數字化實驗在中學化學教學中的應用

潘玉昕

摘要：實驗是中學化學教學的重要組成部分，是有效發展和提升學生科學、實踐探究能力，促進學生全面發展的重要途徑和基本方式。隨著信息時代的到來，數字化實驗被越來越廣泛地運用到中學化學教學過程中。本文將從數字化實驗能增強學生的直觀感知，攻克教學疑點難點，強化學生知識鞏固三方面出發，分析與探究數字化實驗在中學化學教學中應用的有效途徑

關鍵詞：中學化學? 數字化實驗? 教學應用

隨著新課程改革與素質教育的深入，教育教學越來越注重學生科學探究與實踐操作能力的提升和全面發展，實驗教學的地位越來越重要。傳統的實驗教學模式，顯然已經無法與現代化實驗教學相適應，也無法滿足學生的實驗學習需求，因此實現中學化學實驗教學的數字化已經迫在眉睫。中學化學教師必須要做到與時俱進、不斷創新，將數字化實驗全面落實和應用到中學化學的實驗教學過程中，以推動實驗教學的轉變與革新，促進實驗教學有效性的提升。

• 利用數字化實驗，增強學生直觀感知?

中學化學中的實驗通常具有一定的難度和抽象性，學生很難產生直觀的感知和深刻的理解，這便大大影響了學生的實驗學習效率。因此，中學化學教師便可以充分利用數字化實驗來增強學生的直觀感知。具體來說，教師可以利用多媒體等現代化數字設備來開展實驗教學，圖片展示實驗操作的注意事項、視頻播放實驗操作的過程，讓學生進行觀看和仔細地觀察，從而帶給學生視覺和聽覺的雙重感官刺激，有效增強學生的直觀感知，加快學生的理解速度。

例如，在教授《金屬資源的利用和保護》這部分知識時，為了增強學生們的直觀感知，加深學生們對物質的性質與物質用途關系的了解，我在教學中利用現代數字化媒體為學生們演示了該實驗的實驗過程，讓學生們進一步學習實驗探究的方法，培養學生們觀察、比較、歸納概括的能力。視頻中，工人采集礦石，投放在專業的生產線中，通過視頻的展示，學生們認識到了一氧化碳與氧化鐵的反應，根據視頻的介紹及數據采集的展示，學生們了解了整個實驗的流程。這樣一來，在初中化學教學中，筆者通過利用數字化實驗，有效增強了學生的直觀感知，加快了學生的理解速度。

• 利用數字化實驗，攻克教學疑點難點

中學化學的難度較大，教師在實驗教學過中的教學語言往往不能很好地將知識清楚地講解給學生，學生也無法理解，這便是化學實驗教學的疑點和難點所在。因此化學教師可以利用數字化實驗設備，為學生模擬真實的實驗環境，呈現更加具體的實驗過程，讓學生在這個過程中進行思考和理解。

三、利用數字化實驗，強化學生知識鞏固

當前很多中學化學教師或是為了趕教學進度、或是為了節約教學資源，通常采用將實驗、讓學生背實驗的教學方式，導致學生只能理論性的學習實驗內容，無法實驗實驗與現實生活的緊密聯系，加強對化學知識的鞏固與應用，針對這種情況，化學教師可以根據基礎理論知識通過數字化設備來展開實驗教學，有效幫助學生建立起理論和實踐之間的緊密聯系，讓學生在整個實驗的模擬操作過程中實現化學理論知識的理解、記憶、掌握與運用，提高學生的學習效率與質量。

例如，在教授“二氧化碳性質”這部分知識時，為了增強學生們的知識鞏固，筆者利用數字媒體為學生們創設了直觀的學習環境。利用傳感器對二氧化碳性質探究。實驗步驟如下：①如圖1所示裝置的氣密性良好，三瓶250mL的燒瓶內收集滿CO₂氣體，三個注射器內各裝有）85mL的液體（分別是水、飽和石灰水、40%的氫氧化鈉溶液）。連接好裝置和壓強傳感器。②三位同學同時迅速將注射器內85mL的液體（水、飽和石灰水、40%的氫氧化鈉溶液）注入各自燒瓶中，關閉活塞。③一段時間后，同時振蕩燒瓶。觀察傳感器定量實時地傳回燒瓶內氣壓變化形成的圖情況如圖2所示。試回答下列問題：

（1）導致曲線1中CD段氣壓急速減小的操作是________________________。不改變裝置藥品的情況下，進一步降低E點的方法是______________________________________________。

（2）曲線2中發生的反應方程式為_________________________________。曲線2與曲線3差異較大的原因是_______________________________________________。

（3）對比曲線1、2、3，不能得出的結論是________________。①CO₂能與水發生反應;②1體積水約溶解1體積CO₂;③CO₂能與NaOH溶液發生反應;④檢驗CO₂用飽和澄清石灰水較合適;⑤吸收CO₂用NaOH溶液較合適。通過壓強傳感器的數據顯示，同學沒很快完成了習題的解答并鞏固了二氧化碳的性質。

因此，中學化學教師必須要轉變落后的教學觀念，充分利用數字化實驗來增強學生直觀感知、攻克教學疑點難點與強化學生知識鞏固，從而有效培養學生的實踐探究能力與創新意識，最終實現中學化學實驗教學有效性的發展與提升。