高中化學探究實驗中的DIS數字化實驗系統分析

李斐

摘 要：基于分析高中化學探究實驗中的DIS數字化實驗系統。首先分析出其應用意義，能夠鍛煉學生的各個方面能力，更為深刻的記憶和領悟化學知識。其次分析出DIS數字化實驗系統的有效應用，能夠呈現實驗化學探究的完整性過程，更為快速且準確的獲取實驗的測定結果，從而有助于促進學生的科學素養和化學綜合能力的發展。

關鍵詞：化學實驗;DIS數字化實驗系統;探究實驗

化學，作為高中階段的一門重點學科，其實驗教學是化學教學的重要部分。由于傳統的化學實驗教學，通常都是學生按照教師提前安排，進行驗證性的實驗，導致學生的依舊無法全面理解和參與到化學知識的形成。而在信息化的社會發展時代，其DIS數字化實驗系統的應用，能夠進一步推動高中化學探究實驗的發展，可以為學生直觀的顯示實驗數據，不僅培養了學生的科學觀察和數據處理能力，還有助于學生養成嚴謹求實的實驗態度，在很大程度上增強了高中化學實驗教學的質量，促進學生的科學素養和化學綜合能力的提升。

一、高中化學探究實驗中的DIS數字化實驗系統應用的意義

DIS數字化實驗系統，則是集傳感器、數據采集器和配套軟件等組成，主要包含硬件和軟件兩個部分。其中，硬件屬于計算機、傳感器等，軟件是教材專用和通用的軟件，用于化學實驗的數據分析和處理。可以說，教材專用軟件，是根據高中化學教材中的實驗所定制的，覆蓋了教材中大部分實驗，更加貼近課堂的教學;通常教材軟件，而是能夠自定義更多的拓展功能，比如進行實驗的對比，所以更加適用于探究的化學實驗教學。

可以說，在高中化學探究實驗教學中，應用DIS數字化實驗系統，可以改變學生傳統的死記硬背學習方式，并且進一步激活學生的創新性思維，培養學生的問題分析和解決能力，鍛煉學生的數據收集、處理等各個方面的能力【1】。這樣學生在科學實驗探究之中，包括學生的數字實驗、實驗的自主設計等等，能夠讓學生充分體會到化學學習的樂趣，更為深刻的記憶和領悟化學知識，有利于學生進行化學知識的查缺補漏，促使學生將所學的化學知識和技能運用到社會實際生活之中，從而真正實現學生的化學素養和綜合素質水平的提升。

二、高中化學探究實驗中的DIS數字化實驗系統應用的有效策略

（1）構建化學實驗情景

高中階段，是學生的人生承上啟下的關鍵時期。在化學探究實驗教學中，應用DIS數字化實驗系統，能夠為學生構建出較為真實的實驗情景，有效的實現了化學實驗與信息技術的有效融合，進一步符合學生的學習需求和心理需要，有助于學生的高效率化學實驗和學習。因此，化學教師可以為學生呈現化化學實驗和學習所需的感性資料，發揮出DIS的情景功能，來增強學生的化學實驗能力和科學探究精神【2】。

以人教版的《最簡單的有機化合物——甲烷》一課為例。本節課的教學重點需要讓學生了解甲烷的結構特點和甲烷的取代反應。因此，化學教師就可以借助DIS數字化實驗系統，使用傳感器監測甲烷與氯氣反應的過程，并利用計算機的圖像形式呈現，氯氣的黃綠色變化曲線圖，試管內液面上升出現白霧的曲線圖。從而，學生能夠有目的性的觀察實驗，進一步了解到取代反應中甲烷分子的H原子，是逐步被CI原子代替，產生了四種取代物，促使學生的實驗學習效果更加細致和高效。

（2）撥動學生的化學思維

DIS數字化實驗，具有調動學生的化學實驗興趣和主動學習的功能，能夠讓學生產生積極自主的化學探究，促使學生在探究實驗之中，不斷的撥動學生的化學思維，幫助學生發現問題的關鍵。這樣，不僅可以為學生的實驗指明方向，還有助于學生通過化學實驗揭示化學現象的本質，有助于學生深刻理解問題的原因，來深化學生對化學相關知識點的領悟和記憶，從而培養學生的科學態度和綜合素養。

以人教版“溫度對弱電解質電離平衡的影響”為例。傳統的實驗是讓學生先去測定100ml，0.1mol/L的醋酸pH，并加熱后測定溶液的pH。但是應用DIS數字化實驗系統，就可以利用PH傳感器，進行連續性的不同溫度下溶液PH的測量，幫助學生進一步看到問題的本質和規律，促使學生更為全面的解釋溫度對弱電解質電離平衡的影響。同時，在探究實驗過程中，化學教師可以適當的激活學生的思維，引導學生轉變思考問題的方法，借助電導率傳感器，嘗試去測定溫度變化過程中溶液的電導率變化，從而有助于學生更好的揭示和說明問題。

（3）創造性演示傳統實驗

由于化學探究實驗過程，本身就是一種科學實踐的過程，能夠培養學生的創新意識和實踐精神，為學生擴寬學習的空間和渠道，促使學生科學的運用DIS實驗方法，去進一步領悟和感知化學知識【3】。因此，化學教師可以應用DIS數字化實驗系統，去創造性的進行傳統實驗的演示，讓實驗從人工轉變為自動化，從而增強實驗的準確性和完整性。

比如，當“探究溫度對反應速率的影響”。化學教師就可以在傳統的操作復雜實驗基礎上應用DIS，這樣通過每隔1min，連續測定雙氧水分解產生的氧氣體積，并繪制時間與氧氣的體積圖，再次用水浴提高10℃的溫度，在雙氧水和氯化鐵相同量、濃度條件下，再進行測定，并繪制體積圖，時間較長且數據也不夠精準。而DIS數字化實驗系統，就能利用壓強傳感器，測定兩種不同溫度下，密閉容器中的壓強大小變化，計算機實時的繪制壓強與時間曲線圖，從而快速準確的測量出結果。

結束語;綜上所述，高中化學探究實驗中的DIS數字化實驗系統，能夠呈現實驗化學探究的完整性過程，幫助學生更為全面的領悟和感知化學知識，促進學生的科學素養和化學綜合能力的發展。通過化學教師根據具體的探究實驗內容，合理的應用DIS中的傳感器、計算機等功能，更為快速且準確的測定出實驗的結果，不斷強化學生對化學實驗的興趣和主動意識，從而促使學生創造性的應用DIS數字化技術，進一步去探索化學的本質。

參考文獻

[1]楊成.DIS數字化實驗系統在高中化學探究實驗中的應用研究[J].科學大眾（科學教育），2019（9）.

[2]季春旭.數字化實驗對培養高中生化學學科核心素養的實證研究[D].2018.

[3]鄧舜通.應用DIS培養高中學生化學實驗探究能力[J].人文之友，2019，000（002）：108.