淺談新課改背景下數字化技術在高中化學教學中的運用

劉瑾

摘 要：化學是一門以實驗為基礎的自然科學，在化學教學中，教師要認真貫徹落實課改基本理念，有效地將數字化技術與高中化學課堂融合在一起。

關鍵詞：新課改；信息技術；高中化學

在新課程標準中，科學探究被列入了課程目標之中。數字化設備靈活、方便、易用，解決了部分傳統實驗過度要求規范操作導致的重細節忽視整體實驗過程體驗的問題。在傳統中學化學的定性實驗中引入定量要素，從原有關注實驗現象轉變成關注實驗過程與原理，使中學化學實驗進入了準科學探究的階段。

一、數字化設備在高中化學課堂的優勢

數字化實驗設備含：傳感器—數據采集器—計算機—應用軟件，計算機和傳感器的介入更快更準確地獲得可連續的監測和采集實驗數據，節省了教學時間，把很多原來只能意會的問題數字化、外顯化，使實驗可直接應用于真實情境，更容易解決生活中的實際問題。筆者認為，數字化設備在新課改高中化學課堂有以下幾點優勢：

1.數字化設備構建了有效率的課堂教學

作為實驗數據的記錄，傳統實驗是用采樣的方法來記錄，容易有疏漏。

例如，在學習“酸堿中和滴定”實驗時，傳統課堂通過不斷測定滴定過程中pH變化來手繪滴定曲線，幾乎是課堂教學中不可能完成的任務，此時可以利用pH傳感器的實時檢測功能，借助數據采集器和計算機直接生成數據曲線，便攜、直觀地認識酸堿滴定中的“突變”的存在，加深理解應用數字化儀器進行實驗對中學教學的功能。

2.數字化課堂拓展了探究問題的深度和廣度

數字化實驗設備的引入讓探究活動反思更細致，通過記錄整個實驗過程，如在實驗中存在一些數據異常，給了我們分析、質疑、反思、評價時更客觀的依據。如在油脂的水解這一案例中，設計方案中為了讓水解產生的酸多點，更方便測定，我們用了較多的植物油，但結果卻發現pH測定數值不變。通過分析和討論發現原來是油脂過多，粘在pH探頭上，阻止了pH探頭與溶液的接觸，后將油脂用量減少到1mL，數據效果較符合預測現象；后在溶液中加入少量乙醇增大油脂在水中的溶解程度，數據圖像良好。類似這種有效反思要貫穿于整個探究活動中。

3.數字化設備使解釋與結論更加真實有效

數字化實驗設備的引入使評價更客觀，更具備發展性，有利于學生的成長。

如，在配制一定物質的量濃度的溶液時，由于課堂教學中教師不可能一一觀察到所有學生的實驗操作是否規范，只憑最后定容是否準確，而不是根據溶液濃度是否準確來判斷，這種做法當然有失偏頗。借助離子電極或電導率儀或密度計可以立即測定出氯化鈉溶液濃度是否與要求相符，也給了學生反思的空間，通過誤差分析，他們學會如何在實驗中有效的控制誤差。

4.數字化設備使預測和假說更具方向性和指導性

預測與假說是學生根據初步的資料與事實材料，運用已知的科學原理，充分發揮想象力和創造力，對所研究的化學物質的本質和規律提出的一種初步設想。

在數字化設備的支持下，通過初步方向性探究，提供了大量有用的數據提示，使我們可以縮小預測范圍，有效控制預測和假說的變量，讓問題的預測和假說更具方向性和指導性。

5.數字化設備豐富了探究方案的選擇

數字化設備的引入，擴大了學生的參與面，降低了實驗操作水平的要求，同時也降低了分析難度，由原來的演示實驗變成了可讓每個學生都能參與探究的實驗。如，可以提供用pH探頭和氯離子探實測定鹵代烴水解中微小的pH變化和檢驗鹵素離子的方案；用比色法測定銅離子濃度的方案；用稱量法測定碳酸鈣與鹽酸反應溶液質量的變化，并以此來確定反應速度的方案；還有用已知濃度強酸滴定未知濃度弱堿等實驗方案。

6.數字化設備方便了證據的收集

數字化實驗設備中如實記錄了每一個實踐過程的數據。特別是對那些現在沒法解釋的數據，記錄下來在以后的學生中尤為重要。

例如，學習“難溶電解質的溶解平衡”時，筆者嘗試利用數字化傳感器做Nacl溶液和Agcl溶液電導率測試對比，屏幕上不斷變化的電導率實時數據可以清晰證明在Agcl溶液中存在可以自由移動的離子，從而讓學生理解溶解平衡的概念。

二、數字化技術運用目前存在的問題

教師長期適應了教教材，接受了傳統的實驗設備，而且數字化設備引入的數據，最終是需要通過分析才能產生解釋與結論。但如何進行數據的取舍，如何進行數據的校正，如何進行數據的計算等等如中和滴定求中和點時要用到原來大學才能用到的求導的概念，這些也是我們面臨的重大挑戰，需要教師和學生共同努力、共同學習來克服。

在化學課堂上，數字化技術所帶來的好處和效應還有很多，包括情境的模擬和創設，對教材的補充，對學生興趣的激發等等。在實際教學中，我們要充分運用好數字化設備，構建一個高效率、高水平的課堂。

參考文獻：

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