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数字化实验在初中化学教学中的应用

范文

洪萌

摘要：实验是化学学习过程中最重要的环节，学生化学核心素养的养成和学生实验能力之间有着密切的联系。随着科学技术的不断发展，更多的计算机辅助教学课件进入课堂，教育信息化逐渐被重视。因此学校以及相关的教育者应该提高思想意识，适应新形势，做好化学教学和现代教育技术之间的整合，运用多样的教学方式，将现代教育技术优势发挥到最大。鉴于此，本文对初中化学教学中数字化实验的应用策略进行了探索。

关键词：数字化实验;初中化学;应用策略

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-13-119

一、在中学化学教学中应用数字化实验的优势

数字化实验是现代实验技术的重要组成。数字化实验手段和信息技术联系密切，充分运用了数据采集系统，在课堂教学和科学探究活动中已得到很好的应用。数字实验相较于其他的实验类型，能将知识通过数据和图像更为直观地展现出来。同时，学生可以通过自身的观察与体验来对初中化学事物发生过程中的微观变化进行认知。实验教学中比较难描述、难突破的问题，运用该技术能够非常形象地做好展现，激发学生对实验的探究兴趣。学生对实验知识的理解和记忆随之强化，另外也能够打破时问和空问的限制，随时随地去进行实验学习，可以有效节约时问，提高教学质量和效率，实现教学目标的优化。

二、初中化学教学中数字化实验的应用策略

数字化实验运用实时测量、数据采集、数据分析和智能控制等先进技术，实现了中学化学实验教学与信息技术的全面整合。现代信息技术和传感技术的发展，为数字化实验提供了技术支撑。新型的数字化实验弥补了传统实验工具的缺陷，使实验的评价更及时、更准确，对发展学生的化学学科核，自素养有很大的作用。

1、案例描述

（1）问题的提出。

空气中氧气含量测定实验是中学化学实验的重要内容，这个实验将定性和定量相结合，并融入物理学科中气压实验分析的过程，还渗透了数学等量代换的思想。为了方便学生观测压强的变化，数字化终端传感器的使用让实验观察更为直观，增加了本实验可挖掘的因素。面对实验过程中集气瓶内压强变化曲线（见图1），出题人经常会设问：分析各段变化的原因？比如，BC段曲线上升的原因？学生深度思考并分析后得出放热的结论，但其实是理论指导下的结果，学生非常想知道事实是不是这样。因此就会提出结论是否符合实际等一系列问题。

（2）问题的解决过程。

带着这样的问题，我们一起走进实验室进行证据的收集。学生用压强计测量集气瓶内压强的变化。首先，学生在集气瓶一侧连接压强计开始采集数据，点燃红磷，待红磷完全燃烧并冷却后打开止水夹，观察图像，得到图2所示的结果。当学生自己通过操作得到图像时可以让学生获得成就感，培养学生的主观能动性。实验过程中当学生通过观察发现曲线确实在升高时，此时集气瓶中的红磷正在燃烧放热，学生可以通过触摸集气瓶外壁感受热量的释放。

學生认真对比图1和图2又发现新的问题：在图1的末端E到F的部分，压强有上升的趋势，直到F点的压强与起点A基本一致。而自己做出来的图2最后的压强是保持不变的，而且低于刚开始的压强。学生思考过后又重新进行了多次实验，终于找到了问题的根源。发现图1中E到F的上升与采集压强的时间有关，如果拆掉装置还在采集数据，那F点采集的是大气压强，比E点略高一点，与起始点A点一致。图1中E到F的压强差距也与集气瓶内的液面和倒吸之后烧杯中液面的高度有关，如果倒吸之后集气瓶内的液面高度高于烧杯内液面的高度，则E点要略低于A点;如果倒吸之后两边的液面相等，则E点等于A点;如果倒吸之后集气瓶内的液面高度低于烧杯内液面的高度，则E点要略高于A点。学生做完实验后发现烧杯内液面的高度低于集气瓶内液面的高度，则需要增加一个操作，向烧杯内加入水直至烧杯内液面的高度和集气瓶内液面的高度相等，发现压强示数在不断增加。

2、案例分析

在上述问题解决的过程中，学生在一开始对问题产生好奇，然后进行实验，收集证据，用证据来解释问题。当学生得出结论并进行对比后发现新的问题，继续实验探究，再不断采集数据，不断证明自己的想法，这个循环过程可以充分发展学生证据推理的化学学科核心素养。

三、结语

综上所述，初中化学数字化实验教学对于初中化学教学具有一定的促进作用，不仅能够锻炼学生的实验认知能力，同时该教学方式学生也非常喜欢。学校和相关教学工作者需要重视该教学方式，并对学生的问题分析及实验操作设计等方面的能力进行关注，通过完善教学方式，来促进学生养成良好的化学操作行为习惯，并树立正确的态度观念，真正实现初中化学实验教学的教学优化。

参考文献

[1]朱玲. 浅析数字化实验在初中化学中的应用[J]. 儿童大世界（下半月），2018（4）：112.

[2]赖辉明. 数字化实验在初中化学教学中的应用[J]. 新课程·中学，2018（11）：102.

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