數字化實驗在化學教學中的應用

◇ 安徽 徐光群

(作者單位：安徽滁州天長中學)

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數字化實驗在化學教學中的應用

◇ 安徽 徐光群

數字化實驗在傳統的教學方式上做出了創新和改變,使教學富有信息化,同時加強了學生對化學實驗的深刻認知,使學生更好地掌握到實驗的原理和本質,提高了教學的效率．

1 數字化實驗的含義與發展

1.1 數字化實驗的含義

數字化實驗打破了傳統的實驗教學方式,根據新課程的改革配備了新的實驗教學設備．數字化實驗系統的組成包含傳感器、數據采集器、計算機和數字化實驗系統軟件,實驗過程中主要通過傳感器測出數據,數據采集器收集數據,然后傳輸給電腦,進行數據分析、處理,最后給出結果,這樣便簡化了實驗過程．例如，為了讓學生清楚某實驗是放熱的,通常是通過觸摸發生反應的試管底部的方式．但是數字化實驗會通過溫度傳感器測量反應溫度,之后通過數據采集器對數據進行處理,通過電腦投影以平行線的形式顯現出來．

1.2 數字化實驗的發展

傳統的化學實驗方式十分單一,而且缺少實驗器材,引入數字化實驗后很多實驗都可以進行,比如二氧化錳作為催化劑對雙氧水的分解有多大作用,測定二氧化碳的溫室效應等．數字化實驗的引入給原本枯燥的化學實驗帶來了活力和方便,因為它可以把實驗數據和圖像直觀地展現在大家面前．數字化實驗能被大部分教師應用,只是需要時間和設備資源的問題．

2 數字化實驗的特點

2.1 實驗結果更科學

有些化學實驗過程可能具有潛在的危險性,而且操作步驟煩瑣復雜,數據處理比較麻煩，但是采用數字化實驗傳感器可以準確測定出整個實驗過程的數據內容,電腦最后把數據通過表格或圖形的方式傳遞給我們,這樣使實驗的結果更具有準確性、科學性．

2.2 使實驗清晰化、綜合化、簡單化

一些化學實驗如果采用傳統的實驗方法操作起來會比較復雜,而數字化實驗就可以簡化實驗步驟,而且學生也容易理解實驗的原理,使實驗思路更加清晰．同時數字化實驗不單單讓學生掌握了化學實驗的內容,還讓學生對其他學科和領域有所研究和了解．比如實驗室用酒精燈加熱時，通常使用外焰,因為外焰溫度高,然而學生可能并不理解,這時利用數字化實驗中的溫度傳感器來測量酒精燈的內外焰溫度,測量出的數據對大家就比較有說服力．

3 數字化實驗在教學中的優點

3.1 優化教學過程、提高教學效率

傳統的化學實驗不能直觀地把實驗數據和圖像呈現在教師和學生面前,因此還不能讓學生對實驗更好地吸收和了解,而數字化實驗可以短時間內把實驗的本質內容通過圖片和數據分析的方式傳遞給老師和學生,不僅讓學生容易理解還節約了教學時間,提高了教學效率．例如交互式電子白板應用于教學中,教師可以把實驗內容提前設計好,在課堂上可以通過交互式電子白板的演示來強化實驗的可操作性和直觀性,讓學生們能一目了然地了解到實驗的各個過程和重要環節,不必再經過自己的思維模擬來整合整個實驗過程,這樣就大大優化了實驗教學的過程,提高了課堂教學效率．

3.2 有利于學生開放式學習

數字化實驗可以讓學生更深入地了解到實驗的原理和結果,善于讓學生發現問題、分析問題和解決問題,數字化實驗的過程是老師和學生互動、學生和學生交流實驗的過程,讓學生學習的方式變得開放,思維得到發散．例如利用平板電腦來進行電子實驗教學,教師可以設計多個不同層次的實驗項目,針對不同水平的學生讓他們自己去選擇相應難度的實驗題目,并且通過互聯網來聯通每個終端,這樣就可以加強老師與學生們之間的互動,有任何問題及疑問都可以通過平板電腦的終端來進行溝通,回到家里同樣也可以實現這樣的操作．

3.3 減少化學實驗誤差

在高中化學酸堿中和滴定實驗中,通常采用觀察指示劑變色的方式來判定滴定終點,而這種方法不僅計算過程不簡單而且誤差也大．但是應用數字化實驗之后,很多問題迎刃而解,先把pH傳感器放到標準液中標定,洗滌干凈后放入待測溶液中,通過數據采集器把待測液pH傳送到計算機中,能清晰準確地呈現出實驗過程中pH的變化．

4 數字化實驗的弊端

雖然數字化實驗方便了化學實驗的教學,但同時降低了學生善于觀察實驗現象的能力,減少了學生自己動手操作實驗的機會,也減少了學生分析實驗數據的機會,所以在采用數字化實驗教學過程中要注意將傳統實驗方法和數字實驗法結合運用．

(作者單位：安徽滁州天長中學)