数字化实验应用于化学实验教学的思考

李浩

【摘 要】数字化实验是学习化学和理解化学的一种工具，它作为化学实验教学的工具，可以创造出高效、直观的学习环境，这对于化学实验教学有着至关重要的作用。从数字化实验对于化学实验的引入、数字化实验对于传统化学实验教学有哪些影响、数字化实验在化学实验教学中的应用等方面阐述了数字化实验在化学实验教学中的引入、应用和思考。

【关键词】数字化实验 化学实验教学

2010年——2020年的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中指出：“信息技术对教育的发展具有革命性影响，必须给予高度重视。推进数字化校园建设，引进国际优质数字化教学资源。” 而数字化实验运用了智能控制、实时测量、数据的采集和分析等先进技术，可以完成国家政策中指出的数字化化学实验教学的各种实验。数字化实验通过传感器的转换，能够实现化学试验数据的即时处理、编辑，可存储化学实验数据文件，利用数字化实验手段可以创新化学实验设计理念和模式，实现化学实验教学的现代化。

一、数字化实验在化学实验教学的中引入

1.数字化实验在化学实验中引入引起教师排斥

任何一样新生事物总是会引起争议的，数字化实验引入化学实验教学中更是如此，围绕着是接纳还是摒弃这两点的争议就一直没有停止过。

在数据已经成为了世界第三战略资源的今天，重要的不再是要不要引入数字化实验而是怎么更好的应用数字化实验。

2.引入数字化实验对化学教学的影响

同传统实验仪器比较，电子传感器的优势在于功能强、技术新、性能可靠等方面。其应用于课堂教学，可以更加便利的对实验进行模拟和检测，有利于教师的具体化指导，有利于学生感知认识的培养。而数据采集器在实际生产活动中应用广泛，也在中学物理实验中发挥重要作用。其由生产活动中引入课堂，能使学生尽快接触和认识数据采集器，培养学生适应时代发展的能力。

二、数字化实验在化学教学中的作用

1.提高了教学效率

传感器和计算机在数字化实验室发挥了超越传统化学实验教学的优势，拥有高精度、高速度以及自动化测量的优点，能够采集到完整、动态的信息，然后对实验数据作出多方面综合性的分析和处理。这样就能使师生们的精力主要集中于于设计实验、归纳结论和交流讨论然后从中发现规律。与传统教学相比效率提高了100%及以上。

2.解决了教学难题

传统的实验设备，有着简便、直接、易操作等优点。但是单一的用途，以及需要人工读数记录，使其难以观测实验中快速变化的过程，这不便于复杂问题的研究。而数字化实验室里高速度、高精度的采集数据，能够实时的将实验的每一个过程以及实验数据都记录下来，简洁又有效，更便于学生的观察和理解，轻松解决实验教学中的难题。

三、数字化实验在化学实验教学中的应用

1.强弱电解质电离度实验

在高中化学实验教学中，由于化学原理较为复杂，传统实验教学无法使学生对其进行深刻的理解和掌握。但是数字化实验通过传感技术，给学生形象，直观的展示，从而加深学生对化学原理的了解。

例如，在学习强电解质的和弱电解质的时候，电离子是化学中的难点。在高中化学教材中，没有充分的对电解质的电离度进行分析。对学生来说是有一定的难度的。而在数字化实验中，通过数字化实验，运用ph数据传感器对不同浓度的乙酸溶液的ph变化情况进行监测；运用数据采集器对收集数据进行整理，然后通过计算机分析，最后通过数字化实验，很容易得出电解质对电离度影响的结论，随着乙酸稀释的不断加快，弱电解质的电离度也会随之不断增大，乙酸溶液的浓度越低，则对弱电解质的电离影响越大。

2.苯酚、无机酸盐酸、碳酸酸性强度实验

高中化学实验中的探究式实验，就是把学生看成教学的主体，弱化教师的主导地位，使学生可以独立完成实验的操作，然后对问题进行大胆假设，从而实现探究式教学的目的。利用数字化实验实现探究式教学，就是在实验过程中，让学生之间进行讨论，找出问题，然后由教師来对学生进行教学。

例如，在学习苯酚的化学性质时，可以让学生相互讨论，然后进行具体的实践操作。

操作过程：取苯酚的浊液3mL于试管中，并向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，浊液将变澄清。将得到的澄清液分到两支试管中，向其中一支滴加稀盐酸，另一支通入二氧化碳气体，观察实验现象。

注意：实验的二氧化碳气体用石灰石和盐酸让学生自己现场制取。

实验现象：滴加NaOH溶液会使苯酚乳浊液变澄清。

得出结论：三者的酸性强度为：盐酸>碳酸>苯酚。

在实验完毕后，再由教师提出问题进一步巩固学生所学的知识，即：如果不慎将苯酚沾到皮肤上，是用热水还是用NaOH溶液？

学生回答道：都不好，因为热水会烫伤人的皮肤，NaOH有很强的腐蚀性，会对皮肤有强烈的腐蚀性，应该用一种对人体没有危害并且能溶解苯酚的试剂，如用酒精洗涤。

在化学实验教学中应用数字化实验，能够改变及弥补传统的实验教学方式中的不足之处。

参考文献

[1]沈世红. 数字化实验应用于化学实验教学的思考[J]. 现代中小学教育，2016，32（06）：79-82.

[2]张斌玉. 数字化实验与中学化学教学融合的实践研究[D].合肥师范学院，2016.

[3]数字化实验百度百科；数字化实验应用于高中化学百度百科