数字化实验在高中化学教学中应用的研究

王建

摘要：目前我国化学教育领域中数字化实验的研完成果比较多，但是真正在高中化学教学中进行使用并不是很多。化学实验教学目前大多数还采用传统的实验教学方法，但是相比于传统的实验方法，数字化化学实验教学模式更加精准。不过实际的应用率不高，当然在化学实验的教学中使用数字化教学也是有一定缺陷的，这就要求化学实验课老师根据实际的课程需要对教学模式进行变化，让实验的效果达到最佳状态，学生在实验的过程中学习更多的知识。本文主要针对数字化实验在高中化学教学中的一些应用策略进探究，希望可以提高高中化学教学的效率以及教学的效果。

关键词：高中教育;化学实验教学;数字化实验;应用策略

信息技术的生活化使得教育领域也发生了巨大的变化，很多信息及技术开始走进一些平常都触及不到的地方，比如实验领域。实验是一种集合了知识以及动手能力的实践活动，在一些特定知识的教导上面拥有课堂无法比肩的优势。高中的化学实验教学对于化学学习来讲是十分重要的，高中学生对于化学的接触时间并不是很长，正是培养学生化学学科思维以及学科兴趣的关键时期，因此高中的化学实验相对来讲比较简单，对于培养学生的学习兴趣更为注重。所以很多高中化学教师在进行化学实验课教学的时候一般采用传统的化学教学模式，并不会使用数字化实验的方法。随着科技的进步，实验的器材也在发生着天翻地覆的变化，高中作为化学学习打基础的阶段，自然在教授学生基础知识的操作同时也需要教授学生基础化学实验仪器的操作。数字化的实验器材的操作不像是传统实验器材比较粗放，在一些细节上需要十分的注意，只有学生学会了最先进的实验器材才可以为未来的继续学习奠定基础。

1应用数字化实验的优势

虽然现在所有的高中都配备了化学实验室，但是真正能进行运行的实验室并不是很多，尤其是在一些偏远山区或者是经济不发达的地区高中的化学实验室知识作为学校的必备设施，而不是授课设施。而且这些设施都比较老了，在一些较为危险实验的实践中很可能会出现安全问题。就比如说在false=

false的实验中，会生成二氧化硫的有毒气体，为了保障学生以及教师的生命安全以及实验安全，高中的实验室必须配备相应的通风设备。但是很多学校的实验室都是由教室改装而来，只进行了简单的水电铺设，并没有进行通风设备的安装。而使用数字化的实验设施，可以将这个问题彻底解决，并且还可以降低实验操作中的一些失误和问题，降低学生们的操作难度。

利用数字化实验的模式进行实验教学，不但可以降低教师的工作量而且在一些关键数据上记录上会更加的准确，并且在进行操作中的过程中如果出现操作失误那么数字化仪器不会显示正确的数值，这有利于学生对于自己操作失误的纠正。而且对于学生来讲尤其是高中生来讲相比与以前传统的玻璃仪器，数字化的仪器设备能很好地引起学生们的学习兴趣，吸引了他们的注意力。

2应用数字化实验的缺陷

虽然数字化实验拥有种种优势但是其也存在很多的弊病，主要包括：

2.1器材昂贵

相比于传统的化学实验的玻璃器材，数字化实验仪器的几个就昂贵很多，并且数字化的器材是根据品牌来确定其质量的。传统的玻璃器仪器因为有一个具体的标准，因此一些大的厂家和小厂家之间的仪器质量以及精准度方面的差距并不是很大，但是数字化仪器因为每一个厂家设施时其用的各种模块和算法不一样，因此也就导致了很多器材的质量是不一样的，而且在精准度方面也有很大的差距，有时因为某些实验条件的不具备也可能导致实验数据的不准确。

2.2实验条件苛刻

传统的玻璃化学实验器材，在使用过后用清水冲洗然后沥干即可下次使用。但是数字化的仪器设备需要放置在专门的位置以及专门的放置场所，并且放置的姿势也是有一定的规则，这就导致了在实验中需要很多的细节，这对于高中生来讲是比较苦难的。毕竟他们并没有接触过很多的化学实验，在很多方面根本就没有多少经验，因此在拿放仪器的时候往往会触碰不该触碰的地方，进而可能导致数字化仪器出现校准失效的情况，失去了使用价值。

3数字化实验的应用策略

3.1结合使用

数字化实验中，很多仪器会将处理好的数据进行呈现，所以学生一般都不会使用笔进行计算，这很好的将计算中的误差给消除了。并且利用计算机得到的数据可以很快并且准确的得到实验的结论，这有利于学生学习相关的知识和掌握相关的技能。但是现在高中根本就无法做到这个实验方式的普及，所以教师应该将数字化实验的方式和传统实验方法结合起来，在一些关键数据的采集和计算上面要求学生进行自己计算，这样有助于学生对于其中原理和计算方法的掌握，计算机也会有相应的結果，学生们可以进行对比。如果误差较小那就说明计算正确，学生们有掌握了一个计算的方法，而如果误差较大的话，那么学生应该进行反思，对其中的错误进行纠正，这样提高了学生独立思考以及应对问题的能力。

比如在人教版高中化学教材《合成氨》的学习中，有一个关于氨的制取试验，用到的原材料是false和false，在两种物质进行反应的过程中会有气体产生，但是在真正的实验中产生的气体无色的，并且还易溶于水。所以教为了让学生们可以更加直观的看到反应现象，应该将溶有氨气的水进行加热，使得氨气通过热气逸散出来，当闻到氨气的味道之后学生们对于实验的真实效果会有一个很好的感知。通过这种方式可以让数字化实验的效果最大化，并且学生也可以对氨气形成更加直观的影响和了解。

3.2转变教学理念

传统的高中化学实验一般是教师先对实验进行讲解，然后在进行先关的演示，再然后就是学生们自行进行试验了，至于学生在操作实验的过程中是否会得知识很多教师都不会理会。但是随着数字化实验的引进，教师需要对学生的操作进行实时的观察和指导，确保仪器安全以及实验安全，所以高中化学教师应该将原先的教学理念转变过来，积极的参与到学生的实验中去，为学生解答各种疑问。比如在学习人教版高中化学教材《不同价态含硫物质的转化》学习中，教师可以让学生在试验的过程中对于不同价态的硫物质进行观察，然后通过试验进而掌握硫从二价变为三价，或者三价变为二价的现象变化，以及其中会产生什么多余的物质等等。

3.3精准实验

传统化学实验在进行的时候，对于时间的把握度、器材的完备程度以及操作的优秀程度都有一定的要求，如果其中某一项出现错误那么就会造成实验的失败和数据的不完善。在一般的高中实验中一些操作难度比较高的实验，能得到完整数据的可能就只有几组同学，剩下的小组全部因为各种各样的原因造成了实验的失败。而数字化实验进行的过程中使用的是数字化的仪器，虽然对于细节注重比较多，但是只要细心就没有太大的问题，而且还降低了操作的难度，至于对时间的把握则完全由计算机来接管，这就大大的减少了实验失败的很多因素。比如说在酸溶液false的变化实验中，计算机和false计链接，每一次false值的变化就会有一次数据的记录，在多组数据之后在计算机的屏幕上就会显示出一条酸度变化的曲线。利用这条曲线学生们可以对实验内容又很深刻的把握，并且提高了酸碱方面的知识掌握度。

4结语

总而言之，数字化实验并不能替代传统的化学实验，但是却是传统化学实验的重要补充手段，只有通过数字化实验和传统化学实验相结合的方式才可以将实验教学的最大效果释放出来，提高学生的知识深度和广度。