引言

数字化实验室运用实时测量、数据采集、数据分析和智能控制等先进技术，实现了中学理科实验教学与信息技术的全面整合，适合于中学理科新教材，能够完成新教材要求的数字化物理、化学、生物等各学科实验。在化学实验教学中，传统的实验教学模式往往受限于实验条件、安全因素及数据处理能力，难以充分满足探究式学习和深度理解化学原理的需求。数字化实验的引入，通过精准的数据采集、高效的数据处理与直观的结果展示，为化学教学带来了革命性的变化。它不仅能够增强学生的学习兴趣和动手能力，还能促进理论与实践的深度融合，提高教学效率。

1、数字化实验在高中化学教学中的优势

1.1提高实验精度和效率

    数字化实验的应用能够明显提高实验精度和效率，传统实验中，数据的记录和处理往往需要耗费大量的时间和精力，尤其是当实验需要重复多次以获取平均值时，这个过程变得更加繁琐，数字化实验则通过计算机软件自动处理数据，不仅速度快，而且准确率高，并且其自动化程度高，可以在短时间内完成大量重复性实验，这对于研究化学反应的动力学和热力学性质尤为重要。例如在研究反应速率时，数字化实验可以快速调整反应条件，并在短时间内收集到足够的数据，从而得到更为精确的反应速率常数。教师要能够借助数字化实验这一优势，以此来提升教学质量，激发学生的学习热情，培养他们的科学探究能力和创新精神。

1.2丰富实验教学内容

    在高中实验教学中，如何让学生对一些微观的现象形成深刻的理解是每一位教师的教学重点，特别是一些分子、原子层面的变化，但在数字化实验的引入，可以通过动画模拟、虚拟现实等技术，将这些微观过程直观地呈现出来。数字化实验还能够拓展实验教学内容，引入更多与实际生产、生活紧密相关的实验，设计一些高风险或高成本的实验，如涉及极端条件下的反应等，数字化模式可以让学生在没有安全风险的情况下进行实验操作，学习到更多实验技能和理论知识。对于教师来讲，数字化实验的灵活性也为教师提供了更多的选择，教师可以根据学生的兴趣和教学目标，定制不同的实验模块，使得实验教学内容更加多样化。从这些方面可以看出，数字化实验在丰富高中化学实验教学内容方面有显著优势，在打破传统实验的局限时还能够提供更为广泛的学习视角，从而提升学生的化学素养和实验技能。

1.3培养学生的创新能力

    以往的高中化学实验教学中，学生更多的是被动接受和重复操作，这限制了学生创造力和思维的发展，数字化实验则提供了一个开放的平台，允许学生根据自己的兴趣和疑问，自主设计实验方案，进行探索性实验。在这个过程中学生的主观能动性和创新能力得到了充分地发挥和培养，并且学生在遇到困难的时候，可以通过数字化设备进行反复尝试和修改，而不必担心实验材料的浪费或安全风险，这种试错过程是培养学生解决问题能力的重要途径，由此可以看出数字化实验提供一个自由探索、自主设计和实践操作的环境，激发了学生的创造潜能，培养了他们的独立思考能力和解决问题的能力。

2、数字化实验在高中化学课堂教学中的应用策略

2.1结合教学目标，精心设计实验内容

在高中化学教学中应用数字化实验，教师要充分考虑课程的教学目标和内容，确保实验项目与教材的知识点紧密结合，从而有效地突出教学重点，解决学习难点，提升学生对化学知识的理解和掌握。例如在学习“化学反应速率”这一章节时，教师可以选择设计一个数字化实验，通过传感器测量不同条件下反应物的浓度变化，让学生直观地观察到温度、浓度、催化剂等因素对反应速率的影响，这样的实验内容与教学目标相符，还能够帮助学生形象地理解抽象的化学概念。与此同时教师还要针对课程中的难点内容，创设具有针对性的数字化实验，化学平衡是高中化学一个比较难以理解的概念，那么教师就可以利用数字化实验模拟化学平衡的建立和破坏过程，通过调整反应条件，让学生在虚拟环境中观察到平衡移动的方向，从而更好地理解勒夏特列原理。教学内容与教学目标的契合是数字化实验应用的前提，教师要结合学生的实际情况，精心设计教学内容，更有效地利用数字化实验资源，提升教学质量。

2.2创设情境，激发学生兴趣

情境教学是新时代教育当中一直提倡的教学方式，教师要能够对其进行灵活应用，将其融入数字化实验教学中，激发学生的好奇心和探究欲，提高他们对化学学习的兴趣。教师可以通过数字化实验软件模拟化学反应的过程，例如在学习“离子反应”时，教师可以利用数字化软件模拟一个离子反应的过程，比如展示硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠的过程，在此过程中，教师可以通过问题创设情境，提出问题“为什么硫酸铜溶液加入氢氧化钠溶液后会出现蓝色沉淀？”引导学生思考离子之间的相互作用，然后可以利用数字化实验的放大和慢动作功能，让学生观察离子在反应前后的变化，从而进行宏观现象的微观分析，从而让学生观察到铜离子与氢氧根离子结合形成氢氧化铜沉淀的过程，然后在模拟实验的基础上，教师可以进一步引导学生进行实际的试管实验，验证模拟实验的结果，让学生在实践上感受化学变化的真实性。这样情景化的教学方法，能够帮助学生建立起对离子反应的直观感受，有效激发了他们的好奇心和探究欲，提高了整体的教学效果。

2.3实时反馈，优化教学过程

    数字化实验通过传感器和计算机软件的配合，能够即时捕捉实验数据，并对其进行处理和分析，借助这些信息，教师能够根据学生的学习情况和实验进展，迅速调整教学策略，确保教学活动更加高效和有针对性。数字化实验过程中学生的每一步操作和实验产生的每一个数据都能被实时记录，如当学生进行酸碱中和反应的实验时，数字化实验设备可以即时显示溶液的pH值变化，教师和学生可以同步观察到中和点的到来，如果实验数据表明学生未能正确识别中和点，教师可以立即暂停实验，重新解释中和反应的原理，指导学生调整实验步骤。这一点是传统教学模式无法实现的，教师能够及时指出学生的操作错误，并给予正确的指导。这种反馈还能够促进个性化教学，每个学生由于学习能力和实验技能的不同，从而在实验中的表现也会有所差异，教师可以根据每个学生的实时数据反馈，提供个性化的辅导和支持。当学生普遍出现同一问题的时候，教师应当及时对教学策略进行调整，优化教学过程，确保数字化实验教学的有效性。

结束语

数字化实验弥补了一些实验现象不明显的不足， 提升了化学实验的可信度、可视度，对于化学核心素养的培养具有“催化剂”般的促进作用。但是，数字化实验的使用也要根据教学实际需要，不能将实验现象明显的实验拔高为数字化实验，否则会弱化学生观察和分析实验现象的能力。教师要能够结合实际教学情况，注重教学效果，结合教学目标，合理有效运用数字化实验，促使学生化学核心素养的发展。

参考文献

[1]姚增凤.数字化实验在高中化学教学中的应用[J].中国现代教育装备,2024,(16):36-37.

[2]叶君明.数字化在高中化学实验教学中的应用途径[J].教学管理与教育研究,2024,(05):24-26.