高中化學數字化實驗教學思考

李浩??

摘要：隨著數字化時代的到來，在教育教學中，數字化技術也逐步被廣泛應用。在高中化學實驗教學中，講解實驗原理也開始運用數字化技術，與傳統實驗相比，新興的高科技實驗手段，不僅實驗數據計算更加精準，實驗操作更加便捷，實驗效果也更加清晰、直觀。新技術的支持，極大的提升了化學實驗教學效果。

關鍵詞：高中化學；數字化；實驗教學

一、 高中化學數字化實驗教學的意義

與傳統化學實驗相比較，化學數字化實驗，將實際操作虛擬化、數字化，它不僅顛覆了傳統實驗的分散性，數字化的先進設備，使得實驗數據計算更加精準，實驗操作更加便捷，實驗效果也更加清晰、直觀。傳統化學實驗，無論是研究現象，還是測量數據，都需要人工完成，而數字實驗硬件的設施建設，不僅極大的提升了實驗速度，節省大量財力、物力、人力，而且得出的結論也比較精準。更有利于實驗課題的開展。另外，在時間的利用上，數字實驗有利于節省繁瑣工序和時間，體現數字實驗的高效率，可以給學生留出更多的時間思考實驗原理，研究實驗結果，避免學生在實驗中發生意外，解決傳統實驗的瓶頸。高中化學傳統實驗有很大的局限性，在內容、空間、時間上都無法與數字化實驗相比，傳統實驗實驗條件也比較落后，一些化學實驗還缺乏安全性，影響著化學實驗的有效實施。與傳統化學實驗相比較，數字化實驗受各方面因素的限制比較少，數字實驗的應用范圍更廣，實驗手段更加科學，實驗內容更加寬闊，可以有效的突破許多限制，在完成實驗教學任務前提下，更有利于打破時間限制，培養學生自主創新意識，能夠使學生自主創新。另外，數字化實驗教學，是一種多功能的實驗手段，不僅可以有效提高實驗教學的針對性，還能夠培養學生實驗設計能力，進一步拓展實驗空間，完成特定的實驗，解決傳統實驗瓶頸問題。

二、 高中化學數字化實驗的弊端

在高中化學教學中，雖然數字化實驗具有很大的優勢，但也不是十全十美的。首先，采用數字化實驗教學儀器昂貴，不易推廣。與傳統實驗教學儀器相比較，數字化儀器價格比較昂貴，如果沒有一定的經濟實力，學校無條件購買數字化儀器。另外，在數字化教學過程中，儀器的精準度也會隨著時間的延長而有所降低，并且，所使用的儀器維修成本比較高，一旦出現故障，維修起來比較困難，導致一些學校在化學教學中對數字化實驗望而卻步。據筆者調查分析，傳統實驗儀器使用壽命較長，傳統實驗設備，在實驗教學中使用3年成本約為200元，價廉易得，維修成本低；而數字化普通的PH傳感器，使用壽命約為3年，單價為1000元左右，普及數字化實驗儀器，在財力上存在明顯差距。另外，數字化實驗各種實驗參數傳感器可以精確地測量，計算機自動計算的結果，久而久之，會嚴重影響學生計算、處理數據的能力。傳統化學實驗，有些時候可以將生活問題引入實驗中，有利于培養學生實驗動手能力，而數字化實驗內容虛無縹緲，在實驗過程中，確實很難體驗化學的實際應用價值，進而影響到化學實驗應用效果。

三、 高中化學數字化實驗教學策略

（一） 將傳統實驗與數字化實驗教學相結合，實現優勢互補

數字化實驗教學，計算機軟件可以自動采集數據，快速的得出實驗結論，在觀測最后的結論時，有利于學生快速的理解實驗原理，增強對實驗的感性認識，但是，數字化實驗運算公式和過程數據自動完成，容易導致學生計算、處理數據的能力退化。因此，高中化學數字化實驗教學，要將傳統實驗教學與數字化實驗教學相結合，在觀測最后數據的同時，教師要引導學生結合傳統實驗自己親自計算一次，看看儀器顯示的結論，與自己得出的結論是否相同，如果出現不同的結果，要思考最后數據結論不同的原因。例如，筆者帶領學生做制取氨的試驗，當儀器中NH4Cl和Ca（OH）2反應后，產生氣體，然而，數字化實驗中，產生氣體的氣味不能傳達給學生，所以，需要在真實的實驗中，帶領學生親身去聞。我們都知道，氨氣易溶于水，要想讓學生更有體會，感知實驗效果，需要加熱使氨氣溢出。這一過程可以實驗優勢互補，彌補數字化實驗推導能力退化的缺陷。

（二） 建全數字實驗管理系統，整合資源優化數字化實驗

數字實驗靈活性比較強，所以，在學生自主實驗操作時，我們需要進一步完善管理系統，以便于答疑解惑，處理應急事件。作為新科技教學的重要導向，數字化實驗必將逐步應用于化學教學中，成為有利的實驗教學手段，所以，在高中化學實驗教學中，我們一定要分配好傳統實驗與數字化實驗的比重，需要不斷的進行總結，認清數字化教學的利與弊，以便于在教學實踐中利用好數字實驗，多開展實驗活動，加強數字實驗的利用效率，有針對性的幫助學生答疑解惑。以提高化學實驗教學質量和教學效率。在數字化實驗教學中，各學校選配教學軟件，需要針對教學內容，根據具體需要選配。受各方面條件及因素影響，在高中化學教學中，數字化實驗案例比較少，因此，開設《實驗化學（選修）》課程，查找實驗資料，可以通過《化學教學》《化學教育》期刊等尋找資料，如果在數字化實驗教學中，尋找的資料滿足不了教學需求，教師也可以根據教學實際，自主開發實驗資料，整合資源優化數字化實驗，根據教學內容制作實驗動畫和實驗課件，有針對性的拍攝實驗圖片和視頻，以有效提高高中化學數字化實驗教學效果。

四、 結語

在高中化學教學中，實驗教學非常重要。傳統的化學實驗器材較多，在不同的試驗中，需要使用不同的器材，每一實驗器材都有固定用途。近年來，新興的高科技實驗手段數字化實驗逐步被推廣。與傳統化學實驗相比較，數字化實驗受各方面因素的限制比較少，數字實驗的應用范圍更廣，實驗手段更加科學，它顛覆了傳統實驗的分散性。因此，在高中化學試驗中，數字實驗必將會被推廣。

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作者簡介：

李浩，安徽省阜陽市，阜陽市第三中學。endprint