關于初中化學數(shù)字化實驗教學的思考

摘 要：化學對初中生來說是一門全新的課程，也是一門非常重要的課程。實驗教學是初中化學教學的重要組成部分，對激發(fā)學生學習興趣、幫助學生理解化學知識、培養(yǎng)學生的探究意識、鍛煉學生思維能力、促進學生學習效率提升具有重要作用。在信息化時代，數(shù)字化實驗教學對幫助學生理解化學反應發(fā)揮了非常重要的作用。基于此，文章對初中化學數(shù)字化實驗教學進行了分析。

關鍵詞：初中化學;數(shù)字化實驗教學;教學思考

中圖分類號：G43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-9192（2021）35-0078-02

引? 言

與傳統(tǒng)實驗相比，數(shù)字化實驗減少了許多煩瑣的實驗操作，學生操作起來更容易，且出錯率小，更能將關注點放在對實驗原理的理解上。數(shù)字化實驗是一項新技術，在激發(fā)學生學習興趣的同時，能促進學生思維能力的發(fā)展。因此，在化學教學中，教師應合理應用數(shù)字化實驗技術，為學生理解化學知識提供助力。

一、數(shù)字化實驗教學的優(yōu)勢與不足

（一）數(shù)字化實驗教學的優(yōu)勢

初中化學課堂上的數(shù)字化實驗對學生來講是一種新的學習手段，帶給了學生新奇感，也便于學生探究學習化學知識[1]。學生運用數(shù)字化實驗設備采集化學反應過程中不同時間點的數(shù)據(jù)，記錄下數(shù)據(jù)并進行分析對比后可以得出結(jié)論，通過數(shù)據(jù)對比得出的結(jié)論是簡單易懂的。數(shù)字化實驗能調(diào)動學生的學習積極性，使學生獲得成就感，讓學生的學習質(zhì)量隨著學習興趣的提升而逐漸提高。

（二）數(shù)字化實驗教學的不足

1.實驗設備轉(zhuǎn)移了學生的關注點

數(shù)字化實驗教學也有不足的一面。很多學生初次接觸數(shù)字化實驗設備，會對其充滿好奇心，這會導致他們將過多的注意力放在設備上，而忘記了自己是要運用這些設備學習化學反應原理，從而使學習方向發(fā)生偏離。

2.使學習目標不明確

數(shù)字化實驗的作用毋庸置疑，但是想要得到自己想要的化學實驗過程和數(shù)據(jù)，學生需要先掌握數(shù)字化實驗運作原理[2]。課堂上，教師應先讓學生認識到，數(shù)字實驗是一個由數(shù)據(jù)收集、傳感器和輔助軟件等共同組成的系統(tǒng)。它可以對各種公開數(shù)據(jù)進行收集，并且可以與計算機連接，同時數(shù)字化實驗設備的數(shù)據(jù)采集是用了很多的光電原理轉(zhuǎn)換機制來實現(xiàn)運轉(zhuǎn)的。教師如果不給學生講這些，就會模糊教學目標，影響學生學習效果。

二、優(yōu)化初中化學課堂上運用數(shù)字化實驗教學的策略

（一）靈活采用教學方式，減少新技術與傳統(tǒng)操作的矛盾

在初中化學教學中，教師應合理安排傳統(tǒng)實驗和數(shù)字化實驗，抓住數(shù)字化實驗教學的契機，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。傳統(tǒng)化學實驗和數(shù)字化化學實驗都有各自的優(yōu)勢。完全用數(shù)字化化學實驗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學實驗是不明智的。教師需要將以前的化學實驗與現(xiàn)在的數(shù)字化實驗相互融合，根據(jù)實驗內(nèi)容選擇合適的實驗方式。傳統(tǒng)化學實驗以定性實驗為主體，正確使用儀器，并需要學生精通實驗的基本操作。教師要引導學生注意實驗材料的變化過程，并將其記錄下來，對結(jié)果進行解釋和討論[3]。而數(shù)字化實驗是一種定量實驗，通過電子設備采集、記錄數(shù)據(jù)，并以表格或圖像的形式呈現(xiàn)，教師要重視培養(yǎng)學生對數(shù)據(jù)的分析和處理能力。在初中化學教學中，引入數(shù)字化實驗可以培養(yǎng)學生獲取信息、分析表格和圖像的能力。數(shù)字化實驗與傳統(tǒng)實驗的操作存在一定的差異，教師不能沿用以前的教學操作方法來教授學生，而應靈活變換方法，使學生能夠更快地掌握數(shù)字化實驗。

例如，在“化學反應和能量變化”的實驗中，教師可將鹽酸溶液與鎂條作為實驗材料，以便學生觀察實驗結(jié)果。首先，教師要做的是將兩種反應物放入大試管中，讓學生通過觸摸試管底部的外壁來感受反應中所產(chǎn)生的熱量，并在腦海中形成一種“這個反應會釋放熱量”的意識。

在“酸堿中和反應”的實驗中，教師可以使用溫度傳感器測量反應前鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液的溫度。人類的感官靈敏度是有限的，當溫度變化的范圍非常小時，教師就要借助新的科學技術，以此加深學生對化學知識的理解。

所以，教師只有靈活改變實驗教學方法，才能減少新技術與傳統(tǒng)教學之間的矛盾，從而更好地實現(xiàn)化學教學優(yōu)化改革。

（二）聚焦學生關注點，激發(fā)學習興趣

初中化學數(shù)字化實驗設備的數(shù)據(jù)采集器與計算機、傳感器之間采用USB接口。四通道傳感器接口用于并行采集，想用時插上便可以使用。同時，它采用大尺寸液晶屏顯示，方便學生觀察與分析，并配有學生分組實驗室，便于學生操作。課堂上，學生的關注點容易被儀器帶偏，所以教師要善于引導學生關注點，將學生的視線拉回到實驗上，讓學生明確學習目標。

教師可以專門留一節(jié)課的時間帶學生認識儀器，讓他們觀察、研究儀器的構造等，先滿足他們的好奇心，這樣學生在下次上課見到這些儀器時就沒有那么強烈的探索欲望，會認真聽教師講解實驗操作步驟。教師可以先在教室向?qū)W生講解一遍操作步驟，讓學生將關鍵的實驗操作步驟記錄下來。教師也可以利用幻燈片播放實驗步驟，然后讓學生自己動手操作，或分組進行實驗。學生在其中不僅能夠獲得成就感和滿足感，還能體會到科技的便捷性和有趣性，從而激發(fā)探索欲望和學習動力[4]。

（三）明確實驗目標，提前了解實驗步驟

數(shù)字化實驗設備涉及的化學、物理原理是晦澀難懂的，不易于學生理解，教師講解起來也有一些吃力。如果教師在課堂上花費大量的時間和精力講解數(shù)字化實驗設備，實驗教學效果就會大打折扣。所以，數(shù)字化實驗教學中，教師應明確實驗目標，帶領學生提前對實驗設備進行了解。這樣不僅能給學生留有足夠的實驗時間，還能提高學生動手操作的實踐能力[5]。

例如，在“外部條件對化學反應速度的影響”實驗中，當塊狀大理石、粉末狀大理石與相同濃度的鹽酸溶液反應時，學生可以從氣體產(chǎn)生率觀察反應速度。在使用絕對壓力傳感器的情況下，學生不僅能觀察到上述現(xiàn)象，還可以通過數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。隨著反應時間的增加，反應速度會不連續(xù)提高或降低，這是整個反應過程的實情。在這個實驗過程中，學生用到了絕對壓力傳感器，因此教師可以提前將絕對壓力傳感器的使用方法、運作原理、注意事項等告知學生或讓學生自主了解，不用在課堂上進行細致的講解，簡單介紹即可。這不僅提高了學生的學習效率，還保證了教學質(zhì)量。

結(jié)? 語

數(shù)字化實驗教學不僅能激發(fā)學生的學習興趣，還可以培養(yǎng)學生在數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析方面的能力。數(shù)字化實驗可以真實地再現(xiàn)實驗過程中每一個時段的數(shù)據(jù)，為學生理解化學知識起到了非常重要的作用，也為學生運用化學知識解決實際問題做好鋪墊。

[參考文獻]

[1]梁金紅.數(shù)字化傳感實驗在化學教學中的應用策略：以初中化學測定空氣里氧氣的含量實驗為例[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（20）：20-21.

[2]朱學林.數(shù)字化實驗在初中化學教學中的開展策略[J].速讀，2020（03）：73-74.

[3]李銘.數(shù)字化實驗在城鄉(xiāng)學校初中化學教學中的應用現(xiàn)狀及思考[J].科學咨詢，2020（52）：222.

[4]梁小鳳，梁春艷.數(shù)字化實驗在初中化學教學的應用研究[J].文理導航（教育研究與實踐），2021（04）：139.

[5]賁雪梅.初中化學教學中數(shù)字化實驗教學研究[J].數(shù)理化學習（教育理論），2019（05）：53-54.

作者簡介：廖者蘭（1970.10-），女，福建三明人，本科學歷，一級教師。