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数字化实验在高中化学电解质教学中的应用

天亮

内蒙古通辽第五中学,028000

摘要: 结合实际情况来看,随着现代数字化技术体系在教育教学事业中的深入应用,高中化学电解质教学中,数字化实验的价值愈发明显。借助数字化实验活动的开展不仅能够带领学生针对不同电解质溶液所具有的电导率进行测定,还可以进一步加强学生对电解质相关化学知识的认识,进而实现良好的课堂教学目标。基于此,本文针对数字化实验在高中化学电解质教学中的应用展开深入探索,希望能够对相关工作的开展起到一定的帮助。
关键词: 数字化实验;高中化学;电解质教学
DOI:10.12721/ccn.2024.117479
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引言:在高中教育阶段,电解质相关知识内容本身属于高中化学课程体系中的重要组成部分,传统教学模式下,因学生化学学习基础、学习能力等多种因素的影响,再加上电解质相关化学知识内容相对较为抽象,致使学生往往难以真正理解并掌握电解质溶液导电性问题,从而无法在清晰认知本课程知识内容的基础上,实现良好的学习目标。而数字化实验的应用则可通过带领学生针对电解质溶液电导率进行定量测定的方式,将相关知识内容、化学现象等有机转化为宏观图像,进而在全面提升高中化学电解质内容直观性的同时,进一步深化学生对本课程重难点知识的掌握程度,最终为高中教育阶段学生化学学科核心素养的形成及电解质教学质量的提升提供充分保障。

一、数字化实验应用问题

现阶段,数字化实验模式的出现为高中化学教学带来了全新的实验模式,通过数字化实验不仅能够有效提升化学实验的动态性,还可帮助学生在直观观察实验过程的同时,提升学生的实验探究能力,进而确保学生能够真正理解、掌握化学知识内容。针对高中化学电解质教学中数字化实验应用方面存在的问题进行深入分析则能够得知,数字化实验的应用问题主要表现在以下几个方面:一是教学观念陈旧。随着新课改工作的推进,学生在课堂中的主体地位得到了进一步明确,然而,由于部分教师教学观念过于陈旧,致使其虽能够认识到学生的主体地位,但仍会将成绩作为评价学生的主要依据[1]。进而导致其为有效推动学生学科成绩的提升而出现过于注重理论知识教学等现象,并无法正确认识到数字化实验具有的开展价值,最终使得高中化学教学中,数字化实验流于形式。二是师资力量薄弱。师资力量薄弱并非指传统意义上的教师数量,其指的是能够适应数字化实验教学的且能够紧随时代发展不断提升自身的教师队伍。在当前社会,由于部分高中学校所具备的教师骨干大多年龄较大,致使其往往难以深入理解并掌握数字化实验,再加上学校专业培训工作的缺失,导致高中化学教学中,数字化实验活动无法得以有效开展。三是宣传力度不足。高中化学教学工作,如未能够做好数字化实验方面的宣传工作,那么教师及学生便无法真正认识数字化实验在化学教学实践工作中具有的应用价值。结合实际情况来看,数字化实验通常涉及传感器、数据采集器以及计算机等现代化教学设备,其主要借助多个设备的一同应用帮助学生在针对化学实验进行直观观察的同时,加强学生对实验的动态化感受,并促使其能够通过直观观察的方式,进一步掌握化学实验中涉及的化学理论知识内容,最终为学生化学定量思维的形成打下坚实的基础[2]

二、数字化实验在高中化学电解质教学中的应用

高中教学阶段,电解质教学内容本身较为抽象且复杂,仅依靠传统的教学理念及实验模式往往难以帮助学生深入理解电解质知识内容。为此,教师需结合电解质教学要求,合理引入数字化实验,并做好数字化实验教法分析与设计工作,借助数字化实验的开展提升高中化学电解质教学质量,进而进一步提升学生对电解质知识内容的理解、掌握水平。对此,高中化学电解质教学中,教师应在正确认识数字化实验的基础上,强化数字化实验设计与实施力度。

(一)数字化实验教法分析

数字化实验的引入能够为高中化学电解质教学带来注入全新的力量。在具体教学阶段,首先,教师需将学生合理划分为多个学习小组,采用分组实验的方式,引导学生在小组内针对实验内容展开沟通交流,并做好实验方法设计及实验结构分析活动。其次,教师还可组织学生借助课前预习活动的开展,带领学生一同参与数字化实验活动的设计工作中去,从而在有效激发学生探索、学习欲望的同时,强化学生参与数字化实验活动的积极性,使其能够在实验过程中深入理解、掌握电解质知识内容[3]。总的来说,高中化学电解质教学工作中,数字化实验具有不可忽视的教学辅助作用,其能够在有效提升电解质知识内容直观性的同时,深化学生对本课程知识内容的认识,并进一步增加化学教学趣味性,最终促使学生在数字化实验中感受化学知识的探索乐趣,进而实现良好的高中化学电解质教学目标。

(二)数字化实验步骤设计

为充分发挥数字化实验在高中化学电解质教学中具有的应用价值,教师便需将数字化实验步骤设计工作的开展重点关注起来。首先,需结合课程教学要求做好实验装置的设计安装工作,并将数据采集器、电导率传感器及计算机等设备进行有效连接,借助数字化实验系统的应用,科学设计电解质实验标准。在此之后,便需将传感器插头放入电解质溶液中去,合理设置测量时间及测量时间间隔。其次,具体实验阶段,教师需带领学生分别量取适当的待测溶液,并对其电导率进行测量,通过新建曲线的方式,针对测量数据进行有效记录,进而为后续实验结果分析活动的开展提供充足的测量数据。

(三)高中化学电解质数字化实验分析

通过数字化实验的开展能够发现,电解质溶液的稀释使其浓度不断降低,电导率也随之降低,由此可见,溶液浓度属于影响其导电率的主要因素。其次,HCl,NaOH,NaCl均为强电解质,在浓度相同的条件下,溶液离子溶度、单个离子所带电荷量是相同的,但是,这三类融合在导电率方面却存在明显的不同,进而得出,除带电离子数量、单个离子带电量等因素外,离子迁移速率也属于影响电解质溶液导电率的主要因素之一[4]。此外,电解质溶液的导电能力与其强弱并不存在直接关系,因此溶液的实际导电能力并不能作为划分电解质强弱的依据。

此外,在浓度相同的条件下,强酸、强碱的导电率高于弱酸、弱碱,因而强电解质的电离程度高于弱电解质。借助数字化实验活动的开展不仅能够将微观电离以宏观图像的方式呈现给学生,还可帮助学生直观认识到强化电解质之间存在的区别,并进一步提升学生对电解质这一高中化学知识内容的学习兴趣,进而推动学生化学知识学习目标的实现,最终为其实验探究及创新意识的强化打下坚实的基础。

三、结语

综上所述,相对于传统化学实验模式来看,数字化化学实验活动的开展能够通过传感器的合理应用对实验数据进行有效采集,并借助计算机设备结合实验数据生成相应的变化曲线,进而进一步提升电解质知识内容的直观性,帮助学生正确认识到强弱电解质的不同及电解质溶液变化时电导率出现的变化。此外,数字化实验还可将微观的电解质离子浓度变化以宏观图像的方式呈现出来,从而有效推动学生化学科学思维方式的形成,并促使学生有效掌握化学学习方式的同时,优化学生学习方式,提升学生自主探究能力,最终确保学生能够在数字化实验活动的促进下,真正具备化学学科核心素养。

参考文献:

[1]刘一玮. 数字化实验在中学化学教学中的应用研究[D]. 山东师范大学, 2023.

[2]苟莉莉. 融合数字化实验 助力学生认知发展——数字化实验技术与高中化学教学的融合 [J]. 陕西教育(教学版), 2023, (09): 7-8.

[3]王海利. 巧用数字化实验 深度解析高中化学概念——以“分子间作用力”为例 [J]. 陕西教育(教学版), 2023, (09): 11-12.

[4]王潇敏. 数字化实验在高中化学教学中的应用研究[D]. 鲁东大学, 2019.