DIS技术在高中化学中的一些应用

喻倩

摘 要：DIS实验技术，又称“数字化信息系统”，是一个完整的现代化教学技术平台，是运用现代实验技术进行学习的一种新的技术和方法。随着时代的发展，越来越多的学校开始应用DIS技术进行一些实验。本文结合DIS与传统实验的一些差异与进步，从突破教学的重难点，提高课堂效率，拓宽学生科学素养，增加学生学习兴趣等方面还原DIS技术在高中化学中的一些应用。

关键词：DIS；高中化学；传统实验

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2018）30-0141-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.30.088

随着时代的发展，信息技术与化学教学整合成为了当前化学教学中的热点之一[1]。化学是一门以实验为基础的学科，将数字化技术渗透到化学教学中，可以将一些抽象的知识通过具体数据表达，方便学生认知。我校DIS化学实验室于2013年建成，它的建成为推进化学DIS实验提供了很好的机遇。我校的DIS化学实验室相比传统的化学实验室，配备了整套的化学相关的传感器、计算机以及网络。在这里，我们除了可以进行传统的化学实验以外，还能结合手持技术和计算机数据采集技术进行化学DIS实验。

DIS实验技术，又称“数字化信息系统”，是由传感器+数据采集器+计算机+配套专用软件+相关实验器材构成的新型试验系统[2]。目前，我校配备了包括温度、电导率、压强、pH、电流、电压、色度、溶解氧、二氧化碳浓度等适用于中学化学实验所需的传感器，也配备包括红潮传感器、原子粒显微镜等适用于科学探究实验的传感器。

一、DIS实验技术在高中实验教学中的应用实践

（一）运用DIS实验突破教学的重点难点，激发学生兴趣

DIS技术在我校各年级都得到了广泛的应用，在使用DIS实验技术的实践探索过程中，教师们发现使用DIS技术进行一些传统实验，可以更好地激发学生的学习兴趣，突破教学中的重难点。以高二教材中的中和滴定为例，在该实验中，实验药品为0.1mol/L 稀盐酸、0.1mol/L氢氧化钠溶液和蒸馏水，实验仪器包括计算机（win7系统）、数据采集器（LABQUEST mini）、pH传感器、滴数传感器、搅拌站、烧杯和铁夹，同时使用DIS技术相关配套软件Logger Pro3.8.6进行实验结果的分析。

不同于传统的中和滴定实验通过观察指示剂的颜色变化来确定滴定终点，DIS的中和滴定实验避免了传统实验中会出现的一些人为误差如读取滴定管时视线的偏差造成的实验误差、误判滴定终点造成实验偏差等，DIS的中和滴定实验以图像和数据来显示实验结果。通过对图像和数据的分析，我们就能计算出待测溶液的浓度，同时图像很清晰的显示出了滴定突跃的存在，这在解释二次突跃的现象时使教师能够避免过多无谓的讲解。

（二）DIS实验与传统实验相结合，加深学生对实验的认知

在高一下册的“不同条件下醋酸溶液的pH”实验（见附表1）中，学生在进行实验的时候，可以使用电导率传感器看到溶液离子浓度的变化的过程，具有“可视化”的优点，与传统实验相比较，pH传感器比pH试纸更精准，比pH计更稳定。同时，电导率传感器可以很明显地显示出实验过程中的离子浓度变化，有助于学生加深对冰醋酸稀释过程中电离平衡的移动以及离子浓度变化的理解。

（三）DIS实验比传统实验更便捷，提高课堂效率

DIS技术的这一特点在针对高三的双氧水分解（见附表2）时有很好的体现，传统的测定双氧水实验因为操作要求较高，且需要多人合作完成，因此很难保证实验效果，而在DIS的帮助下，该实验可以很方便地进行。

这三条线是不同温度、不同催化剂的曲线。它很清晰地表明了，不同条件下过氧化氢的反应速率，能比较快速直观的感受反应速率的变化，操作简单，实验完成迅速，可以直接得到反应速率的图像，避免了学生因为作图失误导致的实验误差。在用同样课堂时间的情况下，DIS技术可以让学生获得更多的实验感受，使实验更便捷，提高了课堂效率。

（四）DIS实验与生活相贯通，拓宽学生科学素养

随着新高考综合评价的展开，需要学生在高中期间能完成小论文。在此背景下，DIS实验能给学生提供更多更好的论文实验素材，以高二的乙酸乙酯制取实验为例。乙酸乙酯的实验室制法，在不同的教材有不同的要求。我校一名高二学生，想要探寻使用不同方法制取乙酸乙酯后，乙酸乙酯的纯度有何差别。

这四幅图显示了用不同方法制取乙酸乙酯后使用DIS气相色谱分析仪对产物进行分析的结果，学生通过事先资料的收集，了解了乙酸乙酯不同的制备方法，后对该数据进行分析，找出制取乙酸乙酯速度与纯度兼顾的方法，顺利完成了她的小论文。并且随着高考改革的推进，越来越多的学生提出了各种化学类论文的思路，在经过教师对其可行性分析后，DIS设备为学生完成小论文提供了更多的思路与保障。

（五）融入生活实际，拓展兴趣课堂

义务教育化学课程标准中提出注意学生已有的经验出发，让他们熟悉的生活情境和社会实践感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决化学有关的一些简单实际问题[3]。为了让初中还没接触化学的年级的学生提前感受化学的魅力，我们往往会设置一些生活中化学相关的实验来引导他们对于化学的兴趣，在这其中DIS设备由于其精准性以及方便操作的特性，深受学生喜爱。比如使用pH传感器对校内贩卖的饮料进行pH值的测定，不仅让学生进一步了解了饮料的酸碱性，也让化学更生活化，DIS拓展丰富了化学的课堂资源，不仅能让学生进行一些看似很“高大上”的实验，也贴近生活，让学生在生活中感受化学，激发学生的学习兴趣，学会用化学知识分析和解决生活中的问题。

二、DIS的不足

DIS数字化实验设备由于其精密性，使用中要注意日常维护和保养，使用前要先进行校准，并且在使用后要清洗探头，存放在保养液中，定期更换保养液以保证探头的精密性。并且DIS的数字化化学实验并不能完全替代传统实验。首先由于其操作的便利性，不利于学生掌握化学实验的操作技巧；其次，由于其精密性，不适用于部分强酸强碱参与反应的实验，并且由于探头的敏感性，对于环境有较高的要求。

三、结语

DIS技术在高中化学的推广应用给学生和教师提供了更大的舞台，可以进行更多更广范围的化学探究，同时既可以简化传统化学实验也为一些传统教学中的教学难点提供了更明晰的可视化的实验现象为突破教学难点提供一种崭新的思路。学生也可利用DIS技术在生活中寻找化学。综合利用传统实验以及DIS创新实验，有助于学生在提升化学兴趣的同时，在实验中获得更准确的数据。在新高考改革的背景下，DIS实验是为学生多样化学习创造环境，有助于培养学生自主探究、解决问题的能力，并且由于其操作的简便性，提高了学生学习的效率性。

参考文献：

[1] 张丽芳.浅谈信息技术与化学课程整合[J].中国校园文学：教育教学研究，2012（3）：193.

[2] 梁锡.数字化实验在初中化学教学中的應用[J].教育信息技术，2016（3）：51.

[3] 李怀金.浅谈手持技术在实验中的应用[J].淮北职业技术学院学报，2016，15（3）：138.

[责任编辑 杜建立]