浅谈数字化环境下化学实验教学创新的方法

白秀丽

摘要：化学实验是九年级初中化学的重要教学内容，但在实践教学中却存在着安全性低、不环保、直观性较差、可读性较差等问题，这些问题对学生学习化学知识及发展学习化学兴趣造成了较大的阻碍。而在数字化环境下，化学教师可以利用信息技术创新化学实验教学，即利用各种数字设备辅助或代替化学实验，增强化学实验的安全性、可读性，提升化学实验教学的质量。

关键词：数字化环境;化学实验;教学创新

初中九年级的化学实验内容较为丰富，但危险性也较大，尤其是九年级下册的“酸和碱”等内容。并且，化学实验的过程多是分子、原子层次的变化，传统的化学实验并不能带给学生直观的认知。而在数字化环境下，化学教师便可以将各种数字设备应用在化学实验中，优化化学实验的教学过程，让学生从多个角度感知化学实验的实际变化提升化学实验的可读性、新奇性。

一、模拟微观化学实验过程

化学实验的本质是构成粒子的化学键断裂与重新结合的过程，这样的过程是师生肉眼无法观察到的，师生只能从化学实验的宏观表现来判断化学实验的进程，以至于学生对化学实验中抽象的反应机理不甚了解。而在传统的化学实验教学中，化学教师往往会使用塑料模型来模拟化学键的变化过程，以加深学生对化学反应过程本质的理解，这样的方法虽然有效，但是未免太过繁琐，且不易于学生理解[1]。在数字化环境下，化学教师可以利用数字化软件及硬件，基于化学键的“真实”情况，编制模拟动画，以此辅助学生理解化学实验。在实践中，化学教师可以借助数字软件绘制分子、原子、离子等微观离子的动画模型，然后基于所教学的化学实验编制化学变化过程的示意图，并且通过剪辑技术放大并放慢重点过程，并辅以教师的解说与引导。如此，化学教师可以将微观的化学实验本质以模拟动画的形式展示给学生，加深学生对化学反应的理解，并感受到化学反应的魅力所在。例如，在初中人教版九年级的教学中，学生对使用金属锌与稀硫酸反应制取氢气的化学实验存在疑惑，即难以理解化学反应中酸根的“共价键”是否被破坏。在演示完实验之后，化学教师便可以利用多媒体设备播放教师制作的模拟视频，让学生通过模拟动画视频了解该化学反应的实质。

二、展示定量化学实验内容

在以往的化学实验过程中，由于受到计量手段的制约，化学教师开展的化学实验精确度较差，许多化学反应过程中的参数并不能被准确的测量到，以至于化学实验草草了事，给学生带去敷衍的感觉。而在数字化环境中，化学教师便可以利用数字化设备精确的展示定量化学实验的内容，增加化学实验的精确程度。在定量化学实验中，化学教师可以利用传感器采集实验过程中的变化，并以电信号的形式收集，然后再通过数模转换与分析变成学生可直接读取的数字符号。如此，学生便能够从全新的角度了解化学实验过程，为化学实验的精细化设计打好基础[2]。例如，人教版初中九年级利用二氧化锰与过氧化氢制备氧气的化学实验，以往的实验中，化学教师与学生都是通过气泡的密集程度判断实验速率。而在数字化环境下，化学教师可以利用传感器直接测量密闭容器中的压强。如此，化学教师可以利用传感器及软件模拟出不同量二氧化锰催化相同质量与浓度的过氧化氢的实验速率及产物。

三、呈现现象不明化学实验

在初中阶段的化学实验中，部分化学实验并不具备可读性，即化学实验要么过快，无法让学生持续观测，要么化学实验的宏观表现没有多少变化，学生并不能直接判断反应物之间是否进行了反应。而在数字化环境下，化学教师可以参照定量化学实验，利用多样化的数字传感器提出实验环境中的参数信息，并利用计算机及相关的实验软件将参数信息转化为可视的图像或者是数字，让学生能够从另一个角度直观的感知化学实验的过程[3]。例如，在人教版九年级下册的教学中，稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应没有明显的现象，是否发生了反应以及反应进行的程度难以被直接观测到。在实验中，学生难以从宏观角度得到化学反应速率等内容的信息。针对这种情况，化学教师可以利用电导率传感器检测反应溶液的电导率，以此表示溶液中的离子浓度，再结合化学反应式，教师与学生便可以将化学反应过程直观的展现出来。

结束语：

综上所述，在数字化环境下，化学实验教学可使用多种创新方式解决现存的问题，提升化学教学的有效性。在实践中，化学教师需要善于利用数字化环境中的软件及硬件，将危险性强、可读性差的化学实验以创新的形式展示给学生，解决传统化学实验中存在的问题，并组织引导学生对新角度中呈现的化学反应过程进行探讨，以此提升化学实验的教育教学价值。

参考文献：

[1]叶成杰.数字化实验在中学化学教学中的应用——评《数字化实验与中学化学教学深度融合》[J].化学教育（中英文），2019，40（23）：97.

[2]陈丽.中学化学数字化实验教学案例开发及其应用研究[J].中学生数理化（教与学），2019（09）：82-83.

[3]沈世紅.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.