數(shù)字化實驗具有實驗操作過程與動態(tài)曲線可同步錄像并播放等特點，使得化學(xué)實驗更為可視化，揭示實驗現(xiàn)象本質(zhì)的同時，極大地解決了傳統(tǒng)實驗中存在的“注重動手欠缺思維過程，或有思維過程但缺少高級思維過程”的問題，有利于同學(xué)們將有限的精力投入到高認知水平的學(xué)習活動中，有效幫助同學(xué)們發(fā)展化學(xué)學(xué)科思維。下面進行具體分析。

一、數(shù)字化實驗發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的基本策略

“宏觀辨識與微觀探析”本質(zhì)上是要求同學(xué)們能夠形成“宏觀、微觀、符號三重表征”的化學(xué)學(xué)科思維方式，因此，借助于數(shù)字化實驗來實現(xiàn)微觀領(lǐng)域的可視化，有利于同學(xué)們對微觀表征的理解。在計算機軟件上實時記錄并直觀呈現(xiàn)物理量的數(shù)據(jù)變化，將實驗宏觀現(xiàn)象的變化與表征微觀世界的動態(tài)曲線圖像同步攝像并播放，能幫助同學(xué)們構(gòu)建宏觀表征和微觀表征的關(guān)聯(lián)，也有利于同學(xué)們對符號表征的學(xué)習和認知。例如，K+濃度的變化可以用鉀離子濃度傳感器來測定。

二、數(shù)字化實驗發(fā)展“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)的基本策略

“變化觀念與平衡思想”主要是感受物質(zhì)的運動與變化，能根據(jù)宏觀現(xiàn)象總結(jié)出化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件與一般規(guī)律。數(shù)字化實驗使真實的化學(xué)變化能信息化感知、圖表化呈現(xiàn)，通過傳感器從平衡與速率、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量變化、濃度改變等維度對平衡移動進行分析，引導(dǎo)同學(xué)們形成理解變化和平衡的基本思路。再通過讓同學(xué)們結(jié)合實驗數(shù)據(jù)解釋宏觀現(xiàn)象，引導(dǎo)同學(xué)們開展分析討論、方案設(shè)計等研究學(xué)習，促進同學(xué)們認識反應(yīng)的變化過程和建立平衡體系的思維模式。

三、數(shù)字化實驗發(fā)展“證據(jù)推理與模型認知”素養(yǎng)的基本策略

“證據(jù)推理”主要指從化學(xué)學(xué)習過程中提取證據(jù)，能充分地從定性、定量層面及宏觀、微觀層面收集證據(jù)，并且有效推理出相關(guān)結(jié)論。利用數(shù)字化實驗定量化、可視化的特點，從定量及微觀的角度收集不同層次的證據(jù)，可實現(xiàn)證據(jù)由點到面的轉(zhuǎn)變，有助于同學(xué)們對復(fù)雜現(xiàn)象形成直觀理解，便于證據(jù)的收集，進行推理研究?！澳Ｐ驼J知”中的模型不僅包括實物模型，也包括圖像認知、數(shù)學(xué)模型等，還包含括綜合運用不同類型模型的能力。通過數(shù)字化實驗構(gòu)建圖像模型，利用計算機軟件進行數(shù)據(jù)的分析呈現(xiàn)，能有效幫助同學(xué)們對構(gòu)建模型的認知。

四、數(shù)字化實驗發(fā)展“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)的基本策略

“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”主要指通過觀察物質(zhì)及反應(yīng)的“異?！爆F(xiàn)象，去發(fā)現(xiàn)并找出還需進一步探究的問題，根據(jù)假設(shè)提出化學(xué)實驗方案，分析實驗信息，并得出結(jié)論。由于數(shù)字化實驗儀器具有攜帶方便、精密度高、研究量化等優(yōu)越性，故很適合應(yīng)用于同學(xué)們的探究活動中。例如，同學(xué)們在開展“測定長江水中的溶解氧”這一探究活動時，就可以利用數(shù)字化實驗快捷地對不同變量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)或因果關(guān)系作進一步探討。

五、數(shù)字化實驗發(fā)展“科學(xué)精神與社會責任”素養(yǎng)的基本策略

“科學(xué)精神與社會責任”主要要求同學(xué)們從小培養(yǎng)實事求是的科學(xué)精神，運用所學(xué)的知識與方法處理知識困惑，根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想對化學(xué)反應(yīng)進行剖析，并對一些化學(xué)流程存在的問題，提出改進或優(yōu)化的方法和建議。數(shù)字化實驗中關(guān)鍵器件傳感器等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各項社會活動中，比如超市使用的電子稱重器的壓力傳感器，測量室內(nèi)甲醛的儀器，以及智能汽車、智能手表等，都為培養(yǎng)同學(xué)們運用化學(xué)的眼光認識和解決日常生活中的現(xiàn)象及問題提供了條件。

作者單位：1.湖北省宜昌市夷陵中學(xué)

2.湖北省宜昌市十一中學(xué)