數字化實驗在高中化學教學中應用的研究

王建

摘要：目前我國化學教育領域中數字化實驗的研完成果比較多，但是真正在高中化學教學中進行使用并不是很多。化學實驗教學目前大多數還采用傳統的實驗教學方法，但是相比于傳統的實驗方法，數字化化學實驗教學模式更加精準。不過實際的應用率不高，當然在化學實驗的教學中使用數字化教學也是有一定缺陷的，這就要求化學實驗課老師根據實際的課程需要對教學模式進行變化，讓實驗的效果達到最佳狀態，學生在實驗的過程中學習更多的知識。本文主要針對數字化實驗在高中化學教學中的一些應用策略進探究，希望可以提高高中化學教學的效率以及教學的效果。

關鍵詞：高中教育;化學實驗教學;數字化實驗;應用策略

信息技術的生活化使得教育領域也發生了巨大的變化，很多信息及技術開始走進一些平常都觸及不到的地方，比如實驗領域。實驗是一種集合了知識以及動手能力的實踐活動，在一些特定知識的教導上面擁有課堂無法比肩的優勢。高中的化學實驗教學對于化學學習來講是十分重要的，高中學生對于化學的接觸時間并不是很長，正是培養學生化學學科思維以及學科興趣的關鍵時期，因此高中的化學實驗相對來講比較簡單，對于培養學生的學習興趣更為注重。所以很多高中化學教師在進行化學實驗課教學的時候一般采用傳統的化學教學模式，并不會使用數字化實驗的方法。隨著科技的進步，實驗的器材也在發生著天翻地覆的變化，高中作為化學學習打基礎的階段，自然在教授學生基礎知識的操作同時也需要教授學生基礎化學實驗儀器的操作。數字化的實驗器材的操作不像是傳統實驗器材比較粗放，在一些細節上需要十分的注意，只有學生學會了最先進的實驗器材才可以為未來的繼續學習奠定基礎。

1應用數字化實驗的優勢

雖然現在所有的高中都配備了化學實驗室，但是真正能進行運行的實驗室并不是很多，尤其是在一些偏遠山區或者是經濟不發達的地區高中的化學實驗室知識作為學校的必備設施，而不是授課設施。而且這些設施都比較老了，在一些較為危險實驗的實踐中很可能會出現安全問題。就比如說在false=

false的實驗中，會生成二氧化硫的有毒氣體，為了保障學生以及教師的生命安全以及實驗安全，高中的實驗室必須配備相應的通風設備。但是很多學校的實驗室都是由教室改裝而來，只進行了簡單的水電鋪設，并沒有進行通風設備的安裝。而使用數字化的實驗設施，可以將這個問題徹底解決，并且還可以降低實驗操作中的一些失誤和問題，降低學生們的操作難度。

利用數字化實驗的模式進行實驗教學，不但可以降低教師的工作量而且在一些關鍵數據上記錄上會更加的準確，并且在進行操作中的過程中如果出現操作失誤那么數字化儀器不會顯示正確的數值，這有利于學生對于自己操作失誤的糾正。而且對于學生來講尤其是高中生來講相比與以前傳統的玻璃儀器，數字化的儀器設備能很好地引起學生們的學習興趣，吸引了他們的注意力。

2應用數字化實驗的缺陷

雖然數字化實驗擁有種種優勢但是其也存在很多的弊病，主要包括：

2.1器材昂貴

相比于傳統的化學實驗的玻璃器材，數字化實驗儀器的幾個就昂貴很多，并且數字化的器材是根據品牌來確定其質量的。傳統的玻璃器儀器因為有一個具體的標準，因此一些大的廠家和小廠家之間的儀器質量以及精準度方面的差距并不是很大，但是數字化儀器因為每一個廠家設施時其用的各種模塊和算法不一樣，因此也就導致了很多器材的質量是不一樣的，而且在精準度方面也有很大的差距，有時因為某些實驗條件的不具備也可能導致實驗數據的不準確。

2.2實驗條件苛刻

傳統的玻璃化學實驗器材，在使用過后用清水沖洗然后瀝干即可下次使用。但是數字化的儀器設備需要放置在專門的位置以及專門的放置場所，并且放置的姿勢也是有一定的規則，這就導致了在實驗中需要很多的細節，這對于高中生來講是比較苦難的。畢竟他們并沒有接觸過很多的化學實驗，在很多方面根本就沒有多少經驗，因此在拿放儀器的時候往往會觸碰不該觸碰的地方，進而可能導致數字化儀器出現校準失效的情況，失去了使用價值。

3數字化實驗的應用策略

3.1結合使用

數字化實驗中，很多儀器會將處理好的數據進行呈現，所以學生一般都不會使用筆進行計算，這很好的將計算中的誤差給消除了。并且利用計算機得到的數據可以很快并且準確的得到實驗的結論，這有利于學生學習相關的知識和掌握相關的技能。但是現在高中根本就無法做到這個實驗方式的普及，所以教師應該將數字化實驗的方式和傳統實驗方法結合起來，在一些關鍵數據的采集和計算上面要求學生進行自己計算，這樣有助于學生對于其中原理和計算方法的掌握，計算機也會有相應的結果，學生們可以進行對比。如果誤差較小那就說明計算正確，學生們有掌握了一個計算的方法，而如果誤差較大的話，那么學生應該進行反思，對其中的錯誤進行糾正，這樣提高了學生獨立思考以及應對問題的能力。

比如在人教版高中化學教材《合成氨》的學習中，有一個關于氨的制取試驗，用到的原材料是false和false，在兩種物質進行反應的過程中會有氣體產生，但是在真正的實驗中產生的氣體無色的，并且還易溶于水。所以教為了讓學生們可以更加直觀的看到反應現象，應該將溶有氨氣的水進行加熱，使得氨氣通過熱氣逸散出來，當聞到氨氣的味道之后學生們對于實驗的真實效果會有一個很好的感知。通過這種方式可以讓數字化實驗的效果最大化，并且學生也可以對氨氣形成更加直觀的影響和了解。

3.2轉變教學理念

傳統的高中化學實驗一般是教師先對實驗進行講解，然后在進行先關的演示，再然后就是學生們自行進行試驗了，至于學生在操作實驗的過程中是否會得知識很多教師都不會理會。但是隨著數字化實驗的引進，教師需要對學生的操作進行實時的觀察和指導，確保儀器安全以及實驗安全，所以高中化學教師應該將原先的教學理念轉變過來，積極的參與到學生的實驗中去，為學生解答各種疑問。比如在學習人教版高中化學教材《不同價態含硫物質的轉化》學習中，教師可以讓學生在試驗的過程中對于不同價態的硫物質進行觀察，然后通過試驗進而掌握硫從二價變為三價，或者三價變為二價的現象變化，以及其中會產生什么多余的物質等等。

3.3精準實驗

傳統化學實驗在進行的時候，對于時間的把握度、器材的完備程度以及操作的優秀程度都有一定的要求，如果其中某一項出現錯誤那么就會造成實驗的失敗和數據的不完善。在一般的高中實驗中一些操作難度比較高的實驗，能得到完整數據的可能就只有幾組同學，剩下的小組全部因為各種各樣的原因造成了實驗的失敗。而數字化實驗進行的過程中使用的是數字化的儀器，雖然對于細節注重比較多，但是只要細心就沒有太大的問題，而且還降低了操作的難度，至于對時間的把握則完全由計算機來接管，這就大大的減少了實驗失敗的很多因素。比如說在酸溶液false的變化實驗中，計算機和false計鏈接，每一次false值的變化就會有一次數據的記錄，在多組數據之后在計算機的屏幕上就會顯示出一條酸度變化的曲線。利用這條曲線學生們可以對實驗內容又很深刻的把握，并且提高了酸堿方面的知識掌握度。

4結語

總而言之，數字化實驗并不能替代傳統的化學實驗，但是卻是傳統化學實驗的重要補充手段，只有通過數字化實驗和傳統化學實驗相結合的方式才可以將實驗教學的最大效果釋放出來，提高學生的知識深度和廣度。