高中化学数字化实验教学思考

李浩��

摘要：随着数字化时代的到来，在教育教学中，数字化技术也逐步被广泛应用。在高中化学实验教学中，讲解实验原理也开始运用数字化技术，与传统实验相比，新兴的高科技实验手段，不仅实验数据计算更加精准，实验操作更加便捷，实验效果也更加清晰、直观。新技术的支持，极大的提升了化学实验教学效果。

关键词：高中化学；数字化；实验教学

一、 高中化学数字化实验教学的意义

与传统化学实验相比较，化学数字化实验，将实际操作虚拟化、数字化，它不仅颠覆了传统实验的分散性，数字化的先进设备，使得实验数据计算更加精准，实验操作更加便捷，实验效果也更加清晰、直观。传统化学实验，无论是研究现象，还是测量数据，都需要人工完成，而数字实验硬件的设施建设，不仅极大的提升了实验速度，节省大量财力、物力、人力，而且得出的结论也比较精准。更有利于实验课题的开展。另外，在时间的利用上，数字实验有利于节省繁琐工序和时间，体现数字实验的高效率，可以给学生留出更多的时间思考实验原理，研究实验结果，避免学生在实验中发生意外，解决传统实验的瓶颈。高中化学传统实验有很大的局限性，在内容、空间、时间上都无法与数字化实验相比，传统实验实验条件也比较落后，一些化学实验还缺乏安全性，影响着化学实验的有效实施。与传统化学实验相比较，数字化实验受各方面因素的限制比较少，数字实验的应用范围更广，实验手段更加科学，实验内容更加宽阔，可以有效的突破许多限制，在完成实验教学任务前提下，更有利于打破时间限制，培养学生自主创新意识，能够使学生自主创新。另外，数字化实验教学，是一种多功能的实验手段，不仅可以有效提高实验教学的针对性，还能够培养学生实验设计能力，进一步拓展实验空间，完成特定的实验，解决传统实验瓶颈问题。

二、 高中化学数字化实验的弊端

在高中化学教学中，虽然数字化实验具有很大的优势，但也不是十全十美的。首先，采用数字化实验教学仪器昂贵，不易推广。与传统实验教学仪器相比较，数字化仪器价格比较昂贵，如果没有一定的经济实力，学校无条件购买数字化仪器。另外，在数字化教学过程中，仪器的精准度也会随着时间的延长而有所降低，并且，所使用的仪器维修成本比较高，一旦出现故障，维修起来比较困难，导致一些学校在化学教学中对数字化实验望而却步。据笔者调查分析，传统实验仪器使用寿命较长，传统实验设备，在实验教学中使用3年成本约为200元，价廉易得，维修成本低；而数字化普通的PH传感器，使用寿命约为3年，单价为1000元左右，普及数字化实验仪器，在财力上存在明显差距。另外，数字化实验各种实验参数传感器可以精确地测量，计算机自动计算的结果，久而久之，会严重影响学生计算、处理数据的能力。传统化学实验，有些时候可以将生活问题引入实验中，有利于培养学生实验动手能力，而数字化实验内容虚无缥缈，在实验过程中，确实很难体验化学的实际应用价值，进而影响到化学实验应用效果。

三、 高中化学数字化实验教学策略

（一） 将传统实验与数字化实验教学相结合，实现优势互补

数字化实验教学，计算机软件可以自动采集数据，快速的得出实验结论，在观测最后的结论时，有利于学生快速的理解实验原理，增强对实验的感性认识，但是，数字化实验运算公式和过程数据自动完成，容易导致学生计算、处理数据的能力退化。因此，高中化学数字化实验教学，要将传统实验教学与数字化实验教学相结合，在观测最后数据的同时，教师要引导学生结合传统实验自己亲自计算一次，看看仪器显示的结论，与自己得出的结论是否相同，如果出现不同的结果，要思考最后数据结论不同的原因。例如，笔者带领学生做制取氨的试验，当仪器中NH4Cl和Ca（OH）2反应后，产生气体，然而，数字化實验中，产生气体的气味不能传达给学生，所以，需要在真实的实验中，带领学生亲身去闻。我们都知道，氨气易溶于水，要想让学生更有体会，感知实验效果，需要加热使氨气溢出。这一过程可以实验优势互补，弥补数字化实验推导能力退化的缺陷。

（二） 建全数字实验管理系统，整合资源优化数字化实验

数字实验灵活性比较强，所以，在学生自主实验操作时，我们需要进一步完善管理系统，以便于答疑解惑，处理应急事件。作为新科技教学的重要导向，数字化实验必将逐步应用于化学教学中，成为有利的实验教学手段，所以，在高中化学实验教学中，我们一定要分配好传统实验与数字化实验的比重，需要不断的进行总结，认清数字化教学的利与弊，以便于在教学实践中利用好数字实验，多开展实验活动，加强数字实验的利用效率，有针对性的帮助学生答疑解惑。以提高化学实验教学质量和教学效率。在数字化实验教学中，各学校选配教学软件，需要针对教学内容，根据具体需要选配。受各方面条件及因素影响，在高中化学教学中，数字化实验案例比较少，因此，开设《实验化学（选修）》课程，查找实验资料，可以通过《化学教学》《化学教育》期刊等寻找资料，如果在数字化实验教学中，寻找的资料满足不了教学需求，教师也可以根据教学实际，自主开发实验资料，整合资源优化数字化实验，根据教学内容制作实验动画和实验课件，有针对性的拍摄实验图片和视频，以有效提高高中化学数字化实验教学效果。

四、 结语

在高中化学教学中，实验教学非常重要。传统的化学实验器材较多，在不同的试验中，需要使用不同的器材，每一实验器材都有固定用途。近年来，新兴的高科技实验手段数字化实验逐步被推广。与传统化学实验相比较，数字化实验受各方面因素的限制比较少，数字实验的应用范围更广，实验手段更加科学，它颠覆了传统实验的分散性。因此，在高中化学试验中，数字实验必将会被推广。

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作者简介：

李浩，安徽省阜阳市，阜阳市第三中学。endprint