数字化实验在高中化学教学中的应用

司正权��

摘要：化学是一门以实验为基础的学科，实验是进行化学教学的重要手段。随着社会的进步，数字化实验在传统的教学方式上做出了创新和改变，使教学富有信息化，同时加强了学生对化学实验的深刻认知，使学生更好地掌握到实验的原理和本质，提高了教学的效率。

关键词：数字化实验；高中化学教学；教学应用

中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）13-023-1

随着课程改革的深入，新课标对高中化学教学提出了更高的要求。传统的化学实验教学对学生能力的提高存在一定的局限性，随着社会的发展和进步，数字化实验教学帮助解决了化学教学中更多的难题，使化学课堂教学的质量有了明显的提高。

笔者下面谈谈数字化实验在高中化学教学中的应用。

一、数字化实验的含义

数字化实验打破了传统的实验教学方式，根据新课程的改革配备了新的实验教学设备，它通过计算机、数据采集器以及传感器、通用软件的运用，把各种物料信号转化成电信号，然后传入计算机中，然后再通过通用软件的分析和处理之后，把相关的信息以图表等形式呈现。

传统的化学实验比较单一，实验者仅根据观察现象得出简单结论。引入数字化实验后，许多传统实验无法演示的而数字实验却可以进行，比如二氧化锰作为催化剂对双氧水的分解有多大作用，测定二氧化碳的温室效应等。数字化实验的引入给一些枯燥的化学实验带来了很大的方便，比如说酸碱中和滴定可以把实验数据和图像直观地展现在大家面前。因此，将数字化实验与化学探究学习相结合，可以为探究学习和提高学生科学素养提供新思路。

二、数字化实验在高中化学教学中的应用

1.运用数字化实验进行高中化学教学，与传统实验相比，可以使实验过程“可视化”，数据采集“实时化”，数据处理“智能化”。

通过数字化实验在化学教学中的运用，能够把许多抽象的化学教学内容数字化，让学生对化学知识理解的更加清楚，从而调动学生化学学习的积极性，提高学生的探究欲望。

比如在高中化学教学中“配制一定浓度的溶液，比较不同浓度溶液的某些性质差异”的“实验探究”。由于传统的实验中使用的pH试纸显色范围比较宽泛，不易准确区分不同浓度溶液的pH性质差异，而pH传感器能测量溶液的pH值精确到0.01，读数直观，不易混淆，可以减少人为误差的干扰。利用pH传感器测定不同浓度Na2CO3溶液之间pH的差异，深入理解盐类水解过程及浓度对盐类水解程度的影响。

用pH传感器分别测定0.01mol/L Na2CO3溶液、0.1mol/L Na2CO3溶液和1mol/L Na2CO3溶液和饱和Na2CO3溶液的pH值，进行比较，分析造成差异的原因。上图为在测量饱和Na2CO3溶液时所采集的温度和pH值。

结论与分析：

①结论：

其中第一步电离起决定作用。由于电离平衡的存在，当Na2CO3溶液浓度增大时，CO2-3浓度也随之增大，电离生成的OH-浓度也增大，表现为溶液PH值的增大。

2.突破教学难点——应用高中化学数字化实验。

有些化学知识比较抽象，比如化学反应原理的知识。在化学学习上不少学生都遇到了不小的困难，在化学教学中，教师如果单纯依靠讲解很难让学生对抽象的化学知识做出深刻的理解，依靠传统的实验教学，有些实验现象不明显，也不利用学生对实验现象的观察和化学知识的理解。通过数字化实验的运用，将准确的数据展示，使学生对抽象的化学原理的认识更加清晰、深刻。

比如酸碱中和滴定曲线的绘制。酸碱中和滴定反应开始时由于被中和的酸或堿的浓度相对较大，加入少量的碱或酸对其pH影响不大，此时滴定曲线比较平滑。当反应接近终点时，很少量的碱或酸就会引起溶液pH突变，酸、碱浓度不同，突变范围不同，这个突变点即是反应的终点。传统实验需要观察、测量并计算，而且计算复杂麻烦，一堂课时间也只能能绘制出一张曲线图。而数字化实验，利用pH传感器，可时刻监控溶液的pH，记录不同滴入体积所对应的pH，用pH对V作图，即可得到中和滴定曲线，并找出中和点，几分钟就可得到曲线图。下图为酸碱滴定pHV曲线图。

数字化实验虽然方便了化学实验的教学，但同时降低了学生观察实验现象的能力，减少了学生分析实验数据的机会，所以在采用数字化实验教学过程中要注意将传统实验方法和数字实验法结合运用。只要我们合理运用数字化实验教学，发挥出其优势作用，一定能够给我们的课堂教学提供新的活力。