高中化學(xué)教學(xué)中數(shù)字化實驗的應(yīng)用分析

鐘秀琴

【摘要】在高中化學(xué)試驗中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用非常重要，能夠有效保障實驗過程的科學(xué)與精準(zhǔn)，保障實驗結(jié)果的清晰與直觀，提高學(xué)生對化學(xué)試驗的興趣，大幅提高學(xué)生的動手能力與學(xué)習(xí)能力，全面提升實驗課的教學(xué)效果。對此，筆者根據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗，探討了數(shù)字化試驗在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)? 數(shù)字化實驗? 應(yīng)用

【中圖分類號】G633.8 【文獻標(biāo)識碼】A ? ? ? ? ? 【文章編號】2095-3089（2019）22-0166-01

前言：

新課程改革的全面實施，推動了信息技術(shù)與學(xué)科間的聯(lián)系，增強了學(xué)科教育的信息化和數(shù)字化，新技術(shù)的支持，有效提高了學(xué)科教學(xué)的成果[1]。在化學(xué)教學(xué)中，傳統(tǒng)實驗的改革，數(shù)字化理念的融入，提高了學(xué)生實驗的自主性，增強了化學(xué)實驗的教學(xué)效率，為學(xué)生化學(xué)水平的提升奠定基礎(chǔ)。

1.高中化學(xué)教學(xué)中數(shù)字化實驗的優(yōu)勢

在高中化學(xué)實驗中，因某些化學(xué)實驗設(shè)施的缺乏，直接為化學(xué)實驗帶來一定的局限。如：在3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，試驗生成的氣體NO為有毒氣體，所產(chǎn)生的化學(xué)物品多帶有一定毒性，為保障學(xué)生的實驗安全，實驗室必須配備通風(fēng)設(shè)備，保障實驗室的空氣質(zhì)量。然而，在諸多高中學(xué)校中，化學(xué)實驗室中并沒有安裝通風(fēng)工具，對此，為避免學(xué)生健康受到影響，學(xué)校多會避免該類化學(xué)實驗，影響了學(xué)生對化學(xué)知識的理解與把握。數(shù)字化實驗的應(yīng)用，有效解決了安全問題，降低了化學(xué)實驗的危險性。

數(shù)字化實驗的應(yīng)用，實驗教學(xué)難度因此降低，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到提高。具體來講，在進行化學(xué)試驗時，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生能夠獨立操作實驗，并對實驗過程與原理反復(fù)分析，加深學(xué)生對實驗的理解與掌握。同時，數(shù)字化實驗下，面對危險度較高的實驗，學(xué)生可不必?fù)?dān)心儀器設(shè)備的缺失，直接在課堂上即可完成實驗教學(xué)。另外，數(shù)字化實驗，學(xué)生能夠自己動手進行操作，激發(fā)了學(xué)生對化學(xué)試驗的興趣，在操作錯誤時，學(xué)生能夠清晰認(rèn)識到其帶來的影響，有效避免學(xué)生再次犯類似錯誤。數(shù)字化教學(xué)的使用，更加準(zhǔn)確，直觀性更強，增強了教師教學(xué)能力，促進了學(xué)生化學(xué)水平提升。

2.高中化學(xué)試驗數(shù)字化的缺陷

化學(xué)實驗數(shù)字化帶來諸多優(yōu)勢，也存在一定弊病，主要包含以下幾點：其一，數(shù)字化實驗過程中，所采用的儀器價格較高，若學(xué)校經(jīng)濟實力不足，將直接影響儀器購進的充足性。其二，在數(shù)字化實驗過程中，隨著時間的流逝，儀器使用次數(shù)的增多，其精確性會受到影響，進而影響化學(xué)實驗結(jié)果，而維修費用的高昂，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，影響實驗精確性，儀器將很難快速修復(fù)，因此，諸多學(xué)校并未引進數(shù)字化實驗。其三，數(shù)字化實驗的應(yīng)用，保障實驗精確性的同時，計算機的自動計算也影響了學(xué)生計算能力的培養(yǎng)。

3.高中化學(xué)教學(xué)中數(shù)字化實驗的應(yīng)用

3.1與傳統(tǒng)化學(xué)試驗方式相結(jié)合

在數(shù)字化實驗過程中，學(xué)生幾乎不需要動筆計算，計算機能夠自動完成數(shù)據(jù)的采集與處理，保證所得結(jié)論的快速、準(zhǔn)確，在最終觀測實驗現(xiàn)象與結(jié)論時，學(xué)生能夠快速理解化學(xué)原理并掌握[2]。但是，由上文可知，數(shù)字化實驗也存在一定弊端，對此，在高中化學(xué)教育中，為發(fā)揮數(shù)字化實驗的優(yōu)勢，降低其的缺陷，教師應(yīng)積極將其與傳統(tǒng)化學(xué)實驗相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)親自計算，并與計算機所得數(shù)據(jù)進行對比，觀看結(jié)論是否存在較大誤差，若結(jié)果誤差較大，則引導(dǎo)學(xué)生思考原因，提高學(xué)生獨立思考與糾錯能力。如：在制取氨的實驗中，當(dāng)NH4Cl與Ca（OH）2反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生氣體，然而，在實驗過程中，學(xué)生并不能直觀看到氣體，對此，教師可通過其他方式使學(xué)生感受到氣體，因氨氣溶于水，教師可通過加熱使氨氣溢出來，如此，學(xué)生能夠更深入感知實驗效果，發(fā)揮數(shù)字化實驗效果的同時，學(xué)生推導(dǎo)能力、計算能力等仍得到提升。

3.2轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，自主探究

在傳統(tǒng)的高中化學(xué)實驗中，教師多是講解完實驗步驟、實驗演示后，教師就會放手讓學(xué)生動手實驗，某些教師甚至認(rèn)為，如此自己的任務(wù)就完成了。該種教學(xué)理念的形成，在數(shù)字化實驗引進時，教師很難改變教學(xué)理念，如此，在試驗過程中，學(xué)生會出現(xiàn)諸多問題，加之，疑問無法得到及時解答，直接影響了實驗教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生自主探究能力難以培養(yǎng)。對此，為發(fā)揮數(shù)字化實驗的作用，提高學(xué)生化學(xué)水平，高中教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，利用科學(xué)的化學(xué)設(shè)備，完善實驗細(xì)節(jié)，在學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)、觀察實驗現(xiàn)象時，教師應(yīng)積極參與，及時解答學(xué)生疑問，實現(xiàn)化學(xué)高效課堂。如：在進行H2還原CuO實驗時，教師積極利用數(shù)字化實驗設(shè)備，分別采用兩種實驗方式進行對比，即先加熱CuO，后通入H2;先通入H2，后加熱CuO，并列出實驗方程式，通過比較兩種方式得出的Cu的質(zhì)量，引導(dǎo)學(xué)生思考原因，學(xué)生有探究目的后，認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)，最終得出CuO具有還原性，因此，先通入H2，能夠有效避免CuO與其他氣體反應(yīng)，保障試驗結(jié)果。

3.3科學(xué)定量的分析，精準(zhǔn)實驗

在傳統(tǒng)實驗過程中，受到時間、器材、操作失誤等影響，常出現(xiàn)實驗現(xiàn)象不明顯，所得實驗數(shù)據(jù)不完備，學(xué)生很難通過定量分析得出精確的試驗結(jié)論，影響了實驗的作用發(fā)揮。而數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)實驗相比，計算機軟件的幫助，能夠為學(xué)生提供足夠的、精準(zhǔn)的實驗數(shù)據(jù)，使學(xué)生進行定量分析，降低誤差值，保障試驗結(jié)果。如：在酸溶液pH值變化實驗過程中，若將計算機與pH值測定傳感器相互連接，如此，在逐漸向燒杯滴入稀鹽酸時，計算機屏幕會出現(xiàn)一條曲線，展現(xiàn)酸堿度的變化，如此，學(xué)生能夠通過準(zhǔn)確充足的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確把握實驗內(nèi)容，提高對該方面化學(xué)知識的掌握。

4.總結(jié)

總而言之，在高中化學(xué)教學(xué)中，為充分發(fā)揮數(shù)字化實驗的效果，提高學(xué)生化學(xué)綜合能力，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)關(guān)鍵，將數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)試驗相結(jié)合，并通過科學(xué)定量分析，提高學(xué)生實驗過程的精準(zhǔn)性，全面提升實驗教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]賀奎娟.數(shù)字化實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用分析[J].考試周刊， 2015（99）：137

[2]李浩.高中化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)思考[J].考試周刊，2018（5）：155