高中化学定量实验教学中数字化实验的应用分析,该文是关于实验教学方面论文写作资料范文与高中化学和实验教学和应用分析类大学毕业论文范文.
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随着各种现代化信息技术的产生,数字化时代正在越来越深入地进入我们生活的方方面面.对于高中化学课程的教学过程而言,尤其是对于一些很有代表性的探究性实验,已经有了各种将数字化实验用于实验教学的尝试.数字化实验不仅化解了原有实验教学中的诸多障碍,并且解决了很多实验难题,数学化背景下也让实验数据的采集、分析及利用等都效率更高,并且更为准确.这些都是合理的将数字化实验和高中实验教学进行结合可以带来的变化.教师要不断适应各种使用的现代化技术和课程教学的有效融合,透过数字化实验的引入来改变原有实验课堂,同时,也让实验教学可以更为深入有效.
一、避免相关实验对于环境的污染破坏
数字化实验作为定量实验展开的辅助手段,首先能够发挥的一个作用就是可以有效避免化学实验对于环境造成的各种污染与破坏.不少化学实验不建议学生自主完成,甚至在很多学校的现有教学条件下都无法实施,一个重要原因便是,不少实验产物具备很强的污染性甚至毒性.学校如果在实验条件和设施上不够好,这些实验过程会具备非常大的危险和危害.而有了数字化工具和设施后,这部分问题可以极大的得到化解.数字化实验一般会对于实验过程展开直观模拟,有些有毒害的实验并不用直接进行,但是借助相关的工具和设备能够直接将实验过程、实验流程及最后的实验结果呈现出来.这就使得原本的教学条件下,这些难以展开的实验可以被学生直观看到.学生会形成更深刻的学习印象,也能够透过对于实验的有效观察,加深对于特定实验流程、实验原理的理解.
大部分化学实验对实验环境都有极为严格的要求,如SO2的性质等,为了保证这类化学实验能够在安全、可靠的前提下进行教学,一般都会在通风橱中进行实验.对于可燃气体和有毒气体的实验也要在安全的环境中进行,否则很容易引发可燃气体爆炸和有毒气体泄漏等问题.这样的背景下,不少化学实验都不建议展开,学生也无法看到很多具体实验的操作流程和最后的结果.但是,引入数字化设备及工具后,这些问题都可以化解.学生能够对于实验的真实场景和过程有直观感受,会形成非常明晰对于实验过程的认识,能够促进学生更快地掌握实验背后的知识原理,提升知识教学的整体效果.
二、实现实验数据的高效采集、分析与利用
有些定量实验对于数据的搜集、分析整理等有很高要求,这也是实验过程的一个难点.在一些操作上有难度,并且大部分学生现有实验条件下难以有效完成的实验中,如果能够找到一种好的实验工具或者实验实施的方式将这些潜在问题加以解决,实验的整体实效会高很多.有了数字化设备后,对于一些操作上十分复杂,且数据采集不容易实现的实验类型,数字化工具有效化解了所有这些问题.教师可以充分利用这些现代化工具辅助定量实验教学的展开,不仅要让学生观察实验的过程,从中理解实验的操作技能,也要透过对于实验数据的高效采集利用与分析,领会其中体现的实验原理.以这种教学方法化解传统实验教学背景下的不足,让学生对于这类精细实验也可以有更好的掌握.
例如,对于浓硫酸的吸水性实验,从对比试验角度考虑,对湿度传感器进行合理使用,可以实现在实验过程中对密闭容器内空气相对湿度的变化情况进行实时监测,而这个过程也是对化学实验的定量化控制,体现了数字化实验在定性到定量的转变中所发挥的重要作用.有了数字化设备和工具后,很多传统教学背景下不易展开,或者是难以有效进行实验数据采集与分析的实验素材,也能够轻松在这种实验背景下完成.这可以让学生对于这类实验的认识更深入,基于这些实验背后的知识教学取得的效果也会更为显著.
三、化解原有实验教学中的实施屏障
对于一些电学或者是涉及金属性质的实验过程中,传统的实验教学背景下这类实验是非常典型的难点部分.电学实验不仅对于实验条件的要求很高,实验操作方式也比较复杂,很多化学教师都无法很好的进行这类实验.不仅如此,这类实验在数据采集上难度也较大,如果无法有效获取真实可信的实验数据,最后实验结果也会直接受到影响.基于这类实验的各种条件限制,不少化学教师并不会在课堂上进行实验的演示,可能会让学生观看一些,或者是大致给学生介绍实验过程,实验教学就算结束,这显然不是好的实施方式.有了数字化实验背景后,这些原有的教学难关和障碍都可以很好的得到消除,实验不仅操作起来会更加简单,效果也会十分明显,会让学生透过对于真实实验过程的观察,更直接的获知其中的知识原理,这才是更为推崇的实验实施方式.
在以数字化实验方式开展“金属的电化学腐蚀”实验的时候,通过观察数字化实验所搜集的实验数据,可以更加直观的看出金属电化学腐蚀的正极反应,并得出正极反应式O2+2H2O+4e-等于4OH-,这个反应式体现出随着压强的减小,金属电化学腐蚀的正极会发生吸氧反应.而2H++2e-等于H2这个反应式体现的是正极发生的析氢反应.基于数字化的实验背景,这个实验在操作上清晰直观,实验数据的采集和分析也可以非常准确地进行,这才是理想的教学实施方式.利用数字化实验辅助高中化学定量实验教学的展开,不仅会让很多原有的实验难题化解,实验教学的综合实效也会更高,这会让学生从实验中的学习收获更多.
（作者单位：江苏省滨海中学）
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