高中化學教學中數字化實驗的應用分析
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【摘要】在高中化學試驗中，數字化技術的應用非常重要，能夠有效保障實驗過程的科學與精準，保障實驗結果的清晰與直觀，提高學生對化學試驗的興趣，大幅提高學生的動手能力與學習能力，全面提升實驗課的教學效果。對此，筆者根據自身教學經驗，探討了數字化試驗在高中化學教學中的應用。
【關鍵詞】高中化學 數字化實驗 應用
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）22-0166-01
前言：
新課程改革的全面實施，推動了信息技術與學科間的聯系，增強了學科教育的信息化和數字化，新技術的支持，有效提高了學科教學的成果[1]。在化學教學中，傳統實驗的改革，數字化理念的融入，提高了學生實驗的自主性，增強了化學實驗的教學效率，為學生化學水平的提升奠定基礎。
1.高中化學教學中數字化實驗的優勢
在高中化學實驗中，因某些化學實驗設施的缺乏，直接為化學實驗帶來一定的局限。如：在3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，試驗生成的氣體NO為有毒氣體，所產生的化學物品多帶有一定毒性，為保障學生的實驗安全，實驗室必須配備通風設備，保障實驗室的空氣質量。然而，在諸多高中學校中，化學實驗室中并沒有安裝通風工具，對此，為避免學生健康受到影響，學校多會避免該類化學實驗，影響了學生對化學知識的理解與把握。數字化實驗的應用，有效解決了安全問題，降低了化學實驗的危險性。
數字化實驗的應用，實驗教學難度因此降低，學生學習興趣得到提高。具體來講，在進行化學試驗時，數字化技術的應用，學生能夠獨立操作實驗，并對實驗過程與原理反復分析，加深學生對實驗的理解與掌握。同時，數字化實驗下，面對危險度較高的實驗，學生可不必擔心儀器設備的缺失，直接在課堂上即可完成實驗教學。另外，數字化實驗，學生能夠自己動手進行操作，激發了學生對化學試驗的興趣，在操作錯誤時，學生能夠清晰認識到其帶來的影響，有效避免學生再次犯類似錯誤。數字化教學的使用，更加準確，直觀性更強，增強了教師教學能力，促進了學生化學水平提升。
2.高中化學試驗數字化的缺陷
化學實驗數字化帶來諸多優勢，也存在一定弊病，主要包含以下幾點：其一，數字化實驗過程中，所采用的儀器價格較高，若學校經濟實力不足，將直接影響儀器購進的充足性。其二，在數字化實驗過程中，隨著時間的流逝，儀器使用次數的增多，其精確性會受到影響，進而影響化學實驗結果，而維修費用的高昂，一旦設備出現故障，影響實驗精確性，儀器將很難快速修復，因此，諸多學校并未引進數字化實驗。其三，數字化實驗的應用，保障實驗精確性的同時，計算機的自動計算也影響了學生計算能力的培養。
3.高中化學教學中數字化實驗的應用
3.1與傳統化學試驗方式相結合
在數字化實驗過程中，學生幾乎不需要動筆計算，計算機能夠自動完成數據的采集與處理，保證所得結論的快速、準確，在最終觀測實驗現象與結論時，學生能夠快速理解化學原理并掌握[2]。但是，由上文可知，數字化實驗也存在一定弊端，對此，在高中化學教育中，為發揮數字化實驗的優勢，降低其的缺陷，教師應積極將其與傳統化學實驗相結合，引導學生根據親自計算，并與計算機所得數據進行對比，觀看結論是否存在較大誤差，若結果誤差較大，則引導學生思考原因，提高學生獨立思考與糾錯能力。如：在制取氨的實驗中，當NH4Cl與Ca（OH）2反應過程中，會產生氣體，然而，在實驗過程中，學生并不能直觀看到氣體，對此，教師可通過其他方式使學生感受到氣體，因氨氣溶于水，教師可通過加熱使氨氣溢出來，如此，學生能夠更深入感知實驗效果，發揮數字化實驗效果的同時，學生推導能力、計算能力等仍得到提升。
3.2轉變傳統的教學理念，自主探究
在傳統的高中化學實驗中，教師多是講解完實驗步驟、實驗演示后，教師就會放手讓學生動手實驗，某些教師甚至認為，如此自己的任務就完成了。該種教學理念的形成，在數字化實驗引進時，教師很難改變教學理念，如此，在試驗過程中，學生會出現諸多問題，加之，疑問無法得到及時解答，直接影響了實驗教學質量，學生自主探究能力難以培養。對此，為發揮數字化實驗的作用，提高學生化學水平，高中教師應積極轉變教學理念，利用科學的化學設備，完善實驗細節，在學生分析實驗數據、觀察實驗現象時，教師應積極參與，及時解答學生疑問，實現化學高效課堂。如：在進行H2還原CuO實驗時，教師積極利用數字化實驗設備，分別采用兩種實驗方式進行對比，即先加熱CuO，后通入H2;先通入H2，后加熱CuO，并列出實驗方程式，通過比較兩種方式得出的Cu的質量，引導學生思考原因，學生有探究目的后，認真觀察實驗現象，分析數據，最終得出CuO具有還原性，因此，先通入H2，能夠有效避免CuO與其他氣體反應，保障試驗結果。
3.3科學定量的分析，精準實驗
在傳統實驗過程中，受到時間、器材、操作失誤等影響，常出現實驗現象不明顯，所得實驗數據不完備，學生很難通過定量分析得出精確的試驗結論，影響了實驗的作用發揮。而數字化實驗與傳統實驗相比，計算機軟件的幫助，能夠為學生提供足夠的、精準的實驗數據，使學生進行定量分析，降低誤差值，保障試驗結果。如：在酸溶液pH值變化實驗過程中，若將計算機與pH值測定傳感器相互連接，如此，在逐漸向燒杯滴入稀鹽酸時，計算機屏幕會出現一條曲線，展現酸堿度的變化，如此，學生能夠通過準確充足的數據，準確把握實驗內容，提高對該方面化學知識的掌握。
4.總結
總而言之，在高中化學教學中，為充分發揮數字化實驗的效果，提高學生化學綜合能力，教師應積極轉變教學關鍵，將數字化實驗與傳統試驗相結合，并通過科學定量分析，提高學生實驗過程的精準性，全面提升實驗教學質量。
參考文獻：
[1]賀奎娟.數字化實驗在高中化學教學中的應用分析[J].考試周刊， 2015（99）：137
[2]李浩.高中化學數字化實驗教學思考[J].考試周刊，2018（5）：155
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