浅析数字化实验在高二化学教学中的应用策略

刘冬寒

摘要：化学实验是化学这门学科的重要组成部分，理论通常是在大量的实践基础上得来的，因此，具备良好的实验思路和实践操作是高中阶段教学的重点。在高中化学的教学中，电、热以及离子共存问题是研究的重点，但是很多学生往往不理解图像的变化以及其背后存在的本质。在实际的操作中，学生也没有办法实现精准定量，这就为学生的理解带来了极大的挑战。数字化实验是结合信息技术发展演变而来的新型教育资源，它借助新技术中的不同设备，完成定量的操作。本文主要分析了这一新技术为高中化学教学带来的转变，提高高中生对知识的理解能力。

关键词：数字化实验;高二化学;应用策略

引言：

数字化实验这一项新的教育技术主要是以真实的实验操作为基础，利用电脑中仪器的分析和处理，采用较为先进的数据处理方式，通过图像等方式展现出更为深刻的本质，在多角度的结合中突出化学规律，引导学生更加详细的了解相关的操作。在高中化学的教学中，电解池、热平衡、离子共存等问题都是较为抽象的概念，在相关的操作中只能实现定性而缺乏定量的相关证实。在资源的补充中，能够直观的展现出背后隐藏的规律，加深对知识的理解。为此，这篇文章将深入探讨其在学科中的应用方式。

一、数字化实验的概念及优势

数字化实验是指以真实的实践为基础，通過电脑的各个元件，例如传感器代替操作中的仪器，将得出的数据输入到电脑当中，能够利用现代化的处理方式，清晰明确的展示操作过程中出现的现象，同时在图像和数据的呈现中，引导高中生总结出其中存在的规律。这一教育方式需要的基本构成包括了数字化的教育系统、现阶段常规操作需要用到的仪器、现代化的采集器、传感器等信息技术原件。这一教育方式对于学校的硬件设备有着较高的要求。在数据分析的过程中，精准的衡量数据对于背后原理的分析十分重要，这一授课方式能够为传统的课堂带来哪些优势呢？首先，这一技术解决了定量的问题，很多中间阶段是没有办法在操作中展现的，通过这一技术，能够及时的分析出中间状态，加深学生的理解，其次能够使教学的内容更加多样化，培养高中生的创新思维，强化他们的理解能力。这篇文章从三个方面介绍了如何将这一技术应用到课堂中，加深他们对化学学科的探索^[1]。

二、如何将这一技术应用到高二化学教学中

（一）电化学方面

电化学是高中阶段接触的较为新潮的内容，这与海水中金属的防腐措施有着较大的关联。在教学的过程中，理论与实际的结合能够加深学生的理解。在课上，很多同学对于原电池的原理较为陌生，很难去判断这一反应是如何发生的。首先请他们思考原电池形成的原理，即在盐溶液中，阴极失去电子形成负极，利用氧化还原反应保护正极的金属免受腐蚀。那么这一反应是如何进行的呢？首先请同学设计一款原电池保护海水中的金属。以纯锌和粗锌为例，分析反应速率，并判断哪种原电池更能够保证正极的金属不受腐蚀。此实验以氯化钠溶液为例，模仿海水中的环境。在数据的分析中，需要用到数字化资源进行帮助。为此，教师要详细的介绍如何开展数字化的实验，分析这一技术在电化学方面的应用。这一技术能够实现定量分析，从而控制在一段时间内判断反应速率，以便高中生们得出结论^[2]。

（二）离子共存方面

离子共存问题是高中阶段研究的较为综合的题目，在考试中常会以图像的方式呈现出来。这一知识点经常会和溶液的PH值研究存在关联。为此，教师可以将图像与溶液中存在的离子结合，以数字化的方式进行教学，加深同学们对于这部分内容的分析能力。弱酸与碱的反应常常是图像题中较为复杂的类型。本节课以醋酸和氨水反应为前提条件，分析当向醋酸溶液中加入不同量的氨水，溶液中离子的变化以及PH值的改变。首先醋酸和氨水能够酸碱结合生成醋酸铵，醋酸铵为一种能够水解的盐，常规来讲显弱酸性，因此溶液中PH值的变化较为复杂。因此在实验中，首先向仪器中缓慢加入氨水，结合屏幕中呈现出的图像，分别分析当加入氨水的量不足、等量和过量时溶液中离子的变化以及PH值，进行综合分析，找到这一类题目的规律。在操作中，醋酸与氨水的浓度均为1摩尔每升^[3]。

（三）相关实验方面

上述两点分别介绍了数字化实验在化学中的应用，涉及的领域较为广泛，并能够在操作中得出精准的数据。这一技术还可以用于与化学相关的其他知识。在高二阶段还主要介绍了酸碱反应，其中弱酸和弱碱的反应中涉及到的平衡问题，这一问题也是需要重点探讨的内容。为此，老师可以尝试将这一资源应用到化学平衡的研究中，强化高中生的知识记忆，培养他们的分析思路。

结束语：

数字化教学在高中化学教学中有着非常广泛的利用。为此，教师要合理运用数字化实验这一技术，为高中生们带来新的学习方式，提高他们的探究和分析能力，调动他们的学习动力。

参考文献

[1]陆伟.浅谈化学前沿知识融入高中化学教学的应用[J].中学化学教学参考，2019，16：8-9.

[2]马骋.基于STEM教育的高中化学教学目标与评价研究[D].河南大学，2019.

[3]王洪鑫.基于新课程标准的高中化学概念教学策略研究[D].哈尔滨师范大学，2019.