一、数字化探究实验室简介

数字化实验室是以真实实验为基础，通过各种传感器，将采集到的实验数据通过接口设备交由计算机，经过分析处理直接得到相关的图像，也就是在“信息化”环境下基于传感器和计算机的新型教学模式。

二、实际教学中的几个运用案例

1氧气、二氧化碳传感器的运用

九年级初中化学课程标准的“我们周围的空气”一级主题的活动与探究建议中“小组协作设计并完成实验:人呼出的气体与空气中二氧化碳相对含量的差异”，在“化学与社会发展” 一级主题的活动与探究建议中燃烧条件的实验探究，这几个实验都涉及氧气的体积分数、二氧化碳的体积分数，但是传统教学中，只给了“燃烧的蜡烛熄灭”“燃着的木条在呼出气体中燃烧时间较短”等描述，我在具体教学活动中专门设计了对这些实验中氧气体积分数的测定。学生分小组分别完成了“呼出气体与空气中氧气体积分数的测定”，“蜡烛燃烧更旺和蜡烛熄灭时氧气、二氧化碳体积分数的测定”，几组实验。下图依次为学生实验时的电脑记录原始截图，（呼出气体中氧气的含量，蜡烛熄灭时氧气的含量，蜡烛燃烧更旺氧气的体积分数）。

从图中可以看到，0点数据与实验开始后的数据有具体时间测定值和数据图像，学生既能看到数据与实验中现象的对应关系，也能在实验结束后再次通过图像的变化分析图像与实验现象的对应情况，既很好的突破了学生数形结合的难点，又能通过对数据的解读，把“质变”与“量变”结合在一起，让学生明白“燃着的木条在空气中燃烧的时间比呼出气体中燃烧的时间长”，为什么时间长？因为空气中氧气含量比呼出气体中多；为什么“充分燃烧需要‘充足’的氧气”，一定量的氧气蜡烛就可以燃烧，氧气的浓度增加一些，（之前让学生猜了一些数据作对比）就可以清楚的看到蜡烛燃烧更旺；蜡烛熄灭的原因是什么？因为就算是蜡烛已经熄灭了，氧气也还有，从图像中看，还不少；蜡烛熄灭的主要原因是氧气少了还是二氧化碳多了？学生通过后续试验数据对比认为，主要原因是二氧化碳的含量比空气中的大，这能让学生对教材中“充足”“含有”等描述性的词语的含义有了更清晰的了解，就像是溶解性与溶解度的关系一样，一个词有一定的数据范围。

2、PH传感器、温度传感器、钠离子浓度传感器的应用

中和反应是九年级化学的重要教学内容，也是培养学生“见著知微”的重要试验。传统教学是在氢氧化钠溶液中滴入酚酞试剂显色后再逐滴滴入稀盐酸，通过酚酞又从红色变为无色来说明反应物氢氧化钠已不存在于体系，从而推出氢氧化钠和稀盐酸生成其他物质发生了化学反应这一结论。但是学生对中和反应的实质和变化中相关离子的变化情况不清楚，教材上虽然有图片，很多学生是背图片并没有理解。利用数字化实验器材，在传统实验的同时测定钠离子浓度（随着盐酸的滴入溶液质量增加浓度略变小），PH值变化（在滴定终点会突然越过7，由碱性变为酸性），温度变化情况（稀酸滴稀碱温度无明显变化），带领学生从指示剂的变色情况、PH值变化情况，钠离子浓度、温度变化等不同的角度去观察记录实验，多方面的讨论验证反应的宏观结果和微观粒子变化情况，更好的培养学生多维度的探究问题、多角度的分析问题、最终提高提高学生解决问题的能力。

我校数字化探究实验室配备时间仅一年，以上是我在一年的教学中摸索出的一些实际应用案例，感觉基于信息技术构建的数字化探究实验室让学生的科学探究活动变得直观、精确，每一个现象背后都有数据的支撑，在一定程度上为学生“做科学”提供了条件，尤其值得强调的是学生在完成了结合传统实验的数字化实验后对化学学习的兴趣越发浓郁，觉得自己能像科学家一样完成更有深度的实验很骄傲，这对学生的影响可能是更深远的。