數(shù)字化實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

潘玉昕

摘要：實驗是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是有效發(fā)展和提升學(xué)生科學(xué)、實踐探究能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的重要途徑和基本方式。隨著信息時代的到來，數(shù)字化實驗被越來越廣泛地運用到中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中。本文將從數(shù)字化實驗?zāi)茉鰪妼W(xué)生的直觀感知，攻克教學(xué)疑點難點，強化學(xué)生知識鞏固三方面出發(fā)，分析與探究數(shù)字化實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的有效途徑

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)? 數(shù)字化實驗? 教學(xué)應(yīng)用

隨著新課程改革與素質(zhì)教育的深入，教育教學(xué)越來越注重學(xué)生科學(xué)探究與實踐操作能力的提升和全面發(fā)展，實驗教學(xué)的地位越來越重要。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，顯然已經(jīng)無法與現(xiàn)代化實驗教學(xué)相適應(yīng)，也無法滿足學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)需求，因此實現(xiàn)中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的數(shù)字化已經(jīng)迫在眉睫。中學(xué)化學(xué)教師必須要做到與時俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新，將數(shù)字化實驗全面落實和應(yīng)用到中學(xué)化學(xué)的實驗教學(xué)過程中，以推動實驗教學(xué)的轉(zhuǎn)變與革新，促進(jìn)實驗教學(xué)有效性的提升。

• 利用數(shù)字化實驗，增強學(xué)生直觀感知?

中學(xué)化學(xué)中的實驗通常具有一定的難度和抽象性，學(xué)生很難產(chǎn)生直觀的感知和深刻的理解，這便大大影響了學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)效率。因此，中學(xué)化學(xué)教師便可以充分利用數(shù)字化實驗來增強學(xué)生的直觀感知。具體來說，教師可以利用多媒體等現(xiàn)代化數(shù)字設(shè)備來開展實驗教學(xué)，圖片展示實驗操作的注意事項、視頻播放實驗操作的過程，讓學(xué)生進(jìn)行觀看和仔細(xì)地觀察，從而帶給學(xué)生視覺和聽覺的雙重感官刺激，有效增強學(xué)生的直觀感知，加快學(xué)生的理解速度。

例如，在教授《金屬資源的利用和保護(hù)》這部分知識時，為了增強學(xué)生們的直觀感知，加深學(xué)生們對物質(zhì)的性質(zhì)與物質(zhì)用途關(guān)系的了解，我在教學(xué)中利用現(xiàn)代數(shù)字化媒體為學(xué)生們演示了該實驗的實驗過程，讓學(xué)生們進(jìn)一步學(xué)習(xí)實驗探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生們觀察、比較、歸納概括的能力。視頻中，工人采集礦石，投放在專業(yè)的生產(chǎn)線中，通過視頻的展示，學(xué)生們認(rèn)識到了一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)，根據(jù)視頻的介紹及數(shù)據(jù)采集的展示，學(xué)生們了解了整個實驗的流程。這樣一來，在初中化學(xué)教學(xué)中，筆者通過利用數(shù)字化實驗，有效增強了學(xué)生的直觀感知，加快了學(xué)生的理解速度。

• 利用數(shù)字化實驗，攻克教學(xué)疑點難點

中學(xué)化學(xué)的難度較大，教師在實驗教學(xué)過中的教學(xué)語言往往不能很好地將知識清楚地講解給學(xué)生，學(xué)生也無法理解，這便是化學(xué)實驗教學(xué)的疑點和難點所在。因此化學(xué)教師可以利用數(shù)字化實驗設(shè)備，為學(xué)生模擬真實的實驗環(huán)境，呈現(xiàn)更加具體的實驗過程，讓學(xué)生在這個過程中進(jìn)行思考和理解。

三、利用數(shù)字化實驗，強化學(xué)生知識鞏固

當(dāng)前很多中學(xué)化學(xué)教師或是為了趕教學(xué)進(jìn)度、或是為了節(jié)約教學(xué)資源，通常采用將實驗、讓學(xué)生背實驗的教學(xué)方式，導(dǎo)致學(xué)生只能理論性的學(xué)習(xí)實驗內(nèi)容，無法實驗實驗與現(xiàn)實生活的緊密聯(lián)系，加強對化學(xué)知識的鞏固與應(yīng)用，針對這種情況，化學(xué)教師可以根據(jù)基礎(chǔ)理論知識通過數(shù)字化設(shè)備來展開實驗教學(xué)，有效幫助學(xué)生建立起理論和實踐之間的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生在整個實驗的模擬操作過程中實現(xiàn)化學(xué)理論知識的理解、記憶、掌握與運用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。

例如，在教授“二氧化碳性質(zhì)”這部分知識時，為了增強學(xué)生們的知識鞏固，筆者利用數(shù)字媒體為學(xué)生們創(chuàng)設(shè)了直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境。利用傳感器對二氧化碳性質(zhì)探究。實驗步驟如下：①如圖1所示裝置的氣密性良好，三瓶250mL的燒瓶內(nèi)收集滿CO₂氣體，三個注射器內(nèi)各裝有）85mL的液體（分別是水、飽和石灰水、40%的氫氧化鈉溶液）。連接好裝置和壓強傳感器。②三位同學(xué)同時迅速將注射器內(nèi)85mL的液體（水、飽和石灰水、40%的氫氧化鈉溶液）注入各自燒瓶中，關(guān)閉活塞。③一段時間后，同時振蕩燒瓶。觀察傳感器定量實時地傳回?zé)績?nèi)氣壓變化形成的圖情況如圖2所示。試回答下列問題：

（1）導(dǎo)致曲線1中CD段氣壓急速減小的操作是________________________。不改變裝置藥品的情況下，進(jìn)一步降低E點的方法是______________________________________________。

（2）曲線2中發(fā)生的反應(yīng)方程式為_________________________________。曲線2與曲線3差異較大的原因是_______________________________________________。

（3）對比曲線1、2、3，不能得出的結(jié)論是________________。①CO₂能與水發(fā)生反應(yīng);②1體積水約溶解1體積CO₂;③CO₂能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng);④檢驗CO₂用飽和澄清石灰水較合適;⑤吸收CO₂用NaOH溶液較合適。通過壓強傳感器的數(shù)據(jù)顯示，同學(xué)沒很快完成了習(xí)題的解答并鞏固了二氧化碳的性質(zhì)。

因此，中學(xué)化學(xué)教師必須要轉(zhuǎn)變落后的教學(xué)觀念，充分利用數(shù)字化實驗來增強學(xué)生直觀感知、攻克教學(xué)疑點難點與強化學(xué)生知識鞏固，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的實踐探究能力與創(chuàng)新意識，最終實現(xiàn)中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)有效性的發(fā)展與提升。