分析，可了解到电解质对电离度的影響。从而得出结论：弱电解质的电离度增大，乙酸稀释加快，电离度对弱电解质的影响越大，乙酸溶液浓度越低。

四、通过数字化实验进行高中化学的探究式学习

在高中化学实验中，新课改强调了学生的主体性，使学生亲自实践，在操作过程中可以针对一些问题提出大胆的假设，让学生深入研究问题。利用数字化实验与传统实验的结合，能够将更多的时间留给学生，并由教师对学生做出针对性的指导，有利于学生进行化学探究学习。

五、结束语

在高中化学教学中，利用数字化实验进行教学，不仅激发了学生的求知欲，而且调动了学生学习的主动性和积极性。数字化实验弥补了传统实验的不足，合理运用数字化实验，充分展示了其优势，并在一定程度上促进了高中化学教学的发展。

（作者单位：陕西省靖边中学 718500）