數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的開展

黃小霞

（南京市航空航天大學(xué)附屬初級(jí)中學(xué)，江蘇 南京）

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中開展的意義

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教師和學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不給予重視，導(dǎo)致初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有好的教學(xué)方法，從而導(dǎo)致初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量達(dá)不到提高。例如，在KNO3、NaCl以及NaOH溶解放熱現(xiàn)象“溶解過程中的吸放熱現(xiàn)象”是初中化學(xué)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師只是根據(jù)教材中的演示讓學(xué)生了解到物質(zhì)溶解過程由于溶解引發(fā)的溶液溫度變化，但是學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中、溫度變化趨勢(shì)全然不知，教師更不會(huì)給學(xué)生解釋升降溫度的具體原因。這樣既不利于學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，也不利于初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。

但是采取數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，教師可以利用電腦為學(xué)生演示圖像讓學(xué)生對(duì)物質(zhì)溶解過程中吸、放熱引起的溫度變化，對(duì)于變化的過程一目了然。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在電腦中以圖像和數(shù)字的形式呈現(xiàn)，可行度高有點(diǎn)突出。圖像的展示還可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力，減少教師對(duì)實(shí)驗(yàn)過多的贅述，學(xué)生就能通過觀察圖像進(jìn)行理性的分析進(jìn)而快速得出物質(zhì)溶解熱量變化規(guī)律。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的弊端，使學(xué)生認(rèn)知水平得到提升，使初中化學(xué)教學(xué)更為嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中開展的策略

1.整合信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科教學(xué)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，優(yōu)化教育資源配置

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)習(xí)的一種方式，許多化學(xué)重大發(fā)現(xiàn)和重要的規(guī)律都是靠化學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)因?yàn)槭艿街T多方面的影響導(dǎo)致只是停留在化學(xué)定性的層面上，教師只能引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再啟發(fā)學(xué)生根據(jù)看到的現(xiàn)象去分析結(jié)論。但是由于缺乏過程的呈現(xiàn)和實(shí)際精確的數(shù)字做支撐，說服力較差，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)不嚴(yán)謹(jǐn)。數(shù)字實(shí)驗(yàn)可以通過信息技術(shù)手段解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)無法解決的問題，既可以將實(shí)驗(yàn)過程完整地呈現(xiàn)給學(xué)生，還可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中許多定量的問題。

例如，“人體吸入和呼出氣體成分的探究”實(shí)驗(yàn)中傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不能將吸入氣體和呼出氣體中的氧氣和二氧化碳含量定量檢測(cè)，但數(shù)字實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)的量化，這樣會(huì)避免讓學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為呼吸作用吸進(jìn)去的是空氣但是呼出的全部是二氧化碳。所以，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘闲畔⒓夹g(shù)與化學(xué)學(xué)科教學(xué)，優(yōu)化教育資源配置，提高初中化學(xué)教學(xué)效率。數(shù)字教學(xué)在教師教學(xué)中成為輔助工具，也能夠讓學(xué)生通過信息技術(shù)獲取更多的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作討論、讓學(xué)生一起探索問題。還可以進(jìn)一步開發(fā)課本上的知識(shí)，改進(jìn)原來做不出的實(shí)驗(yàn)，讓化學(xué)學(xué)科的研究充滿活力。

2.深化探究意識(shí)，著眼科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

新課改注重科學(xué)素質(zhì)教育，提倡多元化的學(xué)習(xí)方式，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加真實(shí)性、科學(xué)性。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)利用表格和圖像讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加真實(shí)可信。例如，在“溶解過程中的吸放熱現(xiàn)象”這一實(shí)驗(yàn)中，溫度是人們親身體驗(yàn)的冷熱程度，然而利用傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將互學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)字化，用真實(shí)的數(shù)據(jù)讓學(xué)生感受溫度的變化。

久而久之，就會(huì)培養(yǎng)學(xué)生通過“現(xiàn)象—實(shí)驗(yàn)—數(shù)據(jù)—分析—結(jié)論”研究方式對(duì)科學(xué)問題進(jìn)行研究科學(xué)問題，形成一種研究習(xí)慣，有利于培養(yǎng)學(xué)生“用數(shù)據(jù)說話”“凡事講證據(jù)”的科學(xué)素養(yǎng)的形成。為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)培養(yǎng)一個(gè)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生能夠刻苦鉆研科學(xué)，對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的開展有促進(jìn)作用。

3.喚醒問題意識(shí)，教會(huì)發(fā)散思維，提升過程實(shí)效

初中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生多家提問，并且在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中注重過程，努力提升

教師提倡探究式教學(xué)，讓學(xué)生以探究、研究化學(xué)知識(shí)為目的，利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。教師通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)來喚起學(xué)生對(duì)初中化學(xué)的求知欲，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)，開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力。

例如，在“人體吸入和呼出氣體成分的探究”教學(xué)中，學(xué)生可能對(duì)結(jié)果中氧氣含量變化圖提出“為什么呼出氣體中氧氣含量不為零”的疑問。教師可以就呼吸作用的原理與實(shí)質(zhì)做出解釋，事實(shí)上“因?yàn)榉我环昼姾粑?0多次，氧氣不可能在短時(shí)間內(nèi)被完全吸收并轉(zhuǎn)化利用”。在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中，教師讓學(xué)生在研究和歸納過程中感受化學(xué)變化和規(guī)律，對(duì)于同個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生會(huì)產(chǎn)生不同的理解，教師應(yīng)該尊重學(xué)生間的差異，并對(duì)存在差異的學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì)，培養(yǎng)他們的積極性。在課堂上教師還應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生相互探討、相互幫助，讓學(xué)生合作完成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，增加對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，從而提高初中化學(xué)的教學(xué)效率。

綜上所述，隨著信息社會(huì)的不斷發(fā)展，初中教師在教學(xué)過程中也不斷進(jìn)行了信息化教學(xué)的改革，各個(gè)學(xué)科中都尋求更好的教學(xué)方法，其中數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的發(fā)展也逐漸增多。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開展需要廣大師生積極參與，教師也要不斷更新自己的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。讓學(xué)生通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)感受到初中化學(xué)的活力，讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)更為準(zhǔn)確，可行度增強(qiáng)，讓學(xué)生的思維達(dá)到更高的層次，從而提高初中化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。