中学化学数字化实验教学案例开发及其应用研究

陈丽

摘要：若想合理地采用信息技术来有效地填补过去实验方式所带来的弊端，让数字化实验在中学化学教学中能够全面地体现出其价值，那么相关教育工作者就要根据国内外的研究经验，来对全新的数字化实验教学形式进行钻研，在和传统的教学形式进行比较之后，充分发挥数字化实验的优势，并研究出数字化实验教学的案例，这样一来就能够让学生更好地掌握实验内容.

关键词：中学化学数字 实验教学 教学案例

一、数字化实验教学模式概述

若想合理地制定数字化实验案例，并将其与中学化学进行结合，那么就要在建构主义学习理论的基础上，将各种案例巧妙地与教学模式进行融合，如此一来就能够让师生合理地采用数字化实验案例.现在，不管是传统的教学形式，或是最新研究出的教学形式，已经较为成熟的已经有以下几种：实验探究模式、课题探究模式等.

二、数字化实验案例开发

1.用数字化实验探究石灰水与浓烧碱溶液吸收CO2的能力.

（1）研究背景

在进行初中化学实验期间，很多教师觉得能够采用石灰水来吸取CO2，不过尽量要采用烧碱溶液来进行吸取，通过认真地研究发现，饱和石灰水没有较高的浓度，单位体积中的OH-也不大，所以不能够随意吸取CO2.通过计算得知，50mL的饱和石灰水如果全部被CO2所吸取，那么也就能够获取25mL，烧碱溶解度不错，而且单位体积中的OH-数量也较多，所以能够吸取全部的CO2.而如今比较先进、使用较为普遍的数字化实验，则能够直接比较它们在吸取CO2方面的差别.

（2）仪器、药品

计算机、Y型管、止气夹、胶皮管等.

（3）实验装置图

（4）实验步骤

如图1所示，连接号仪器，采用止气夹K3.

运行数字化信息系统操作界面，先打开“波形图”，之后再点“开始”按钮，这个时候压强传感器所检测出的结果就是瓶里真实的CO2的压强.

使用止气夹K1，往瓶子里灌进50mL饱和石灰水，结束以后对细口瓶进行轻轻的摇晃，然后查看波形图.

④在曲线稳定以后，再采用止气夹K2，往瓶里灌进50mL浓烧碱溶液，结束以后停止使用止气夹K3，轻轻的摇晃细口瓶，过段时间以后再摇晃细口瓶，然后查看波形图.

（5）实验结果：

（6）實验分析

在图2当中，压强起始值是101kPa，曲线起点到a点体现出的是瓶里的原始气压，a点到b点曲线处于升高状态，是因为放进的石灰水会给瓶里的气体构成挤压，b点到c点，曲线下降，是因为石灰水吸取了一些CO2，c点大于a点，这就表明所吸取的气体体积不大于石灰水的体积，c点到d曲线还处于升高状态，这是因为放入了浓烧碱溶液，d点到e点，曲线下滑幅度较明显，这是因为浓烧碱溶液在迅速的吸取瓶里的CO2.

在图3中，f点到g点，曲线处于下滑状态，最后降到了28kPa，这主要是因为成分的摇晃了细口瓶，造成浓烧碱溶液能够充分吸取瓶里剩余的CO2.

最终的实验表明，饱和石灰水吸取不能够全面吸取CO2，不过相同量的浓烧碱溶液则能够全面吸取CO2.

2.用数字化实验探究人体吸入空气与呼出气体的差异.

（1）仪器、药品

计算机、塑料瓶、湿度传感器等、二氧化碳传感器等.

（2）实验装置图

（3）实验步骤

①如图4，将各种仪器以及数据线进行衔接，并采用二氧化碳传感器.

②进入到数字化信息系统操作界面，然后先打开“波形图”，然后点“开始”按钮，这个时候传感器所检测到的是瓶里空气里所包含的氧气、二氧化碳等.

③利用胶皮管往塑料瓶里呼出气体，瓶里的气体就会在三个传感器的插口的细缝中排除，这样瓶里的气体就能够进行互换，然后再查看波形图.

④依次保存三个通道界面的图像.

（4）实验结果

（5）实验分析

在图5当中，所体现的是氧气含量，初始值是19.1%，呼出气体后，曲线就会逐渐降低，最后确定在16.5%.这就很好地表明氧气含量降低了，但是降低幅度并不明显.

图6体现出的是二氧化碳含量的波形图，初始值是575ppm，在呼出气体后，曲线迅速升高，最后确定为45100ppm，这就表明二氧化碳含量迅速的升高，而且升高的程度还非常明显，扩大了80倍.

图7所体现的是水蒸气含量的波形图，初始值是42.5%，在呼出气体后，曲线会迅速升高，最后确定为98.5%，这就表明水蒸气含量会快速升高，而且升高幅度非常的明显，扩大了2倍.

通过实验我们能够了解到，要将数字化彻底的与教材进行结合，以此来强化数字化实验的作用.有一部分师生还不完全认可数字化实验，主要是因为教材并没有和其进行结合，对评价标准也没有采取具体的规定，而如果能够有效融合的话，那么就能更好地推动数字化实验的效果，而且能够更好地让师生所接受.

参考文献：

[1]杨莉莉. 数字化实验在中学化学教学中的应用研究[D].合肥师范学院，2018.

[2]孟晓龙. 数字化实验在中学化学科学探究教学案例中的开发和应用研究[D].合肥师范学院，2017.

[3]石云.数字化实验在初中化学实验教学中的应用实例两则[J].化学教与学，2017（11）：96-97+74.