數字化實驗應用于化學實驗教學的思考

陳俊敏

【摘 要】隨著科學技術的不斷發展，我們迎來了數字化時代，將數字化實驗應用到化學實驗教學中，數字化實驗更是一種新型的教學工具，通過將數字化實驗與化學實驗教學相結合，讓化學實驗教學過程更加方便、快捷，提高實驗的準確性，也能讓學生通過數據直觀的學習化學知識。在化學實驗過程中也可以增進學生之間的交流，讓學生參與實驗的討論，加深化學知識的理解。

【關鍵詞】數字化;實驗;化學實驗;教學;思考

化學實驗對于學生掌握化學知識來說是非常重要的，隨著數字化實驗在教學中的廣泛應用，也逐漸推動了數字化教學在化學當中的應用，將數字化實驗融入到化學實驗教學中，不僅可以提高化學教學的整體質量，也可以提高教育事業的進一步科學化發展，讓學生接觸到先進的技術設備，在產生好奇心的同時更全身心的投入到化學實驗的學習中。

一、數字化實驗的概念

數字化實驗簡稱DIS（Digital Information System的縮寫），即數字化信息系統，由“傳感器+數據采集器+計算機（含配套使用的通用和專用軟件）”構成的能夠定量采集數據，并以圖表的形式將實驗結果清晰、準確的呈現出來的一種新型現代化實驗技術，這項技術可以和計算機連接，實現數據的采集和信息的采集，通過傳感器轉化計算機可以識別的信息將數據體現在學生眼前，也可以自己進行數據采集，固定存貯，也可以自動識別各種傳感器和自定義傳感器功能。配備的傳感器可以檢測溫度、壓強、電壓、pH、電導率、氧氣、二氧化碳、濕度等物理量，支持對相關化學反應的監測，這項技術目前已經廣泛應用到教學中。

二、數字化實驗應用于化學實驗教學的重要性

（一）激發學生學習化學的興趣

興趣是最好的老師。就化學學科本身而言它是一門以科學為基礎進行發散知識的學科，很多生活中的現象都有化學的存在，本身學生對于新奇的事物就比較好奇，將數字化實驗融入到化學實驗教學中，通過一些特有的實驗儀器，在和計算機連接后，通過對化學知識的分析，將化學知識實驗的結果以數字的形式為學生直觀的表現出來，這些數據又可以在計算機的計算下通過生成圖表讓學生更清楚的看到、了解到化學知識中也存在數學知識，通過觀察發現量變和質變的關系，這樣會加深他們對化學實驗的好奇，激發他們的學習熱情和對知識的渴望，進而提高學生的動手實驗能力，在數字化教學過程中也很容易讓學生進行思維的發散，如在水中氧氣含量的測定實驗中，就有學生大膽提出要做水中氧含量多少魚才能存活的實驗。每一個實驗都能讓學生聯想翩翩，給學生打開了另一扇探究的門，對學生創新能力的培養又多了一條途徑。

（二）提高學生實驗的動手能力

通過將數字化實驗應用到化學實驗教學課堂中，讓學生通過先進的實驗操作工具，根據化學實驗的要求及目的自己操作，提高了學生的實驗動手能力，進行數字化化學實驗教學，還需要學生對電腦有一定的基礎操作經驗，因為在實驗過程中需要學生運用電腦處理數據，也能提高學生的電腦動手能力。通過數字化實驗的化學實驗教學能夠提高學生的作圖能力，通過將實驗得出的數據，將數據輸入到計算機中，通過正確的計算機操作將得出的實驗結果進行數據總結，形成圖表，提高學生的作圖能力。通過對數據和圖像的掌握，更加加深了學生對化學實驗的掌握，也對化學知識存在的原理更加了解。

（三）提高學生協作精神的培養

在化學實驗課程中，不僅需要自己進行實驗，教師還可以將學生分組進行實驗，在數字化化學實驗的教學過程中，需要學生小組之間進行共同合作，從而完成化學實驗。在這個過程中也在無形中鍛煉著學生的合作實驗能力，在實驗中，當小組同學遇到問題時，可以進行小組之間的討論，發揮出每個學生的優勢，通過討論有助于學生之間相互學習，提高問題的解決效率，同時也培養了學生相互協作解決問題的精神，讓每個學生都能夠獨立思考，通過實驗培養學生獨立思考的能力。

（四）使實驗更加直觀，更加方便化學知識學習

通過數字化化學實驗教學，可以傳統化學實驗中觀察不到的微觀事物，如分子、離子、電解質、酸性、堿性、濃度等，通過化學實驗儀器傳感器轉化成計算機可以識別的信號，通過計算機處理，以圖表或者圖像的方式呈現在學生的眼前。同時也可以放大微觀粒子的數量，例如在化學教學的過程中Na2CO3與NaHCO3的溶解過程中，通過傳統的實驗的方法很難進行實驗，教師可以通過溫度傳感器測量食鹽在溶解的過程中的熱效應，酸堿中和滴定的實驗過程，也可以利用PH傳感器，能夠直觀的觀察到實驗過程中PH值的變化過程。數字化實驗和傳統的化學實驗有很大差異，對于現在化學實驗的要求傳統實驗方法是無法達到的，這也讓傳統實驗難以解決的問題得到了有效的解決。

三、結束語

綜合所述，隨著教育事業的不斷的發展，學校對提高學生整體素質有了更高的要求，在化學實驗教學過程中融入數字化實驗教學，在滿足學校的教育需求之外，更能夠滿足學生對于學習化學知識的需求，通過運用數字化教學提高學生的動手能力，提高學生互相協作精神，更能通過先進技術加深對化學知識的理解和吸收。

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（江西省贛州市興國中學）