原标题：化学教育中运用数字化试验，你怎么看？
今日共享的文章中，作者用事例向咱们叙述了在化学教育中，怎样运用数字化试验。关于数字化试验，您怎么看？
例谈化学数字化试验“五化”教育
文 | 魏明贵 安徽省宣城市第六中学教师
数字化试验是化学教育中定量研讨的一种重要办法，它不只能有效地进步课堂教育功率，也是信息技能与化学教育整合的新途径。笔者依据事例来谈谈数字化试验在化学教育中的运用。
一、数字化：让化学教育更具有说服力
运用玻璃仪器和试剂等做试验，操作简略，关于有发光、放热、色彩改变等现象显着的化学反响教育效果好，但关于肉眼难以调查现象的试验，学生很难了解改变的微观进程，只能凭空想象，教育效果欠好。
如安在试验室搜集二氧化碳？在中学化学教材中，一般用向上排空气法搜集二氧化碳（20℃，标准大气压下，1体积水中能溶解0.88体积的二氧化碳）。因而，一般以为不能用排水法搜集二氧化碳。在传统试验中，都是运用向上排空气法搜集二氧化碳并且用燃着的木条验满，试验证明当二氧化碳体积分数超越30%就能使点着的木条平息。但传统试验无法供给具有说服力的“数据”来阐明二氧化碳是否能够用排水法或许向上排空气法测二氧化碳的纯度。
使用压强传感器可监测必定时间内二氧化碳在水中的溶解速率（如图1）。依据试验所得数据核算能够得出，二氧化碳在排水法搜集气体进程中丢失约为0.083%。据此能够得出定论：在正常情况下二氧化碳气体在水中溶解速率很慢，远远小于二氧化碳的制取速率。因而，能够用排水法搜集，且搜集到的二氧化碳较排空气法更纯洁。
运用数字化试验能在短时间得出完美的曲线和相关的数据，使本来看不到的现象可视化，并且用数据来说话，不只处理了传统试验中不能处理的困惑，并且使教育中得出的定论愈加具有说服力。
二、定量化：让试验教育更具科学性
关于九年级上册第二单元 “课题1——空气”关于“空气是由什么组成的”问题，200多年前，拉瓦锡经过传统试验定量剖析空气的成分（如图2），在课堂上笔者经过红磷焚烧测定空气中氧气含量（如图3），并运用数字化仪器做数据剖析且以图表出现，让试验现象可视化。
在一个密闭容器中，可燃物焚烧耗尽空气中的氧气，冷却后，瓶中压强小于外界大气压，使烧杯中液体倒流进入集气瓶。用焚烧法能准确测出空气中氧气的含量吗？笔者使用氧气传感器测定红磷焚烧耗氧时发现，氧气含量降至8.0%就不再削减。
数字化试验精准的“定量化”，让咱们明晰看到教育中传统的“定量”试验实践情况。在试验教育中教师除了教会学生根本试验操作办法、探求的一般进程外，还有一个重要的任务，那就是培育学生谨慎的情绪、科学的办法、杰出的习气。不能为了到达想要的意图而不管试验现象与定论等的不一致性，这与化学试验教育主旨违背。用焚烧法无法精准测出空气中氧气的含量（可燃物焚烧对氧气浓度有必定要求），使用数字化的办法持续探求（复原铁粉代替红磷）能够得出科学的定论（如图4）。
图4 用复原铁粉测空气中氧气含量耗氧测定
数字化试验（特别是传感器试验）精准度高、差错小，这使化学规则的探求发现或许探求验证更具有谨慎性和可信性。数字化试验为学生的“定量化”研讨供给了研讨渠道，有利于学生了解科学实质，使试验教育更具科学性。
三、可视化：让学生剖析才能得以进步
教师希望学生在科学探求中，对实际与依据进行加工与收拾，在教师的指导下或经过评论，对所取得的实际与依据进行概括，得出正确的定论。数字化试验中试验者经过与核算机衔接的传感器实时收集并记载数据，完结了试验进程数据自动记载，相当于用传感器和核算机代替人的眼、手以及纸和笔记载数据，不只完结了数据记载的连续性，并且完结了瞬间改变的“可视化”。学生不只看到美丽而又精准的曲线，并且经过对曲线图的特色，沟通、评论并得出定论。
将酚酞溶液滴入某氢氧化钠溶液中，溶液变红，过一瞬间赤色消失了。关于这一异常现象，传统试验条件下，假如教师所演示的氢氧化钠溶液浓度较低，短时间内学生很难看到色彩改变，因为缺少“可视性”教师也或许不会提及；或许再装备出不同浓度的氢氧化钠溶液经过比照试验来完结，但仍是缺少了进程的剖析，致使试验不行完美。
数字化试验条件下，假如使用色度传感器测溶液的色彩改变，不只能够经过“可视化”的曲线改变，调查试验进程的纤细改变，并且能够经过曲线剖析试验定论（如图5）。依据曲线不只能够剖析“氢氧化钠溶液浓度是酚酞溶液赤色褪色的主要原因”，并且能够剖析得出“溶液浓度越大，一开始酚酞溶液变赤色的色彩越深，褪色越快”的定论。剖析曲线改变趋势能够发现，在5%浓度的氢氧化钠溶液中酚酞溶液褪色时长大于280s 。
使用活性炭吸附有色的物质（如红墨水）能够用传统试验办法操作。假如使用传统的试验办法吸附二氧化硫无色气体，试验者则无法看到试验现象，而使用二氧化硫传感器完结试验的“可视化”，不只能够让试验者看到电脑屏幕上二氧化硫曲线改变，并且能够做剖析。如学生用活性炭吸附二氧化硫后再升高温度（如图6），依据曲线改变趋势，可剖析揣度升温后活性炭的吸附才能下降，发生了脱附现象等。
凭借数字化试验，不只展示化学的美，并且经过试验的“可视化”进步了学生对数据、图画的剖析才能。
四、智能化：让难以完结的试验变为实际
有些化学试验现象是肉眼难以调查的，经过传统试验很难得出相关定论，致使在课堂教育中评论某些知识点时，教师经常让学生僵硬地承受。
关于酒精灯（或蜡烛）的三层火焰的温度凹凸，许多教师以为“外焰温度最高，加热物质时应该放在外焰”，学生也是机械地回忆。使用温度传感器的“智能化”能够破解这一传统试验难题，完结试验数字化和可视化。学生剖析试验数据，发现蜡烛火焰应该是内焰的温度最高，而外焰与空气触摸充沛，所以正确的试管加热办法是将试管放在外焰和内焰之间。
五、手持化：让试验教育愈加绿色环保
化学试验中应高度重视安全问题，防止污染环境。数字化试验具有“手持化”的特征。手持技能是以尽或许少的化学试剂在微型化学仪器设备中进行试验来获取化学信息的试验办法与技能。试验具有“试验仪器微型化”和“试剂用量节省化”两个根本特征，具有环保、安全、反响时间短、节省开支等长处。
展开微型化学试验有利于激起学生学习化学的爱好，培育学生的着手才能和调查才能，并有利于进步学生的创造性思维才能与探求才能，且能培育学生的环保认识和绿色化学观念。例如，在探求吸附剂吸附二氧化硫影响要素试验中，二氧化硫的量十分少，只需注入1~2 mL在密闭容器中即可完结试验。数字化试验让教师在试验教育中愈加凸显化学试验的绿色环保。
化学教育中教师当令使用数字化试验，让学生凭借信息技能手段取得准确的试验数据，一起对数据进行收拾剖析，不只能更好地论述化学反响的原理，并且进步了化学试验教育的功率。这也是信息技能与化学教育整合的新途径。
文章来历：《中小学数字化教育》2018年第9期，原标题为《例谈化学数字化试验“五化”教育》，文章有删减
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《中小学数字化教育》是由教育部主管、公民教育出版社主办的国家级教育专业期刊，国内一致刊号CN10-1490/G4。
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