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摘要：数字信息系统实验室是基于传统的实验仪器，采用智能化传感器、数据采集器和实验分析软件组成的一种新的实验系统。它的精确性、准确性、适时性、探究性强，为实验创新的技术手段和平台。本文就利用数字化信息系统进行高中化学实验创新的研究作以下阐述。

关键词：高中化学;数字化信息系统;实验教学

一、结合实际学情，切入重点知识

数字化信息系统无疑可以从某种意义上弥补传统化学实验的缺陷。纵观以往的化学实验，由于受到主观、客观等因素的制约，老师们在示范、操作某些特定实验时，往往达不到最好的效果，使学生不能用实验来确定所包含的化学知识，反而会消磨他们对知识的探索，从而影响教学效果。通过数字化信息系统，可以有效地解决以上问题，使学生能够清楚、直观地了解化学原理，从而改善实验教学的质量。同时，通过对化学教学中的抽象理论和概念进行分析，使学生能够更好地理解和记住化学知识。

以“原电池效率实验研究”为例，老师将数字化实验导入课堂，提前准备导线、砂纸、盐桥、简易量热计、量简、烧杯、实验药品、电压传感器、电流传感器、温度传感器、图形数据采集器、平板/笔记本电脑等。首先制作100ml 1.0mol/L ZnSO4与1.0mol/L CuSO4溶液各500ml作为备用。然后用砂纸打磨出一些锌片、铜片，将各类传感器、数据采集装置与计算机相连。将100ml1.0mol/L ZnSO4与1.0mol/L CuSO4依次加入到简易量热计中，然后将温度传感器插入溶液中，保持2分钟左右，待溶液温度与传感器温度一致，然后将锌薄片倒入铜CuSO4溶液中，随后虽时间变化测量电压、电流、温度。

通过以上的数字化试验，我们可以看到，在同样的环境下，锌铜双液原电池的工作温度变化较小，化学能较少能够转化为热能，其电压和电流都相对稳定，化学能转换成电能的效率高。此种数字化实验可以引导学生对原有的细胞知识进行更深刻的理解，从而实现由单纯向复杂的认识转变，从而加深对化学的认识。

二、以数字化信息系统实验室使抽象原理实验化

某些化学原理受常规仪器的作用所限，无法在试验中得到有效证实。运用数字化信息系统实验室，运用数字化实验可验证化学平衡移动原理、弱电解质的电离平衡移动等理论知识，从而有效地解决教学中的难题，提高教学效果。

如，用常规的试验方法来研压强对化学平衡移动的影响，往往是以目视、目测的方法来进行的，不但没有直观的效果，而且缺乏精确性，使学生缺乏认同感。而将压强传感器的注射器吸入NO2，然后用力向上拉动注射器活塞，进行数据采集，即可获得压强变化的曲线图表。当活塞被拉起时，压强降低，下降到一定程度后稍有上升，然后保持稳定，表明平衡是向压强增大的方向移动的;当活塞被推进时，压强增大，上升到一定程度后稍有下降，然后又趋于平稳，这表明平衡是向压力降低的方向移动。

利用数字化信息系统强大的数据处理能力，可让同学们能够直观的感受到压力的改变对化学平衡运动的影响，同时也能很容易的了解勒夏特列原理中“减弱”的含义，其弥补了传统实验不能由表象转换为原理的缺陷，使理论知识落实为实验操作。

三、以数字化信息系统实现定量实验的集成化

数字化信息系统是一个集物理测量、制动控制、数据记录、数据分析、数据分析、测量结果多模式显示的综合实验平台，其可充分发挥实验仪器作为化学实验承载体的主要功能。

如，常规的定量实验酸碱中和滴定，需要测量、记录多个 pH值，并用人工绘制突变曲线，这是一项难度较大、实验过程误差较大、实验教学效果较差的实验。

而将试验设备装配成如图所示，将20mL0.1000mol/L氢氧化钠溶液添加到烧杯中，将0.1000mol/L盐酸添加到上方的注射滴管中。其实验数据可及时、动态、直观地转化成了变异曲线。

通过对数字信息化系统强大集成性的应用，学生可以从繁琐、低效的实验操作中解放出来，并可以很容易的感知到变异曲线的存在和动态产生，从而达到量化实验的一体化，提高实验效率。

四、以数字化信息系统实现定性实验定量化

某些化学试验应当用数据来描述，而传统的实验仅能通过定性的实验来进行简单的模糊验证，或者仅限于理论上的说明。通过数字化信息系统室，可以将盐类水解程度强弱、化学反应速度快慢、热效应等定性实验，都转变成直观的数据，让原本只能通过现象来解释的实验，变成精确的数据体现。

如，在探究Mn02条件下对不同浓度的H202分解影响实验时，可以用压强传感器来显示气体生成的速度快慢。

将2 ml2%的双氧水和5滴1mol/LFeCl3溶液添加到试管中，然后用与压力传感器相连的胶塞堵住试管口，并观察其气压的变化。将2 ml5%的双氧水和5滴mol/L FeCl3的溶液添加到另一试管中，重复上述步骤，获得了在不同浓度下双氧水分解的压强与时间图像。

通过此种数字信息系统的实验创新，实现了以前无法实现的实验，数据的即时、准确显示，为设计量化实验提供了可能性。通过对化学的研究，使学生能够从量的观点来理解其变化的性质，从而使化学的科学性更加突出。新奇的视角，新奇的实验，更能激发学生的学习兴趣。

五、数字化信息系统实验室能实现科研探索的实践性

数字化信息系统实验室具有方便携带、操作简单、数据处理功能先进等优点，为广大师生提供了一个良好的科研平台。

如，二氧化碳传感器、溶解氧传感器、 pH传感器、浊度传感器等，对空气质量、水质检验等进行探索性的研究。学生通过这些仪器进行相应科学探究，可以加深对环境污染和保护环境的理解，提高其化学知识的实践性和应用性。

结语：总而言之，数字化信息系统为高中化学教学及实验的创新提供了一种新的技术方法与思维路径，这是一次符合时代发展要求的教育变革，其将传统的化学实验教学推向了一个崭新的、信息化的时代。其在转变全新教育理念的同时，也可让学生感受到科技的魅力，从而实现“器为我用”的教育理念。而不论什么方式方法，其根本目的都是为了更为高效的教育。这便需要每一位高中化学教师都在持续性的教育教学中去进行不间断地补充和完善，以此切实使化学知识服务于学生、服务于社会。

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