數字資源在中學化學實驗教學中的應用

［摘 要］隨著科技的不斷發展，數字資源在教育領域的應用已然成為一種趨勢，特別是在中學化學實驗教學中，數字資源通過多媒體、網絡等技術，使得化學實驗的展示更為生動和形象，從而增強學生學習化學的興趣，同時提高學生對化學知識的理解和掌握能力。數字資源還可以呈現一些在實際操作中具有危險性的實驗，這樣既保障了學生的安全，又達到了實驗教學的目的。文章對數字資源在中學化學實驗教學中的應用進行探究，以期為中學化學實驗教學提供一些有益的啟示。

［關鍵詞］數字資源；中學化學；實驗教學

［中圖分類號］" " G633.8" " " " " " ［文獻標識碼］" " A" " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2024）24-0034-03

一、數字資源的定義

數字資源指的是各種以數字化形態呈現的資源，不僅包括人們日常使用的數字設備（如希沃教學一體機、平板電腦、智能手機等），還包括各類軟件資源（如八桂教學通軟件、希沃白板5軟件以及數據分析軟件等）和網絡資源（如學科網、好分數、正確云以及科研數據庫等）。它們共同構成了信息化時代的知識和信息載體。

二、數字資源在中學化學實驗教學中的應用

如今的教師不再單純依靠黑板、粉筆和教科書進行教學，他們積極適應變革，用數字資源武裝自己，提升自身的教學技能，以更好地滿足現代教育的發展需求。下面，筆者結合自身使用數字資源的實例，對希沃教學一體機、八桂教學通軟件、NB化學實驗軟件以及數字傳感器這四個常用的數字資源在中學化學實驗教學中的應用進行分析。

（一）希沃教學一體機在中學化學實驗教學中的應用

希沃教學一體機是一種集成多種教學功能的先進設備，被廣泛應用于各類教學場景。其高度的交互性、豐富的教學資源以及便捷的操作方式能為化學實驗教學提供便利。

1.高度的交互性

實例一：在“探究濃硫酸的脫水性”演示實驗（簡稱“黑面包”實驗）中，需往加有蔗糖的燒杯中注入濃硫酸。該實驗存在一定的危險性，所以實驗全程燒杯（反應容器）都必須放在講臺上，學生不能近距離觀察，往往只能看到最后生成的“黑面包”，而反應過程中的細微現象只能通過教師簡述或自己查閱資料了解。教師利用希沃教學一體機的投屏功能把該實驗的操作放大，有利于學生觀察整個化學反應過程；或者利用希沃教學一體機的視頻錄制功能，把錄制好的視頻投屏且慢放，有利于學生更清晰地觀察實驗過程。在學生觀看實驗視頻的過程中教師可以適時提問，幫助學生通過思考問題完全理解并掌握相關知識點，同時增加師生之間的互動，讓課堂更活躍。

實例二：學生在化學實驗室做實驗時，教師把學生具有代表性的操作手法拍照下來，在實驗總結時利用希沃教學一體機呈現照片，然后和學生一起找錯。共同找錯能讓學生印象深刻。

另外，希沃教學一體機還支持多人同時操作和互動，這有助于提高學生的學習興趣。

2.豐富的教學資源

希沃教學一體機自帶的希沃軟件中有豐富的教學資源。希沃軟件的“課件庫”里課件比較多，想要在繁雜的眾多課件中找到合適的并不容易。筆者選課件的技巧是：把課件按“最新上架”排布，然后從“最新”和“獲取最多”中取平衡就能很快找到優質課件。下載選中的課件后，再融入自己備課中的一些想法，就能變成合適自己的課件。另外，希沃軟件里有豐富的化學實驗視頻、高清圖片，這些生動、形象的教學資源可以讓學生更加直觀地理解抽象的化學概念和原理，降低學習難度，進一步提升學習效率。

3.便捷的操作方式

希沃教學一體機采用智能化的操作界面，簡單易懂，即使是初次接觸也能快速上手。比如，通過觸控屏幕，教師可以輕松實現課件的播放、暫停、書寫、翻頁等操作，還可以進行截屏分享。希沃教學一體機設計人性化，如內置攝像頭、麥克風等硬件設備，支持實時視頻互動教學，能讓課堂更加生動有趣。此外，希沃教學一體機還支持無線投屏，能讓教學更加高效便捷。

（二）八桂教學通軟件在中學化學實驗教學中的應用

八桂教學通軟件功能眾多，其中的“數字教材”功能及“課例展示”功能筆者經常使用。

1.“數字教材”

“數字教材”其實就是多功能的電子課本，八桂教學通的這一功能是目前其他教學軟件無法比擬的。八桂教學通中的“數字教材”不僅可以當課件用，在上面書寫批注，而且通過點擊電子課本中行段間的超鏈接，可以播放對應的實驗視頻，出示實驗步驟以及各種解析，大大地開闊師生的視野。而在“數字教材”右側的“學科工具”，有教材中所有實驗的視頻。如打開該功能中的“氧氣的實驗室制法”，左側會出現“實驗目的”和“實驗步驟”，而該實驗所需要的所有儀器和藥品也都呈現在屏幕上，所演示的反應過程及實驗現象也非常逼真。這比在講臺上做實驗更便利，也更安全，可大膽地讓學生進行實驗探究及試錯。

2.“課例展示”

八桂教學通中的“課例展示”包括：廣西中小學校創新、特色實驗室優秀案例，廣西中小學實驗教學說課評選活動優秀課例，廣西中小學信息技術與學科教學深度融合優秀課例等。這些都是從全區層層拔選出來的優秀課例，筆者每次備課前都會找對應的課例觀看，每次觀看都有收獲，這些優秀課例對年輕教師的成長幫助很大。

（三）NB化學實驗軟件在中學化學實驗教學中的應用

NB化學實驗軟件作為一種新型的教學工具，正逐漸在化學實驗教學中占據一席之地。它能夠高度還原真實的化學實驗環境，讓學生在計算機上完成實驗操作，從而避免真實實驗中可能出現的危險，并為學生提供反復練習的機會。

1.模擬真實化學實驗環境，保障實驗安全

NB化學實驗軟件通過先進的計算機圖形技術和物理引擎，高度還原真實的化學實驗環境。學生可以在該軟件中選擇各種虛擬的化學試劑、儀器和設備，模擬各種化學實驗操作。該軟件會根據學生的操作實時呈現實驗現象和結果，讓學生在安全的環境下觀察實驗和學習化學知識。這樣的學習方式，不僅讓學生感受到了化學實驗的趣味，還保障了學生的安全。在傳統的化學實驗中，學生需要接觸各種化學試劑，稍有不慎就可能引發意外事故。實驗軟件能讓學生在安全的環境中進行實驗學習，無須擔心因操作不當而引發危險。

2.反復練習，提高實驗技能

NB化學實驗軟件還能為學生提供了反復實驗的機會。在傳統的化學實驗教學中，學生往往只能進行次數不多的實驗，這對他們來說是一個很大的限制。而NB化學實驗軟件則打破了這個限制，學生可以通過軟件反復進行實驗，直到熟練掌握相關實驗技能為止。通過反復練習，學生不僅可以加深對化學原理的理解，還可以提高實驗操作的熟練度和準確性。他們可以在軟件中嘗試不同的實驗方案和操作方法，觀察和分析實驗現象及結果，從而培養科學探究能力和問題解決能力。

（四）數字傳感器在中學化學實驗教學中的應用

數字傳感器以其精確、快速和便捷的特點，可以極大地提升化學實驗的效率和安全性，同時為學生提供更加深入的學習體驗。

1.實時監測與安全保障

實例一：在氨氣的噴泉實驗中，教師用壓強傳感器連接燒瓶和計算機，通過實時監測氣體的壓強變化，幫助學生更直觀地理解噴泉形成的原理。首先引導學生觀察初始時燒瓶氣體的壓強，然后擠壓膠頭滴管中的水，氨氣會溶解于水中，造成瓶內壓強迅速下降，產生較大的壓強差。通過這些操作，學生可以清楚地看到是內外壓強差使下方的液體沿導管上升形成噴泉。

實例二：在氫氣和氯氣反應的實驗中，由于這兩種氣體混合后光照極易發生爆炸，因此控制實驗環境中氣體的濃度和比例顯得至關重要。氣體傳感器的引入能為實驗提供安全保障。它能實時監測實驗區域內氫氣和氯氣的濃度，一旦氣體濃度接近安全閾值，它會立即發出警報。實驗人員收到警報后，可迅速停止實驗，并采取通風排氣、疏散人員等安全措施，從而降低化學實驗的風險。

2.提升教學效果與學生學習體驗

數字傳感器不僅在保障實驗安全和提高實驗效率方面表現出色，還能為化學實驗教學帶來更加多樣的教學手段和方式。

實例一：在酸堿滴定實驗中，傳統的實驗教學方法引導學生通過感官和經驗判斷滴定終點，具有一定的主觀性和誤差。而使用酸堿度傳感器，學生能夠實時監測酸堿度變化，酸堿度傳感器能夠自動判斷滴定終點，并實時將數據反饋到計算機或平板電腦上。這樣，學生不僅能夠觀察到酸堿滴定的過程，還能夠直觀地看到酸堿度隨時間變化的曲線，從而深入理解酸堿滴定的原理和機制。

實例二：在研究不同物質溶解度的實驗中，學生利用溶解度傳感器來實時監測不同物質在不同條件下的溶解度變化情況。在教師的引導下，學生自主設計實驗方案，進行實驗操作，利用溶解度傳感器收集實驗數據，并使用數據分析軟件對收集到的數據進行處理和分析。根據數據處理的結果，學生可以繪制物質溶解度隨時間變化的曲線，探究不同條件對物質溶解度的影響，以及溶解過程中的化學反應和動力學過程。這種數據驅動的方式有助于培養學生的科學探究能力和問題解決能力。

三、數字資源在中學化學實驗教學中的優勢、不足以及建議

（一）數字資源在中學化學實驗教學中的優勢

在中學化學實驗教學中，數字資源的應用越來越廣泛。其中，希沃教學一體機憑借其智能界面、便捷操作和豐富的教育資源，成為教師的得力助手；八桂教學通軟件通過提供數字教材和優秀課例，方便教師備課，提高教學效率；NB化學實驗為學生提供安全虛擬環境，讓他們在電腦上模擬實驗操作，既安全又高效；數字傳感器則精確、快速地記錄實驗數據，提升實驗效率和安全性，為學生提供更直觀的學習體驗。可見，數字資源在中學化學實驗教學中具有顯著的優勢。

（二）數字資源在中學化學實驗教學中的不足

數字資源在中學化學實驗教學中也存在一些不足。首先，如果過度依賴數字資源會使學生缺少實際操作的機會，影響對其實驗技能的培養。雖然數字資源具有“模擬實驗”和“數據展示”等功能，但真實實驗的操作經驗仍然不可替代。其次，數字資源的質量和適應性有待提高。一些數字資源可能存在質量不高和過時的情況，無法呈現準確的、最新的實驗。最后，數字資源的應用需要一定的技術支持和教師指導，學生只有掌握相關的數字技術才能有效地利用數字資源進行學習。

（三）數字資源在中學化學實驗教學中的使用建議

針對數字資源在中學化學實驗教學中的不足，我們可以采取以下措施進行改進。

首先，合理整合數字資源和傳統實驗資源。雖然數字資源具有諸多優勢，但傳統實驗資源有其不可替代的價值。教師在教學中應注重培養學生的實際操作能力，提供足夠的機會讓學生親自進行實驗。同時，教師要引導學生利用數字資源進行模擬實驗、數據分析和數據處理等，幫助學生更好地理解和掌握實驗內容。合理整合數字資源和傳統實驗資源，可以最大限度地發揮兩者的優勢，提高教學質量和學生的學習效率。

其次，選擇合適的數字資源，確保其與教學內容緊密相關，并能有效激發學生的學習興趣。教師應對數字資源進行適當的調整和優化，使其更符合實際教學需求。對于一些不適用的資源，教師應進行改編或重新制作，確保數字資源的準確性和實用性。經過嚴謹篩選和改編的數字資源能更好地服務于中學化學實驗教學，提升教學質量。

最后，提高教師運用數字資源的技術水平。教師是引導學生應用數字資源的關鍵人物，因此，教師需要加強對數字資源的認識和運用能力。教師可通過參加培訓、交流經驗等方式，加強對數字資源的認識，提升技術水平和教學能力。

總之，數字資源在中學化學實驗教學中發揮了巨大的作用，能提高中學化學實驗教學的互動性、高效性以及安全性。中學化學教師應該積極地探索和應用數字資源，以進一步提高中學化學實驗教學效率。

［" "參" "考" "文" "獻" "］

［1］" 徐志宏. 淺談數字傳感技術在化學實驗教學中的應用［J］. 化學教學，2013（9）：49-51.

［2］" 曾青華. 基于數字實驗的初中化學教學的實踐與思考［J］. 教育信息技術，2015（6）：34-37.

［3］" 周佳梅. 數字化實驗在沈陽市高中化學教學中應用的現狀研究［D］. 沈陽：沈陽師范大學，2017.

（責任編輯 袁 妮）