让数字化实验（DIS）走进化学课堂

李浩

[摘 要]化学是基础学科中的一门重要学科，而化学教学离不开实验。传统的实验教学过程中，学生只是很机械地完成教师安排的实验任务，在参与化学实验的过程中积极性不高，想象力得不到发展。把信息技术引入化学实验室，实现实验数学化，极大地方便了实验的设计和数据的处理，在课堂上得到了有效的推广。

[关键词]数字化实验；DIS；化学课堂

[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2018）02007701

数字化实验（DIS）以其优良的性能，带动了课堂实验的发展，使得课堂实验由原来的学生被动式学习变为主动式参与，极大地提高了学生的学习兴趣，掀起了化学实验热潮。

一、传统化学实验的缺点

1.实验仪器精确度不高

在化学实验中，由于一般的实验仪器的精确度达不到要求，很多理论无法用实验来验证，而得不到实验的证明，教师只好通过理论讲解来授课，使得学生在学习过程中无法深刻理解知识。

2.实验数据采集量不大

在以前的实验中，实验数据多数通过手工来记录，实验结果的精确度不够高，尤其对于个别“失之毫厘，谬之千里”的实验，弊端则更加明显。

二、DIS的界定及其构成

DIS系统的运用不仅是对实验仪器的改进，更是对传统的只注重理论知识，不注重动手实践的教学模式的改革。它能让学生有更多的机会体验实验的过程，培养学生的创新精神。

DIS技术的组成包括：传感器、数据采集器、實验器材、计算机、实验软件包。它把信息技术和化学教学结合在一起，有效弥补了化学实验课堂教学的不足。其中传感器有多种类型，有些传感器可以组合起来使用，它的作用就是按时测出各种化学量，然后把检测到的数据传给数据采集器。在复杂的化学实验中，传感器组合优势明显，它可以克服功能单一的化学传感器的弊端。比如在一些实验中，可以把pH传感器和温度传感器组合起来使用，或把气压传感器和氧气传感器组合起来使用，使之成为一种具有新功能的传感器。

数据采集器是和计算机相连接的，通过它可以把传感器传来的模拟信号转化成数字信号，便于计算机识别。

三、DIS技术特征分析

从上面的介绍可以大体知道DIS（数字化实验）的作用，即可以把生活中大量的信息收集起来，然后传输到

计算机，最后通过计算机对这些数据进行分

析、处理。其中DIS可以把数据转化成图像，能更直观地反映变量之间的关系，便于对研究对象进行探索。由此可见，传感器、数据采集器和计算机的图像处理功能是DIS的核心技术。正是由于如此强大的功能使得我们在对化学实验进行探究时，更易于设计实验和处理数据。

四、DIS在化学实验中的功能和应用

中学生喜欢尝试新的事物，而DIS可以把实验数据信息化，非常准确地反映实验的结果，这种把实验和信息化相结合的手段能更好地引发学生的学习兴趣，所以它表现出了强大的教学功能。首先，DIS能激发学生动手做实验的兴趣，具有促发学生主动学习的功能。其次，通过实验将知识运用于实践，可以为学生提供情景教学，有助于学生对基础知识的理解，并发现自身的不足，进而启发学生思维。最后，通过DIS实验可以从本质上解释化学现象，解答学生在学习过程中的疑惑，同时还能训练学生的动手实践能力和操作能力。

例如，在氢氧化钠和盐酸进行中和反应的实验过程中，使用DIS温度传感器和pH传感器，可从图中看到pH和温度的变化关系，而在传统的实验教学里只能通过观察指示剂的颜色来估计酸碱度的多少。

DIS可以培养学生严谨的学习态度，同时学生在做实验的时候相互配合，可以提高他们的团队合作能力以及实践创新能力。

传统的实验器材在很多教学过程中并不能满足学生的学习要求，DIS系统的优点正好弥补了传统实验的不足。因此它将会成为学生在实验课堂上必不可少的学习工具。

（责任编辑 罗 艳）