數字實驗和傳統實驗在化學教學中的融合應用研究

王 莉

（甘肅省定西市安定區福臺高級中學，甘肅 定西）

過去的化學課堂，老師與學生之間沒過多的交流,課堂上沒有學習的氛圍，還會讓學生對學習沒有一點激情，所以老師要改變自身的教學方式，要加強與學生之間的交流和溝通，培養學生的創新能力。在化學課上，老師要讓學生感受到學習的氛圍和學習的興趣，從而有利于學生對知識的吸收。化學實驗非常多，然而很多學生不知道，數字實驗與傳統化學實驗的結合，也可以解決化學問題，所以本文以《化學反應原理》為例，分析數字實驗和傳統實驗在《化學反應原理》模塊教學中的融合。

一、數字實驗和傳統實驗融合的意義

人教版選修四《化學反應原理》模塊是高中化學學習的重點和難點，而且新高考改革以后在高考中所占的比重也在增加。現階段的高中化學課堂教學中存在很多的不足，其中最關鍵的原因就是高中化學知識本身存在抽象性和復雜性，知識點涵蓋的范圍比較廣，學生很難透徹深入地理解和掌握這些知識，學習起來就會比較吃力，從而慢慢喪失對化學科目的學習興趣，這對提升學生的化學成績以及鍛煉學生化學核心素養十分不利。采取趣味實驗的方法就是運用充滿趣味的、結合日常生活實際的化學實驗指導學生透徹地理解一些復雜的化學知識，幫助學生掌握和鞏固這些知識。智慧課堂是將現代大數據、物聯網以及互聯網等信息技術與課堂教學深度融合的一種新教學模式，能夠利用互聯網平臺豐富課程資源，采取課前準備、課后溫習來節約課堂時間，讓學生在課堂中能夠充分體驗動手實踐，最終提升課堂學習效率。高中化學一直以來都是學生學起來比較吃力的學科，學生對化學重難點知識的理解和應用能力還是普遍偏弱。同時教學方式傳統，課堂內容枯燥，學生被動接受，作業量重且難，更加劇了學生對化學學科的畏懼抵觸心理。此外作業負擔重、考試壓力大，進一步打擊了學生學習的積極性。

二、構建高中化學課堂的創新策略

（一）激發學生的化學學習興趣，學以致用

興趣是最好的老師，作為化學老師，可以布置一些任務讓學生完成，可以適當給予優勝者獎勵，從而讓學生爭先恐后去完成老師布置的任務，積極去比賽，產生一種勝負欲。在化學課程的學習中，老師必須在課堂上加入一點創新，讓學生有學習的積極性，才能夠想去學習。特別是在化學學習方面，化學知識本來就是死記硬背的知識，有些學生對這些枯燥無味的知識提不起任何興趣。所以，高中化學老師應該根據化學內容制定一些新穎的教學方法。例如，根據這篇課文的主要內容，可以找一些相關的視頻或者是歌曲以及動態圖片，在上課之前給學生播放，先激發學生的學習興趣，才能更好地活躍上課的氛圍，促進學生的互動，提高學生上課的積極性。這種學習方式不僅可以方便老師，也讓學生在課程中真正學到了知識。所以對于高中的化學課堂來說，更需要老師添加一些活力，最大限度地活躍課堂的氛圍，這才能真正提高課堂效率。

（二）尊重學生的個性化需求，提高課堂教學效果

化學老師在教學過程中應該全面了解每個學生的學習情況，幫助學生解決不理解的問題，解決學生在學習化學知識時的疑難疑問，增強學生學習化學知識的自信，這樣學生的化學成績才會越來越好。老師應該多對學生進行鼓勵和表揚，端正學生學習化學知識的積極態度。在每次成績出來的時候要對成績優異的學生說：這次考得很不錯，要繼續努力。對成績沒有那么理想的學生說：你本來可以考得比這要好，這次是因為你的粗心不認真，下次考試只要再認真一點，一定會比這次考得更好，老師相信你。在某些時候，老師的話語也會影響學生學習的興趣。化學老師可以在課堂上多提問，當有些學生回答對了，要進行適當的表揚和鼓勵；當某些學生回答錯了，也要進行適當的鼓勵，希望他們可以繼續努力。

（三）充分發揮學生的主體作用

在以前的高中課堂上，教師是每節課的主導者，每堂課的內容都只被教師掌握著，而學生只是被動接受知識，沒有思考的時間，這種教育方式讓學生處在被動的地位，同時，這種方式也需要改進，不利于樹立學生的自尊心和自信心，也會限制學生在課堂上的積極性和參與性。教學目的的出發點是促進學生的全面發展,所以這就要提高高中生的推斷力、想象力和創造力等其他各方面的能力，使他們在做化學實驗的時候能夠充分發揮想象力、創造力和創新能力，能夠在實驗中發揮更好的水平，從而提高化學綜合素質能力。

三、數字實驗和傳統實驗思想方法的應用原則

（一）等價性原則

在數字實驗和傳統實驗的應用中，等價原則非常重要。等價就是在進行轉化時“數”的代數性質和“形”的集合性質是等價的。尤其是不能因為圖形在構圖時都不準確，而造成解題的失誤。

（二）雙向性原則

數字實驗和傳統實驗的雙向性主要體現在代數與圖形之間的相互補充，代數具有一定的抽象性，而圖形則具有直觀和簡單易懂的特點。但是圖形又不具有很強的邏輯，比較混亂，而代數則具有更強的邏輯性，所以二者相輔相成，體現數與形的統一。

（三）簡單性原則

簡單性原則是指在高中化學反應原理的教學過程中，老師靈活運用數字實驗和傳統實驗的思想，用圖形來表示代數。這種方式不僅讓學生覺得構圖合理、簡單，還可以使學生在代數計算中看得簡單明了，這樣做更容易讓學生理解題意。

四、數字實驗和傳統實驗在化學反應原理模塊教學中的融合

在實際應用數字實驗和傳統實驗方式時，應該更傾向于化學反應原理，語言和圖形之間的靈活轉換，特別是面對一些比較抽象、難度系數比較大的問題時，充分融合數形結合的教學方法，將難懂的、模糊的代數問題轉變為簡單明了的圖形，這樣學生就能從圖形中得到一定的啟發，從而更好地解題、思考問題的思路與方向變得更加順暢清晰。通過長時間的思維訓練，學生的解題思路也會變得更加清晰。

五、醋酸電離平衡的實驗教學設計思想

醋酸電離平衡作為平衡思維溶液實際應用的一種，在采用傳統方法教學時學生較難理解，尤其是針對醋酸的分離。在醋酸中是否含有電離平衡的狀態，而此時電離平衡狀態是否也會出現移動，這些都是目前學生所面臨的問題，所以想要解決實際問題，在教學設計中應該將數字實驗與傳統實驗充分融合，才可以體現感性認知，同時穿插理性辨析，對相關知識點進行探究，用此種教學模式，學生可輕而易舉地理解知識點中的內容，本課主要研究醋酸活動行徑，尤其是在弱電解質狀態下。

探究一：證明醋酸是弱電解質

根據學生以往所吸收的知識，如鹽酸，以此為基礎進行實驗，采用較為傳統的方式為學生進行講解。首先用試管進行實驗，采取相同體積的鹽酸以及醋酸，并且加入鎂條，觀察其反應現象，在學生觀察的時候能夠看到不同的現象，同時也能夠體現出不同的問題，如相同濃度的鹽酸，在電離程度下會產生什么樣的狀態。采用數字實驗方式將pH 傳感器放入溶液當中進行檢測。然后套入公式轉換成為氫離子的濃度，從而能夠體現出醋酸在部分電離之后會形成弱電解質。根據這個實驗可知使用的溶液以及所使用的傳統實驗方式，操作比較簡單，但是在組裝和計算方面較為復雜，所以想要進一步驗證，那么可以使用數字實驗的方法。這樣會提高準確率，傳統實驗所無法達到的目的，使用數字實驗輕而易舉。

探究二：證明醋酸溶液中存在電離平衡

想要體現醋酸電離逆向作用，那么首先應該采用數字實驗的方法，如強酸制弱酸以及化學平衡移動等。根據實驗可知，傳統實驗無法體現出明顯現象，但是數字實驗可以體現出化學平衡移動的思維。

（1）認真分析在醋酸電離平衡狀態下溫度會產生什么樣的變化，會帶來什么樣的影響。此時如果緩慢加熱，那么pH 傳感器放置在溶液中，pH 值也會產生一定的變化。

（2）分析醋酸電離子平衡狀態下離子濃度所產生的變化以及影響，向溶液中加入醋酸氨粉末，此時pH 傳感器放置在溶液中，發現pH 值出現了變化。

（3）分析醋酸濃度對電離平衡所產生的影響，在其中加入少量的蒸餾水液，以緩慢的速度加入，在使用電導率傳感器后發現電導率數值產生了一定的變化。

六、總結

根據以上的分析，高中化學課堂首先要與日常生活相結合，以提升學生學習的積極性，同時也可以將課堂生活化，采取相應的措施，適當引導學生將生活與理論知識充分融合，化枯燥為興趣。培養學生的創造力以及想象力，生活中的經驗可以為學生提供有力的幫助，尤其是在學習化學的時候，其實高中化學并不是很難，有很多基礎知識，甚至說有很多知識點在生活中都可以發現，所以只要細心觀察就可以發現生活中的化學知識。因此，在化學課上要把握好上課的每一個環節的要求，要做到合理安排每節課，在課堂上也要主動引導學生學習。所以學生更應該好好地學習化學，在學習的過程中遇到不會的問題去問老師，老師可以幫你理解、搞懂這道題，使自己化學成績得以提高。