高中化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)的初步探討

王永龍

【內(nèi)容摘要】應(yīng)用數(shù)字化實驗教學(xué)模式，就是對化學(xué)實驗系統(tǒng)進(jìn)行改革。在傳統(tǒng)的實驗系統(tǒng)中融入計算機、傳感器以及數(shù)據(jù)采集器等先進(jìn)設(shè)備。借助化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)，提供高中化學(xué)教學(xué)的整體現(xiàn)代化水平，有利于高中化學(xué)教學(xué)改革。文章主要分析了高中化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 課堂教學(xué) 實驗教學(xué) 教學(xué)策略

隨著新課程改革的全面實施，信息技術(shù)與各學(xué)科的聯(lián)系越來越緊密。在高中化學(xué)教學(xué)中融入數(shù)字化理念，對實驗教學(xué)過程進(jìn)行改革，有利于高中實驗教學(xué)的現(xiàn)代化。

一、整合多種教學(xué)媒體，應(yīng)用數(shù)字化實驗教學(xué)法

數(shù)字化實驗，是一個新的教學(xué)概念。所謂數(shù)字化實驗，在廣義上來講，就是利用多樣化的教學(xué)媒體完善實驗過程，像仿真實驗、傳感器幫助下完成的化學(xué)實驗，都屬于數(shù)字實驗的范疇。數(shù)字化化學(xué)實驗的實施，離不開計算機設(shè)備、傳感器、數(shù)據(jù)處理軟件以及投影儀等教學(xué)媒體設(shè)備的支持。要在高中化學(xué)教學(xué)中落實數(shù)字化化學(xué)實驗教學(xué)，必須要完善學(xué)校的化學(xué)實驗教學(xué)條件。整合多媒體教學(xué)媒體去落實數(shù)字化實驗教學(xué)法，教師要優(yōu)化教學(xué)行為，創(chuàng)新教學(xué)技術(shù)。

仿真化學(xué)實驗要借助專業(yè)的軟件完成，教師要學(xué)會利用模仿真實實驗室環(huán)境的軟件，將軟件的應(yīng)用與學(xué)校內(nèi)真實的實驗室環(huán)境結(jié)合在一起。借助數(shù)字化的化學(xué)實驗操作平臺，讓學(xué)生以操作計算機的方式來完成化學(xué)實驗。這樣不僅能夠降低化學(xué)實驗教學(xué)實施的難度，還能快速培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，讓學(xué)生在沒有危險的情況下掌握化學(xué)實驗操作技能。像“酸堿中和滴定”實驗操作，可以以仿真實驗的形式落實。本次實驗的目的是“通過使用pH傳感器實時監(jiān)測反應(yīng)過程中混合溶液pH的變化情況，繪制酸堿中和滴定曲線并確定滴定終點，計算未知濃度酸或堿溶液的濃度”。在實驗過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生了解實驗原理，即在酸堿中和滴定等當(dāng)點（即滴定終點）時，pH值為7。通過測定加入不同量滴定液后的pH值，可以準(zhǔn)確地繪制酸堿中和滴定曲線并確定滴定終點。在實驗中，讓學(xué)生嘗試全新的實驗方法，體驗數(shù)字化實驗?zāi)Ｊ降膬?yōu)勢。像“安裝滴定臺，連接計算機、數(shù)據(jù)采集器及pH傳感器”實驗的第一步，就與傳統(tǒng)實驗不同。學(xué)生需要借助計算機、數(shù)據(jù)采集器及pH傳感器現(xiàn)代化的設(shè)備做實驗準(zhǔn)備。用仿真實驗，讓高中化學(xué)課堂不同以往，有利于化學(xué)實驗教學(xué)效率的提高。

二、整合多種教學(xué)資源，應(yīng)用數(shù)字化實驗教學(xué)法

教學(xué)資源，對于數(shù)字化化學(xué)實驗的開展十分重要。準(zhǔn)備好充足的實驗設(shè)備、化學(xué)數(shù)據(jù)處理軟件以及實驗資源，才能讓數(shù)字化化學(xué)實驗得以落實。對教學(xué)資源進(jìn)行有效配置，才能讓數(shù)字化化學(xué)實驗的效果更好。作為高中化學(xué)教育工作者，要積極去開發(fā)教學(xué)資源，創(chuàng)新應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)代化資源。一般來講，數(shù)字化化學(xué)實驗的教學(xué)資源包括軟件設(shè)施與硬件設(shè)施兩個方面。硬件設(shè)施主要涉及計算機、各種類型的傳感器、實物投影儀、視頻展示屏、電視機、攝像機以及影碟機等。而軟件設(shè)施主要包括化學(xué)藥品分析軟件、數(shù)字處理軟件、多媒體教學(xué)軟件以及化學(xué)分子立體結(jié)構(gòu)繪制軟件等。而數(shù)字化化學(xué)實驗開展所涉及到的實驗資源，主要包括與實驗相關(guān)的圖片與視頻，教師教學(xué)所用的課件等。在實際教學(xué)中，教師要結(jié)合化學(xué)實驗教學(xué)的實際需求，在網(wǎng)絡(luò)平臺上自主收集與整合其他資源。

要促進(jìn)數(shù)字化實驗的有效完成，整合這些可用的現(xiàn)代化教學(xué)資源，教師要教會學(xué)生使用各類數(shù)字化實驗設(shè)備。像手持設(shè)備，是最為常見的數(shù)字化實驗設(shè)備，是被稱為掌上技術(shù)的傳感器技術(shù)。手持設(shè)備的使用需求多種軟件的支持，像數(shù)據(jù)采集器、相關(guān)配套軟件等。教師要讓學(xué)生了解手持設(shè)備的原理，即利用傳感器從外部感應(yīng)到的化學(xué)量通過電信號的方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中，數(shù)據(jù)采集器會將電信號加以規(guī)范整理，最終傳送到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實時分析，統(tǒng)計出實驗結(jié)果與規(guī)律。像在數(shù)字化實驗中測量PH值，溫度與電流、電壓時，都會用到這一原理。比如在實驗中，學(xué)生將溫度傳感器放到有少量水的燒杯中，逐漸加入熱水，傳感器通過收集水溫數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，計算機的實驗數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)就會顯示出現(xiàn)一條實驗曲線。

三、整合多種教學(xué)方法，應(yīng)用數(shù)字化實驗教學(xué)法

利用數(shù)字化化學(xué)實驗教學(xué)活動促進(jìn)多種創(chuàng)新教學(xué)方法在高中化學(xué)課堂中得以應(yīng)用，有利于高中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)視野的拓展，更有利于高中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。化學(xué)教學(xué)，離不開理論教學(xué)，也離不開實驗教學(xué)。除了這兩種基本的教學(xué)形式，新課程改革還提出了自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)形式。鼓勵學(xué)生借助數(shù)字化實驗教學(xué)活動自主探究，體會化學(xué)知識獲取的過程與情感，有利于高中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)積極性的提高。將多種教學(xué)方式整合在高中數(shù)字化化學(xué)實驗教學(xué)活動中，有利于學(xué)生開放思維的形成以及化學(xué)實驗操作能力的提高。

小結(jié)

綜上所述，利用多元化的方法實施高中化學(xué)實驗教學(xué)，給學(xué)生先進(jìn)的化學(xué)實驗學(xué)習(xí)體驗，有利于學(xué)生化學(xué)實驗學(xué)習(xí)興趣的提高。培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、創(chuàng)新能力，是高中化學(xué)數(shù)學(xué)化教學(xué)的目標(biāo)，用數(shù)字化實驗教學(xué)活動幫助學(xué)生健全化學(xué)實驗思維，有助于學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)潛能的激發(fā)以及目標(biāo)的確立。

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