賀奎娟

摘 要： 本文分析了在高中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，探究了如何運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)突破高中化學(xué)的知識難點(diǎn)，提出了教師需結(jié)合數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，并通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對高中化學(xué)進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字化實(shí)驗(yàn) 高中化學(xué)教學(xué) 教學(xué)應(yīng)用

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是以真實(shí)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，是由計(jì)算機(jī)、傳感器、數(shù)據(jù)采集器及系統(tǒng)軟件等構(gòu)成的。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的重要載體是由傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與信息技術(shù)整合的。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高了合作能力，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方法更適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，適合于教師教學(xué)的需要。

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的組成及原理

（一）數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的組成

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是屬于全新的軟硬件一體化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它具體包括多樣化的自主操控平臺、多通道的數(shù)據(jù)采集器、多類型的傳感器與較強(qiáng)大的函數(shù)圖像處理系統(tǒng)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)手段、現(xiàn)象規(guī)律的可視化、呈現(xiàn)實(shí)時(shí)化測量、簡單化操作測量[1]。該系統(tǒng)利用信息技術(shù)彌補(bǔ)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足，現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的諸多弊端也被成功地克服，全面結(jié)合了化學(xué)實(shí)驗(yàn)和信息技術(shù)教學(xué)。在真實(shí)演示的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合。

（二）數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的原理

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，可運(yùn)用傳感器快速獲得大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這在手工操作中是很不方便甚至是不可能的。數(shù)字化技術(shù)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中改造傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)提供了有力工具。綜合上述分析可以得出，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)所具備的功能使得學(xué)生能更深入地了解化學(xué)原理，分析化學(xué)過程。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)所帶氣體一般都有毒性，因此學(xué)校實(shí)驗(yàn)室需要配備通風(fēng)的工具，但許多學(xué)校并沒有對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行通風(fēng)工具的安裝，針對此問題學(xué)校都是盡量避免這類實(shí)驗(yàn)的，導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)無法正常進(jìn)行，但是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的使用，不僅可以降低學(xué)校實(shí)驗(yàn)的成本，而且可以將危險(xiǎn)性避免掉。

使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅降低了教學(xué)難度，而且提高了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生可自己進(jìn)行操作，并可對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行反復(fù)探究，分析實(shí)驗(yàn)的原理，以及儀器的組裝，更明確加深對實(shí)驗(yàn)知識的理解[2]。也可不必次次跑實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)也可以在課堂上完成，時(shí)間、地點(diǎn)諸多因素也不會受到影響，方便快捷。由于有些實(shí)驗(yàn)設(shè)備的欠缺，常常只能通過傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，老師主導(dǎo)課堂，學(xué)生被動式聽課，這往往使得課堂沉悶無趣，同時(shí)剝奪了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的權(quán)利，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)失去興趣。在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的運(yùn)作過程中，學(xué)生可以自己動手實(shí)踐操作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，對于錯誤性實(shí)驗(yàn)而無法在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行操作的，使用數(shù)字化教學(xué)可以清晰認(rèn)知到錯誤操作所帶來的不利影響，警示學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)不可犯類似的錯誤。使用數(shù)字化教學(xué)更準(zhǔn)確、直觀、方便，并能對化學(xué)現(xiàn)象更深入地探究，進(jìn)而能夠揭示化學(xué)反應(yīng)的常規(guī)，提高學(xué)生化學(xué)水平，促進(jìn)教師的教學(xué)能力和專業(yè)性發(fā)展。

三、運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)難點(diǎn)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，化學(xué)知識比較抽象，在學(xué)習(xí)過程中，傳統(tǒng)教學(xué)雖對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提高有一定作用，但學(xué)生會感到教學(xué)枯燥、平淡，對化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性不高，從而導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理，更不會主動探究化學(xué)知識。

隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，化學(xué)教學(xué)中逐步引入數(shù)字化教學(xué)，教師以學(xué)生為主體，讓學(xué)生合作學(xué)習(xí)探討問題，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。利用數(shù)字化教學(xué)的虛擬性、交互性等特點(diǎn)，成功攻克了課堂上的許多難題，讓化學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量有所提高，為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

高中的化學(xué)知識點(diǎn)相比之前增加了難度和廣度，學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)和壓力也隨之增加。對此，運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，能夠增強(qiáng)化學(xué)課堂的趣味性，并且通過準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)展示，也能更簡單地講述知識?？梢宰寣W(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)更感興趣，同時(shí)綜合能力不斷提高，使化學(xué)知識更豐富。

例如，強(qiáng)弱電解質(zhì)，這是化學(xué)課中的一大難點(diǎn)。在課本中，電解質(zhì)的電離度并沒有進(jìn)行充分分析，缺乏實(shí)際操作的驗(yàn)證。通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可運(yùn)用傳感器監(jiān)測不同濃度的乙酸溶液的pH值變化；進(jìn)行數(shù)據(jù)整理可利用數(shù)據(jù)采集器，分析收集的數(shù)據(jù)，通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)分析，可了解到電解質(zhì)對電離度的影響。從而得出結(jié)論：弱電解質(zhì)的電離度增大，乙酸稀釋加快，電離度對弱電解質(zhì)的影響越大，乙酸溶液濃度越低[3]。

四、通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行高中化學(xué)的探究式學(xué)習(xí)

高中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，新課改強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體性，使學(xué)生親自實(shí)踐，在操作過程中可針對一些問題提出大膽假設(shè)，讓學(xué)生深入研究問題。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，能夠?qū)⒏鄷r(shí)間留給學(xué)生，并由教師對學(xué)生做出針對性的指導(dǎo)，有利于學(xué)生進(jìn)行化學(xué)探究學(xué)習(xí)。

五、結(jié)語

在高中化學(xué)教學(xué)中，利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，不僅激發(fā)了學(xué)生的求知欲，而且調(diào)動了學(xué)生對于學(xué)習(xí)的主動性和積極性。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，合理運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，充分展示其優(yōu)勢，在一定程度上促進(jìn)了高中化學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊芙蓉.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊，2013（76）：145.

[2]陳維.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（21）：44.

[3]李琳.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)高中化學(xué)教學(xué)中的合理應(yīng)用——人教版選修4“強(qiáng)弱電解質(zhì)”教學(xué)案例[J].化學(xué)教與學(xué)，2014（8）：82-84，64.