关于初中化学数字化实验教学的思考

廖者兰

（福建省三明市梅列第一实验学校，福建三明 365000）

引 言

与传统实验相比，数字化实验减少了许多烦琐的实验操作，学生操作起来更容易，且出错率小，更能将关注点放在对实验原理的理解上。数字化实验是一项新技术，在激发学生学习兴趣的同时，能促进学生思维能力的发展。因此，在化学教学中，教师应合理应用数字化实验技术，为学生理解化学知识提供助力。

一、数字化实验教学的优势与不足

（一）数字化实验教学的优势

初中化学课堂上的数字化实验对学生来讲是一种新的学习手段，带给了学生新奇感，也便于学生探究学习化学知识[1]。学生运用数字化实验设备采集化学反应过程中不同时间点的数据，记录下数据并进行分析对比后可以得出结论，通过数据对比得出的结论是简单易懂的。数字化实验能调动学生的学习积极性，使学生获得成就感，让学生的学习质量随着学习兴趣的提升而逐渐提高。

（二）数字化实验教学的不足

1.实验设备转移了学生的关注点

数字化实验教学也有不足的一面。很多学生初次接触数字化实验设备，会对其充满好奇心，这会导致他们将过多的注意力放在设备上，而忘记了自己是要运用这些设备学习化学反应原理，从而使学习方向发生偏离。

2.使学习目标不明确

数字化实验的作用毋庸置疑，但是想要得到自己想要的化学实验过程和数据，学生需要先掌握数字化实验运作原理[2]。课堂上，教师应先让学生认识到，数字实验是一个由数据收集、传感器和辅助软件等共同组成的系统。它可以对各种公开数据进行收集，并且可以与计算机连接，同时数字化实验设备的数据采集是用了很多的光电原理转换机制来实现运转的。教师如果不给学生讲这些，就会模糊教学目标，影响学生学习效果。

二、优化初中化学课堂上运用数字化实验教学的策略

（一）灵活采用教学方式，减少新技术与传统操作的矛盾

在初中化学教学中，教师应合理安排传统实验和数字化实验，抓住数字化实验教学的契机，实现优势互补。传统化学实验和数字化化学实验都有各自的优势。完全用数字化化学实验代替传统的化学实验是不明智的。教师需要将以前的化学实验与现在的数字化实验相互融合，根据实验内容选择合适的实验方式。传统化学实验以定性实验为主体，正确使用仪器，并需要学生精通实验的基本操作。教师要引导学生注意实验材料的变化过程，并将其记录下来，对结果进行解释和讨论[3]。而数字化实验是一种定量实验，通过电子设备采集、记录数据，并以表格或图像的形式呈现，教师要重视培养学生对数据的分析和处理能力。在初中化学教学中，引入数字化实验可以培养学生获取信息、分析表格和图像的能力。数字化实验与传统实验的操作存在一定的差异，教师不能沿用以前的教学操作方法来教授学生，而应灵活变换方法，使学生能够更快地掌握数字化实验。

例如，在“化学反应和能量变化”的实验中，教师可将盐酸溶液与镁条作为实验材料，以便学生观察实验结果。首先，教师要做的是将两种反应物放入大试管中，让学生通过触摸试管底部的外壁来感受反应中所产生的热量，并在脑海中形成一种“这个反应会释放热量”的意识。

在“酸碱中和反应”的实验中，教师可以使用温度传感器测量反应前盐酸溶液和氢氧化钠溶液的温度。人类的感官灵敏度是有限的，当温度变化的范围非常小时，教师就要借助新的科学技术，以此加深学生对化学知识的理解。

所以，教师只有灵活改变实验教学方法，才能减少新技术与传统教学之间的矛盾，从而更好地实现化学教学优化改革。

（二）聚焦学生关注点，激发学习兴趣

初中化学数字化实验设备的数据采集器与计算机、传感器之间采用USB接口。四通道传感器接口用于并行采集，想用时插上便可以使用。同时，它采用大尺寸液晶屏显示，方便学生观察与分析，并配有学生分组实验室，便于学生操作。课堂上，学生的关注点容易被仪器带偏，所以教师要善于引导学生关注点，将学生的视线拉回到实验上，让学生明确学习目标。

教师可以专门留一节课的时间带学生认识仪器，让他们观察、研究仪器的构造等，先满足他们的好奇心，这样学生在下次上课见到这些仪器时就没有那么强烈的探索欲望，会认真听教师讲解实验操作步骤。教师可以先在教室向学生讲解一遍操作步骤，让学生将关键的实验操作步骤记录下来。教师也可以利用幻灯片播放实验步骤，然后让学生自己动手操作，或分组进行实验。学生在其中不仅能够获得成就感和满足感，还能体会到科技的便捷性和有趣性，从而激发探索欲望和学习动力[4]。

（三）明确实验目标，提前了解实验步骤

数字化实验设备涉及的化学、物理原理是晦涩难懂的，不易于学生理解，教师讲解起来也有一些吃力。如果教师在课堂上花费大量的时间和精力讲解数字化实验设备，实验教学效果就会大打折扣。所以，数字化实验教学中，教师应明确实验目标，带领学生提前对实验设备进行了解。这样不仅能给学生留有足够的实验时间，还能提高学生动手操作的实践能力[5]。

例如，在“外部条件对化学反应速度的影响”实验中，当块状大理石、粉末状大理石与相同浓度的盐酸溶液反应时，学生可以从气体产生率观察反应速度。在使用绝对压力传感器的情况下，学生不仅能观察到上述现象，还可以通过数据分析得出结论。随着反应时间的增加，反应速度会不连续提高或降低，这是整个反应过程的实情。在这个实验过程中，学生用到了绝对压力传感器，因此教师可以提前将绝对压力传感器的使用方法、运作原理、注意事项等告知学生或让学生自主了解，不用在课堂上进行细致的讲解，简单介绍即可。这不仅提高了学生的学习效率，还保证了教学质量。

结 语

数字化实验教学不仅能激发学生的学习兴趣，还可以培养学生在数据处理和数据分析方面的能力。数字化实验可以真实地再现实验过程中每一个时段的数据，为学生理解化学知识起到了非常重要的作用，也为学生运用化学知识解决实际问题做好铺垫。