高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)思考

李浩??

摘要：隨著數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，在教育教學(xué)中，數(shù)字化技術(shù)也逐步被廣泛應(yīng)用。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，講解實(shí)驗(yàn)原理也開(kāi)始運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，新興的高科技實(shí)驗(yàn)手段，不僅實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算更加精準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)操作更加便捷，實(shí)驗(yàn)效果也更加清晰、直觀。新技術(shù)的支持，極大的提升了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；數(shù)字化；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、 高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

與傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比較，化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，將實(shí)際操作虛擬化、數(shù)字化，它不僅顛覆了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的分散性，數(shù)字化的先進(jìn)設(shè)備，使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算更加精準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)操作更加便捷，實(shí)驗(yàn)效果也更加清晰、直觀。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是研究現(xiàn)象，還是測(cè)量數(shù)據(jù)，都需要人工完成，而數(shù)字實(shí)驗(yàn)硬件的設(shè)施建設(shè)，不僅極大的提升了實(shí)驗(yàn)速度，節(jié)省大量財(cái)力、物力、人力，而且得出的結(jié)論也比較精準(zhǔn)。更有利于實(shí)驗(yàn)課題的開(kāi)展。另外，在時(shí)間的利用上，數(shù)字實(shí)驗(yàn)有利于節(jié)省繁瑣工序和時(shí)間，體現(xiàn)數(shù)字實(shí)驗(yàn)的高效率，可以給學(xué)生留出更多的時(shí)間思考實(shí)驗(yàn)原理，研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)生意外，解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的瓶頸。高中化學(xué)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有很大的局限性，在內(nèi)容、空間、時(shí)間上都無(wú)法與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相比，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件也比較落后，一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)還缺乏安全性，影響著化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效實(shí)施。與傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比較，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)受各方面因素的限制比較少，數(shù)字實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范圍更廣，實(shí)驗(yàn)手段更加科學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加寬闊，可以有效的突破許多限制，在完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)前提下，更有利于打破時(shí)間限制，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新意識(shí)，能夠使學(xué)生自主創(chuàng)新。另外，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是一種多功能的實(shí)驗(yàn)手段，不僅可以有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的針對(duì)性，還能夠培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，進(jìn)一步拓展實(shí)驗(yàn)空間，完成特定的實(shí)驗(yàn)，解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)瓶頸問(wèn)題。

二、 高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的弊端

在高中化學(xué)教學(xué)中，雖然數(shù)字化實(shí)驗(yàn)具有很大的優(yōu)勢(shì)，但也不是十全十美的。首先，采用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器昂貴，不易推廣。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器相比較，數(shù)字化儀器價(jià)格比較昂貴，如果沒(méi)有一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，學(xué)校無(wú)條件購(gòu)買數(shù)字化儀器。另外，在數(shù)字化教學(xué)過(guò)程中，儀器的精準(zhǔn)度也會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而有所降低，并且，所使用的儀器維修成本比較高，一旦出現(xiàn)故障，維修起來(lái)比較困難，導(dǎo)致一些學(xué)校在化學(xué)教學(xué)中對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)望而卻步。據(jù)筆者調(diào)查分析，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器使用壽命較長(zhǎng)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用3年成本約為200元，價(jià)廉易得，維修成本低；而數(shù)字化普通的PH傳感器，使用壽命約為3年，單價(jià)為1000元左右，普及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器，在財(cái)力上存在明顯差距。另外，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)傳感器可以精確地測(cè)量，計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算的結(jié)果，久而久之，會(huì)嚴(yán)重影響學(xué)生計(jì)算、處理數(shù)據(jù)的能力。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，有些時(shí)候可以將生活問(wèn)題引入實(shí)驗(yàn)中，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容虛無(wú)縹緲，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，確實(shí)很難體驗(yàn)化學(xué)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而影響到化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用效果。

三、 高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一） 將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，計(jì)算機(jī)軟件可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，快速的得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在觀測(cè)最后的結(jié)論時(shí)，有利于學(xué)生快速的理解實(shí)驗(yàn)原理，增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)，但是，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)運(yùn)算公式和過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)完成，容易導(dǎo)致學(xué)生計(jì)算、處理數(shù)據(jù)的能力退化。因此，高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，在觀測(cè)最后數(shù)據(jù)的同時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)自己親自計(jì)算一次，看看儀器顯示的結(jié)論，與自己得出的結(jié)論是否相同，如果出現(xiàn)不同的結(jié)果，要思考最后數(shù)據(jù)結(jié)論不同的原因。例如，筆者帶領(lǐng)學(xué)生做制取氨的試驗(yàn)，當(dāng)儀器中NH4Cl和Ca（OH）2反應(yīng)后，產(chǎn)生氣體，然而，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生氣體的氣味不能傳達(dá)給學(xué)生，所以，需要在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)中，帶領(lǐng)學(xué)生親身去聞。我們都知道，氨氣易溶于水，要想讓學(xué)生更有體會(huì)，感知實(shí)驗(yàn)效果，需要加熱使氨氣溢出。這一過(guò)程可以實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，彌補(bǔ)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)能力退化的缺陷。

（二） 建全數(shù)字實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)，整合資源優(yōu)化數(shù)字化實(shí)驗(yàn)

數(shù)字實(shí)驗(yàn)靈活性比較強(qiáng)，所以，在學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，我們需要進(jìn)一步完善管理系統(tǒng)，以便于答疑解惑，處理應(yīng)急事件。作為新科技教學(xué)的重要導(dǎo)向，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)必將逐步應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)中，成為有利的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，所以，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們一定要分配好傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的比重，需要不斷的進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)清數(shù)字化教學(xué)的利與弊，以便于在教學(xué)實(shí)踐中利用好數(shù)字實(shí)驗(yàn)，多開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，加強(qiáng)數(shù)字實(shí)驗(yàn)的利用效率，有針對(duì)性的幫助學(xué)生答疑解惑。以提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，各學(xué)校選配教學(xué)軟件，需要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)具體需要選配。受各方面條件及因素影響，在高中化學(xué)教學(xué)中，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)案例比較少，因此，開(kāi)設(shè)《實(shí)驗(yàn)化學(xué)（選修）》課程，查找實(shí)驗(yàn)資料，可以通過(guò)《化學(xué)教學(xué)》《化學(xué)教育》期刊等尋找資料，如果在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，尋找的資料滿足不了教學(xué)需求，教師也可以根據(jù)教學(xué)實(shí)際，自主開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)資料，整合資源優(yōu)化數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制作實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫和實(shí)驗(yàn)課件，有針對(duì)性的拍攝實(shí)驗(yàn)圖片和視頻，以有效提高高中化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

四、 結(jié)語(yǔ)

在高中化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重要。傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材較多，在不同的試驗(yàn)中，需要使用不同的器材，每一實(shí)驗(yàn)器材都有固定用途。近年來(lái)，新興的高科技實(shí)驗(yàn)手段數(shù)字化實(shí)驗(yàn)逐步被推廣。與傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比較，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)受各方面因素的限制比較少，數(shù)字實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范圍更廣，實(shí)驗(yàn)手段更加科學(xué)，它顛覆了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的分散性。因此，在高中化學(xué)試驗(yàn)中，數(shù)字實(shí)驗(yàn)必將會(huì)被推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 許小平.優(yōu)化高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的策略[J].教育觀察（中下旬刊），2014（21）.

[2] 夏梅芳，嚴(yán)西平.基于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的化學(xué)探究教學(xué)案例[J].化學(xué)教學(xué)，2013（03）.

[3] 原渭蘭，邱杰.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（07）.

[4] 宋偉.化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化、數(shù)字化教學(xué)實(shí)踐與研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015（22）.

[5] 任立新.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在新課程化學(xué)教學(xué)應(yīng)用中的探索與實(shí)踐[J].學(xué)周刊，2011（07）.

作者簡(jiǎn)介：

李浩，安徽省阜陽(yáng)市，阜陽(yáng)市第三中學(xué)。endprint