傳遞化學(xué)思想 感受科技魅力

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)瓶瓶罐罐實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能滿足化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求，新型的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)已深入社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)我們化學(xué)課堂也產(chǎn)生了重大的沖擊。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)一方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)工具的缺陷，使實(shí)驗(yàn)的方法更加先進(jìn)，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)的步驟更加清晰；另一方面，革新了化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器與方法，拓展了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。為我們的教學(xué)提出更高的要求，是教學(xué)改革的前沿課題。

例如，在筆者執(zhí)教的選修教材《原電池》一課中，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)完美結(jié)合，幫助學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中提供精確、直觀的數(shù)據(jù)依據(jù)。從教學(xué)思維的設(shè)計(jì)上，緊密圍繞原電池，經(jīng)歷“回顧—體驗(yàn)—改進(jìn)—應(yīng)用—暢想”，線路清晰，環(huán)環(huán)入扣；從傳感器的使用上，電流傳感器明顯地體現(xiàn)出電流的微弱變化和整體趨勢(shì)，溫度傳感器有力地證明了能量轉(zhuǎn)換中熱量的損失，從而完成了實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的升級(jí)導(dǎo)致的思維上的突破；最后實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新環(huán)節(jié)，“橘子瓣”繼續(xù)點(diǎn)亮學(xué)生的靈感，成功地化解了“離子交換膜”這一難點(diǎn)。

本節(jié)課教學(xué)最大的思維難點(diǎn)是學(xué)生將腦海中的單液原電池轉(zhuǎn)變?yōu)殡p液原電池，為什么要進(jìn)行改裝，單液原電池的弊端在哪里，傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器難以讓學(xué)生觀察到電流的遞減。而利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)成功地突破了這一教學(xué)難點(diǎn)，利用電流傳感器測(cè)定電流的細(xì)微變化，同時(shí)增加改變電極間距、相對(duì)面積、硫酸濃度，看電流的變化走勢(shì)，讓電流的遞減不再是紙上談兵，利用數(shù)字化傳感技術(shù)，采集到實(shí)驗(yàn)過程中的完整數(shù)據(jù)，讓學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)變化，從而使我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)從定性升華到定量，整節(jié)課在設(shè)計(jì)理念上符合新課標(biāo)的指導(dǎo)思想，整個(gè)教學(xué)過程中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)完美結(jié)合，教學(xué)理念新、教學(xué)設(shè)計(jì)新、教學(xué)技術(shù)新，是一節(jié)成功的探究型高效課堂。

其實(shí)，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)除了在原電池教學(xué)中的應(yīng)用外，在很多定量試驗(yàn)中都有應(yīng)用，比如電解質(zhì)溶液、強(qiáng)弱電解質(zhì)、鹽類水解、中和反應(yīng)中的熱效應(yīng)、各種溶液導(dǎo)電性的測(cè)定、酸堿中和滴定、溫度對(duì)弱電解質(zhì)電離的影響，另外與實(shí)際生活相關(guān)的學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)，比如水質(zhì)測(cè)定、飲料成分測(cè)定、碘鹽中含碘量的測(cè)定等等。再或者利用PH傳感器解決鹽類的水解、電離平衡的影響因素問題；利用電導(dǎo)率傳感器解決稀釋過程中弱電解質(zhì)的電離、導(dǎo)電能力問題；利用色度傳感器測(cè)有色溶液的濃度、硫氰化鐵化學(xué)平衡的移動(dòng)等，都可以作為我們后續(xù)探索的素材。當(dāng)然絕對(duì)不能避重就輕，不能為了使用“新式武器”而拋棄傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段，畢竟要以有利于教學(xué)為基本出發(fā)點(diǎn)。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要是由傳感器、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器以及系統(tǒng)軟件等構(gòu)成，在教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)鹘y(tǒng)模式下的實(shí)驗(yàn)不足之處加以彌補(bǔ)，能夠?qū)⒒瘜W(xué)反應(yīng)以及現(xiàn)象的本質(zhì)逐步地轉(zhuǎn)化成為能夠進(jìn)行監(jiān)測(cè)的信號(hào)，這樣也有利于學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)規(guī)律的深入認(rèn)知與研究，并且數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也具備了直觀、先進(jìn)、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)等諸多方面的特點(diǎn)，也能夠提高教學(xué)效率。只要教師充分發(fā)揮自己的聰明才智，提升教學(xué)理念和利用現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)儀器的技能，才能促進(jìn)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。我們相信，未來的化學(xué)教學(xué)中，傳感器一定會(huì)“器為我用”，大有可為，大有可觀。

編輯 張珍珍