数字化实验应用于化学实验教学的思考

数字智库 (2) 4个月前

化学实验对于学生掌握化学知识来说是非常重要的,随着数字化实验在教学中的广泛应用,也逐渐推动了数字化教学在化学当中的应用,将数字化实验融入到化学实验教学中,不仅可以提高化学教学的整体质量,也可以提高教育事业的进一步科学化发展,让学生接触到先进的技术设备,在产生好奇心的同时更全身心的投入到化学实验的学习中。
一、数字化实验的概念
数字化实验简称DIS(Digital Information System的缩写),即数字化信息系统,由“传感器+数据采集器+计算机(含配套使用的通用和专用软件)”构成的能够定量采集数据,并以图表的形式将实验结果清晰、准确的呈现出来的一种新型现代化实验技术,这项技术可以和计算机连接,实现数据的采集和信息的采集,通过传感器转化计算机可以识别的信息将数据体现在学生眼前,也可以自己进行数据采集,固定存贮,也可以自动识别各种传感器和自定义传感器功能。配备的传感器可以检测温度、压强、电压、pH、电导率、氧气、二氧化碳、湿度等物理量,支持对相关化学反应的监测,这项技术目前已经广泛应用到教学中。
二、数字化实验应用于化学实验教学的重要性
(一)激发学生学习化学的兴趣
兴趣是最好的老师。就化学学科本身而言它是一门以科学为基础进行发散知识的学科,很多生活中的现象都有化学的存在,本身学生对于新奇的事物就比较好奇,将数字化实验融入到化学实验教学中,通过一些特有的实验仪器,在和计算机连接后,通过对化学知识的分析,将化学知识实验的结果以数字的形式为学生直观的表现出来,这些数据又可以在计算机的计算下通过生成图表让学生更清楚的看到、了解到化学知识中也存在数学知识,通过观察发现量变和质变的关系,这样会加深他们对化学实验的好奇,激发他们的学习热情和对知识的渴望,进而提高学生的动手实验能力,在数字化教学过程中也很容易让学生进行思维的发散,如在水中氧气含量的测定实验中,就有学生大胆提出要做水中氧含量多少鱼才能存活的实验。每一个实验都能让学生联想翩翩,给学生打开了另一扇探究的门,对学生创新能力的培养又多了一条途径。
(二)提高学生实验的动手能力
通过将数字化实验应用到化学实验教学课堂中,让学生通过先进的实验操作工具,根据化学实验的要求及目的自己操作,提高了学生的实验动手能力,进行数字化化学实验教学,还需要学生对电脑有一定的基础操作经验,因为在实验过程中需要学生运用电脑处理数据,也能提高学生的电脑动手能力。通过数字化实验的化学实验教学能够提高学生的作图能力,通过将实验得出的数据,将数据输入到计算机中,通过正确的计算机操作将得出的实验结果进行数据总结,形成图表,提高学生的作图能力。通过对数据和图像的掌握,更加加深了学生对化学实验的掌握,也对化学知识存在的原理更加了解。
(三)提高学生协作精神的培养
在化学实验课程中,不仅需要自己进行实验,教师还可以将学生分组进行实验,在数字化化学实验的教学过程中,需要学生小组之间进行共同合作,从而完成化学实验。在这个过程中也在无形中锻炼着学生的合作实验能力,在实验中,当小组同学遇到问题时,可以进行小组之间的讨论,发挥出每个学生的优势,通过讨论有助于学生之间相互学习,提高问题的解决效率,同时也培养了学生相互协作解决问题的精神,让每个学生都能够独立思考,通过实验培养学生独立思考的能力。
(四)使实验更加直观,更加方便化学知识学习
通过数字化化学实验教学,可以传统化学实验中观察不到的微观事物,如分子、离子、电解质、酸性、碱性、浓度等,通过化学实验仪器传感器转化成计算机可以识别的信号,通过计算机处理,以图表或者图像的方式呈现在学生的眼前。同时也可以放大微觀粒子的数量,例如在化学教学的过程中Na2CO3与NaHCO3的溶解过程中,通过传统的实验的方法很难进行实验,教师可以通过温度传感器测量食盐在溶解的过程中的热效应,酸碱中和滴定的实验过程,也可以利用PH传感器,能够直观的观察到实验过程中PH值的变化过程。数字化实验和传统的化学实验有很大差异,对于现在化学实验的要求传统实验方法是无法达到的,这也让传统实验难以解决的问题得到了有效的解决。
三、结束语
综合所述,随着教育事业的不断的发展,学校对提高学生整体素质有了更高的要求,在化学实验教学过程中融入数字化实验教学,在满足学校的教育需求之外,更能够满足学生对于学习化学知识的需求,通过运用数字化教学提高学生的动手能力,提高学生互相协作精神,更能通过先进技术加深对化学知识的理解和吸收。

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