数字化教学在高中化学教学中应用的思考

付晨

摘要：信息技术支持下的高中化学教学，将教学过程注入新的活力，让化学学科从宏观到微观完整体现，利用现代化的教学工具、数字化传感技术、虚拟实验系统以及现代仪器分析技术符合化学学科的学习特点，符合学生的认知与学习规律，提高课堂效率的同时更完整的体现化学的学科价值和能力要求。纵观世界各国对于教育信息化的重视程度，1988年英国开始将信息技术列入全国统一课程，美国在2010年提出借助信息技术对教育系统中的六方面——学习、评价、生产力、研发和基础设施进行变革。作为以实验为基础的自然科学，化学学科的教学更应迎合2010年6月中国颁布的《国家中长期教育改革和发展纲要规划纲要》中提出的2020年要基本实现教育现代。

关键词：高中化学;虚拟实验;数字化;仪器分析

在高中化学的教学中，涉及到物质的微观结构如轨道理论晶胞结构、水溶液中离子平衡理论等，除必须的理论计算外，需借助信息技术手段和数字化传感技术将知识具体化便于理解，在课堂教学中由于时间紧张和实验药品以及实验环境的限制，也需要配合虚拟实验，为培养学生的科学探究精神和化学必需的科学素养，也需要在课堂教学中引入现代仪器分析技术。

一、虚拟实验技术

虚拟实验可以通过多媒体、仿真和虚拟技术的支持，在传统实验的基础上提供一些现实状态下因各类原因难以完成的实验，以苏教版教材为例，必修一包含50个实验探究活动，必修二含32个实验探究，选修课本中有78个实验，虚拟实验技术能够在实践操作上节省药品器材、提高效率，同时缓解学校实验室管理压力、避免安全事故。在高中化学实验中，以铜锌原电池为例，从原材料的角度来说很难采用高纯度的锌来完成实验，会使得负极表面产生大量气泡，给学生对原电池的理解带来负面影响，况且气泡的产生现象比较微小不利于观察。再以金属钠与水的反应为例，演示实验中学生很难同时关注到各个角度的现象，可以同时借助技术手段同时反馈俯视图和左视图。将信息技术引入到高中化学的实验教学中是大势所趋，弥补传统实验中的不足，也可以锻炼学生实验设计和创新能力。

二、数字化传感技术

现代教育改革中提出的科学思维和方法，不仅仅是要学生掌握知识与技能，过程与方法的要求中提出学生应该掌握一定的学习方法，数字化传感技术的引入通过化学定量、定型的实验探究过程，学会科学的思维和研究方法，培养学生实事求是科学严谨的学习态度，提升学生的科学素养。比如在滴定过程中，终点使用指示剂判定会因指示剂选取不当或颜色判断问题而导致误差，且对于pH值变化观察不直观，课堂中可使用pH计，Ba（OH）2和H2SO4、Ba（OH）2和NaHSO4反应的本质存在差异，但在使用硫酸氢钠和硫酸分别与氢氧化钠溶液反应探究离子反应本质的过程中，存在现象不明显、干扰较多等问题，可通过数字化传感技术实时监测溶液中离子浓度情况，有效突破教学难点。

三、现代仪器分析技术

在英国高中教材《Cambridge international As and A Level》中29章内容“applications of analytical chemistry”介绍了很多现代仪器分析技术，大量引入了各类色谱图、核磁共振图谱、红外光谱、扫描隧道显微镜等现代仪器分析技术，在新课标的研读中也可发现高中化学课程教学中，明确要求学习现代仪器分析技术，以人教版教材为研究对象，必修1中并未提及，必修2中有一处，选修1中有两处，选修2中有两处，选修3有14处，选修四中两处，选修五13处，选修六12处。在教学过程中，老师们应该让学生们适当了解和章五辑本的现代化实验仪器和技术，跟上科技反战的脚步，不要满足于“瓶瓶罐罐”的高中化学实验探究，现代仪器分析技术更好反映了化学学科的严谨性。

四、总结

传统的课堂教学在信息技术的飞速发展下有所改变，课堂使用的教学方法也更加多样化，但作为教师，需要合理的使用信息化數字化的教学手段优化课堂，增强化学教学的主观性和可视性，提高教学效率，通过学生的实践和探索认知化学，更加符合培养创新型人才的要求。

参考文献

[1]陈维.数字化实验在高中化学教学中的应用研究[J]. 中国科教创新导刊，2013（21）：44-44.

[2]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（6）：79-82.

[3]冯建飞.数字化实验系统在中学化学教学中的应用[J]. 教育与装备研究，2009（12）：13-14.