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高中化学教学中数字化实验的应用分析
数字化实验是指利用数字技术与计算机软硬件相结合，对化学实验进行模拟和仿真，
以达到提高教学效果的方法。
数字化实验在高中化学教学中的应用，可以有效地提高学生
的实验操作能力和理论知识水平，同时也能够减少实验成本，提高实验安全性。
首先，数字化实验能够提高学生的实验操作能力。
在数字化实验中，学生能够借助计
算机的帮助来完成实验，操作过程更加简单、直观，避免了实验中一些容易出现的误操作。
同时，数字化实验的实验数据能够在较短时间内自动分析，学生能够更好地掌握实验过程
中的关键环节，更好地理解化学实验原理。
其次，数字化实验能够提高学生的理论知识水平。
数字化实验中，学生能够在自主探
索和实验中体会化学现象，更好地掌握化学实验的基本概念和规律。
在数字化实验中，学
生能够通过控制不同的变量，了解不同实验条件下的反应结果，增强学生对化学反应的认
识和理解。
除此之外，数字化实验还能够减少实验成本并提高实验安全性。
高中化学实验涉及到
大量有毒有害的化学品，而数字化实验的实验材料无需购买原材料，节省了大量实验成本。
数字化实验还可以利用虚拟实验室来模拟燃烧、爆炸等危险情况，学生能够在安全的环境
下体验危险操作，更好地掌握实验安全技能。
初中化学数字化实验校本化研究初探随着信息技术的不断发展和教育教学改革的深入推进，数字化实验已逐渐成为化学教学中一种新的实践方式。
数字化实验教学能够有效地提高学生的实验技能和实验操作能力，激发学生的学习兴趣和创新意识，提高学生的科学素养和综合能力。
本文通过对初中化学数字化实验校本化研究初探，旨在探讨数字化实验在初中化学教学中的应用和影响。
一、初中化学数字化实验的基本概念数字化实验是指利用计算机技术和多媒体技术对传统的实验进行模拟和虚拟，通过模拟操作或者虚拟实验，来达到教学目的的一种实验教学方式。
数字化实验包括实验模拟、虚拟实验和远程实验三种形式。
实验模拟是通过计算机模拟实验过程，呈现实验现场和实验过程，让学生在模拟环境中进行实验操作。
虚拟实验是通过计算机对实验现象进行三维动态展示，让学生在虚拟环境中观察、操作、探究实验现象。
远程实验是通过互联网和远程实验设备，学生可以通过计算机远程操作实验设备进行实验。
校本化是指依据学校实际情况和教学特点，充分挖掘和利用学校内外的教育资源，通过教师和学校的自主开发和研制，形成符合学校教育教学要求的教材、教学方法和课程体系。
1.提高实验安全性。
数字化实验可以避免学生在化学实验中接触有毒有害的化学品，减少实验事故的发生；2.节约实验设备和化学品的使用，降低实验成本；3.促进学生动手能力和实验思维的培养。
通过数字化实验，学生可以随时随地进行实验操作，培养实验技能和实验思维，提高学生的动手能力和实验操作能力；4.激发学生的学习兴趣和创新意识。
数字化实验增加了实验的趣味性和趣味性，激发学生对化学的兴趣和热爱，培养学生对科学的创新意识和实验精神；5.丰富实验内容和方式。
数字化实验可以展示一些传统实验无法展示的化学现象，增加了实验内容的多样性，丰富了实验方式和手段。
1.建设数字化实验教学平台。
学校可以利用现有的网络资源，建设一套数字化实验教学平台，提供实验模拟和虚拟实验资源，学生可以通过平台进行线上实验操作和实验探究。
关于在高中化学中展开学生数字化实验的研究上海市浦光中学徐琤雅张玲杨宇翔目前数字化实验已深入到社会生产和生活的各个领域，对数字化实验的核心设备——各种传感器及微电极的研究为我国分析化学领域优先资助的前沿课题。
在中学化学教育中引入数字化实验教学，一方面弥补了传统实验工具的缺陷，使实验的方法更加先进，实验的数据更加准确，实验的步骤更加清晰；另一方面革新了化学实验仪器与方法，拓展了化学实验的内容。
我校有非常有利的硬件条件——专属数字化教学的实验室。
为了有效地利用学校现有资源，为了将数字实验与教学实践更好的结合，通过对几个典型的中学化学实验的研究与改进，将其传统的实验操作方法改进为数字化操作，定位于可广为推广的学生实验，应用于日常教学与学生的研究型学习。
同时对中学化学教学中合理应用数字实验提供一定的教学参考，进一步推进数字实验在教学中的优势发挥应用，从而有效地提高高中化学的教学质量。
本研究在高中化学新教材的教学中积累相关案例，从实践中研究与改进几个典型的中学化学实验，将其传统的实验操作方法改进为数字化实验，应用于日常教学与学生的研究型学习。
对中学化学教学中合理应用数字实验提供一定的教学参考，发挥数字实验在教学中的优势，使之与课堂教学更为合理、紧密地整合。
课题研究内容：（1）研究能广泛适用于高中化学教学的学生数字化实验案例。
（2）研究学生数字化实验方案及其实验报告的设计。
（3）研究比较学生数字化实验与传统学生实验的教学效果。
（4）研究学生数字化实验对高中化学教学的实践价值。
（5）研究学生数字化实验对于提高学生能力的意义。
（6）研究在实践过程中所遇到的问题。
研究结果：（一）能广泛适用于高中化学教学的学生数字化实验案例。
在高中学段化学理论体系中，理论上有不少可用数字化实验实现的实验。
此外，将若干传感器很好的组合，更可实现大型的、户外或与实际生活相关的学生探究性实验，比如水质测定、饮料成分测定、碘盐中含碘量的测定等等。
数字化实验在中学化学教学中的应用研究随着数字化技术的发展，数字化实验在中学化学教学中得到越来越广泛的应用。
数字化实验是利用计算机技术和多媒体技术模拟和展示实际的化学实验场景，以达到教学目的的一种教学手段。
本文将从实验设计、实验展示和实验评价三个方面来探讨数字化实验在中学化学教学中的应用研究。
数字化实验可以在实验设计阶段发挥重要作用。
传统的物理化学实验需要大量的实验器材和试剂，而数字化实验则相对简单和经济。
教师可以利用计算机软件和多媒体资源设计出符合课程要求和教学目标的实验场景，通过数字化技术模拟和演示实验步骤，设计出合理的实验流程和操作步骤。
这样不仅可以提高实验的教学效果，还可以减少实验器材和试剂的使用量，降低实验的成本。
数字化实验在实验展示阶段起到了重要的作用。
数字化实验可以通过计算机屏幕和多媒体设备清晰地展示实验步骤和化学反应过程。
学生可以通过观看数字化实验的展示视频，了解实验的整个过程和原理。
而传统的实验中，学生只能通过实际操作来观察实验现象，可能会因为操作失误或实验条件的限制而无法观察到完整的实验过程。
通过数字化实验，学生可以更加直观地理解实验原理，提高学习效果。
数字化实验在实验评价阶段也有着重要的作用。
传统的实验评价主要依靠学生的实验报告和实验结果，而数字化实验可以通过计算机软件实时记录学生的实验数据和实验操作过程，在实验评价上提供更加客观和全面的数据支持。
教师可以通过数字化实验的评价系统对学生的实验操作技能和实验报告进行评估和分析，为学生提供个性化的学习指导和反馈。
数字化实验在中学化学教学中的应用研究具有重大的意义。
通过数字化实验，不仅可以提高实验教学的效果和效率，还可以降低实验成本和安全风险。
相信在未来，随着数字化技术的不断发展和进步，数字化实验将在中学化学教学中发挥越来越重要的作用。
初中化学数字化实验校本化研究初探摘要: 数字化实验是指使用数字技术来模拟化学实验的过程及结果。
通过数字化实验，学生可以在虚拟实验环境中进行化学实验，提高实验操作的安全性和效率，培养学生的实验技能和科学思维能力。
本文从初中化学数字化实验的校本化研究角度，探讨了初中化学数字化实验的意义、现状以及校本化研究的过程和方法。
一、初中化学数字化实验的意义1. 提高实验操作的安全性和效率。
数字化实验可以避免学生操作实验设备时发生意外及操作不当导致的错误，降低了实验过程中的风险。
数字化实验可以提高实验操作的效率，缩短实验时间，使学生更加充分地进行观察和分析。
2. 培养学生的实验技能和科学思维能力。
数字化实验可以帮助学生更加直观地了解实验过程和结果，培养学生的实验技能。
通过数字化实验，学生可以进行多次实验，加深对实验规律和原理的理解，提高学生的科学思维能力。
3. 提供开放性、探究性学习环境。
数字化实验可以采用多媒体、三维动画等形式，展示实验过程和结果，激发学生的兴趣，促进学生主动参与和探究。
学生可以根据实验结果进行分析和推理，培养学生的逻辑思维和创新能力。
二、初中化学数字化实验的现状目前，我国初中化学教学中数字化实验的应用还处于起步阶段。
一方面，学校设备条件有限，无法普及数字化实验设备；教师对数字化实验的认识和应用还相对薄弱。
需要通过校本化研究，推动初中化学数字化实验的发展。
三、初中化学数字化实验的校本化研究1. 确定校本化研究的目标。
校本化研究的目标应该是适合学校教学实际的数字化实验方案。
学校可以根据自身的教学条件和学生特点，确定数字化实验的内容和形式。
2. 开展数字化实验的教师培训和支持。
教师是数字化实验的推行者和参与者，需要进行相关培训，提高其数字化实验的应用能力。
学校可以组织专门的培训班，邀请专家讲解数字化实验的教学方法和技巧，加强教师对数字化实验的支持。
3. 进行数字化实验的评价和反馈。
校本化研究的一个重要环节是对数字化实验进行评价和反馈。
高中化学教学中数字化实验的应用分析随着信息技术的不断发展和普及，数字化教学已经成为现代教育的重要组成部分。
在高中化学教学中，数字化实验成为了一种新的教学手段，它使得实验操作更加安全、便捷，同时能够更好地激发学生的学习兴趣和提高他们的实验技能。
本文将从教学现状、数字化实验的优势、具体应用和发展趋势等方面对高中化学教学中数字化实验的应用进行分析。
一、教学现状目前，我国高中化学教学中普遍存在着实验仪器不足、实验操作难度大等问题，而传统的实验教学方式也难以满足学生的学习需求。
一些复杂、危险的实验往往无法在课堂上进行，这给教学带来了很大困难。
我们需要一种新的教学手段来弥补这些不足。
二、数字化实验的优势数字化实验是利用计算机、虚拟仪器和模拟程序等技术手段进行实验操作和观测的一种教学方式。
它具有以下几个优势：1.安全性高：数字化实验不需要使用真实的化学试剂和仪器设备，能够避免一些危险、有毒的物质对学生的伤害。
2.便捷性：学生可以在计算机上进行实验操作，不受时间和地点的限制。
老师也可以在教学中随时演示虚拟实验，提高了实验教学的灵活性和便捷性。
3.激发学生兴趣：数字化实验可以通过多媒体展示实验内容，使得学生更加直观地理解化学原理，从而更容易激发他们的学习兴趣。
4.提高实验技能：通过数字化实验，学生可以反复进行操作，不断调整实验条件，增强实验技能，提高实验操作的准确性和灵活性。
三、具体应用1.虚拟实验模拟：通过使用虚拟实验软件，学生可以在计算机上进行模拟实验操作，如滴定、溶解、加热等。
这种虚拟实验可以很好地模拟真实的实验操作，使得学生可以更加直观地理解实验原理。
2.多媒体教学：教师可以利用多媒体技术展示化学实验视频，让学生在屏幕上观看实验操作，加深对实验过程的理解，同时也能够避免一些危险实验对学生的伤害。
3.实验数据分析：在数字化实验中，学生可以通过虚拟仪器得到实验数据，并且可以通过计算机软件进行数据分析和处理，从而更加直观地了解实验结果。
数字化实验在高中化学教学中的应用研究徐海波(宜昌市第一中学ꎬ湖北宜昌４４３０００)摘㊀要:随着时代的进步和科技的不断发展ꎬ数字化实验仪器及系统在高中化学教学中得到了越来越广泛的应用.将数字化实验引入高中化学教学教研活动中ꎬ不仅有助于激发学生参与实验研究的热情ꎬ而且促进了教师和学生思维方式的转变ꎬ提高了教师和学生解决问题的能力.数字化仪器的应用ꎬ大大提高了实验教学的精度ꎬ为精准教学㊁提高教学实效提供了保证.关键词:数字化仪器ꎻ实验教学ꎻ应用途径ꎻ高中化学中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２３)２７－００８９－０３收稿日期:２０２３－０６－２５作者简介:徐海波(１９８０.２－)ꎬ男ꎬ湖北省红安人ꎬ中学高级教师ꎬ从事化学教学研究.基金项目:２０２１年湖北省教育科学规划一般课题 新课程背景下数字化实验在高中化学教学中的应用研究 研究成果(课题编号:２０２１ＪＢ２８３)㊀㊀自使用新教材以来ꎬ数字化实验越来越多地在教材中得到体现.如人教版高中化学必修第一册第４５页 验证次氯酸光照分解产物的数字化实验 中ꎬ首次明确了使用数字化仪器进行化学实验.其中学生新接触的仪器有:ｐＨ传感器㊁氯离子传感器㊁氧气传感器.利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集和分析ꎬ让学生分析最终实验结果ꎬ得出结论.该节实验课的开设ꎬ开拓了学生理论知识学习的新方式ꎬ加强了概念理解过程中的证据推理过程ꎬ同时正式明确了数字化实验教学在高中化学教学中的地位.我校自建立数字实验室以来ꎬ全体化学教师均全面系统地参与了数字化仪器的使用培训ꎬ并积极将数字化实验应用在课堂以及日常教研和各类优课竞赛中ꎬ均取得了不错的效果.数字化实验教学的开展ꎬ也将教师和学生从重点关注实验现象引入到关注实验过程与原理ꎬ将化学实验带入到准科学探究的阶段.教师也逐渐在改变实验教学方式ꎬ从 直接性㊁强制背记 的方式转变为 引导性㊁形象化 为理论依据ꎬ进行证据推理ꎬ促进学生必备能力的形成和素养的发展.下面就数字化实验对高中化学教学带来的影响进行简单的探讨.１有助于加强学生对概念的理解ꎬ强化理论知识的学习㊀㊀高中化学教学中ꎬ概念的学习是基础环节ꎬ但同时也是教师教学的难点.学生往往就是因为对概念理解不透彻和表达不完整ꎬ导致在后续学习中无法系统地掌握知识体系.而部分理论知识的学习ꎬ因为教师教学缺乏证据支撑ꎬ导致学生只能 死记硬背 ꎬ学生也在学习过程中逐渐丧失学习乐趣ꎬ缺乏应用知识的能力[１].化学中的离子反应㊁弱电解质的电离㊁分子间作用力㊁化学平衡等概念教学ꎬ都可以通过数字化实验教学来加强学生对概念的理解.像我校青年教师在参加全市 高中化学素养课堂 教学竞赛中ꎬ 水的电离和溶液的ｐＨ 一课就应用９８了数字化实验探究温度对水的电离平衡的影响.数字化实验应用部分:ʌ微观探析ɔ测定不同温度时蒸馏水的电导率实验仪器及用品:温度传感器㊁电导率传感器㊁磁力加热搅拌器㊁烧杯等.已备知识:水的电离程度越大ꎬ离子浓度越大ꎬ水的电导率越大.实验现象:随着温度的升高ꎬ蒸馏水的电导率呈增大趋势.实验结论:升高温度ꎬ水的电离平衡正向移动.设计意图:(１)结合前面所学弱电解质相关知识推导影响水电离平衡的因素ꎬ培养证据推理意识ꎬ注重前后知识衔接和学生由浅入深的认知特点ꎻ(２)数字化实验仪器可以测得实验中的某些细微变化ꎬ将不易观察的实验现象呈现成数据ꎬ进而得出结论.提高学生总结实验现象㊁归纳实验结论的能力ꎬ培养证据意识ꎻ(３)通过实验具体操作提高学生实验操作能力ꎬ规范学生实验操作技能ꎬ通过对实验数据的分析提高学生分析实验数据并总结规律的能力.本堂课数字化实验的应用ꎬ对实验探究有如下影响:一是方便了证据的收集.电导率传感器的使用ꎬ可以更快更准确地获得可连续的监测和采集实验数据ꎬ让学生将更多的精力投入到其他更有创造性的方面ꎬ而非像传统实验一样需要紧盯实验现象.另外ꎬ设备测出来的数据和证据以图表和数字为主ꎬ更为直观.二是解释和结论更加直观有效.根据实验现象ꎬ随着温度的升高ꎬ蒸馏水的电导率呈增大趋势ꎬ可以直观地得出实验结论ꎬ培养了学生证据意识.２有助于拓展探究问题的深度和广度ꎬ丰富学生知识体系㊀㊀探究式教学在日常教学中广被教师应用ꎬ但如果探究的问题枯燥和平淡ꎬ学生将会失去探究的乐趣.数字化实验可以将有些原来学生只能 意会 的问题数字化㊁外显化ꎬ让学生通过观察实验数据ꎬ拓展探究问题的深度和广度ꎬ进而丰富知识体系.我校另一名青年教师在参加省 高中化学素养课堂 竞赛时ꎬ ＣａＣｌ２溶液和ＮａＨＣＯ３溶液的反应原理及应用 一课选择使用数字化实验来探讨其反应原理中是否有二氧化碳气体生成.数字化实验应用部分教学设计:ʌ微观探析ɔ测定０.２０ｍｏｌ/Ｌ的ＣａＣｌ２和ＮａＨＣＯ３溶液混合后有无ＣＯ２气体产生实验仪器及用品:二氧化碳传感器㊁烧杯等.ʌ已有结论ɔ根据实验现象可知ꎬ０.２０ｍｏｌ/Ｌ的ＣａＣｌ２和ＮａＨＣＯ３溶液混合后ꎬ溶液变浑浊ꎬ有ＣａＣＯ３沉淀生成.ʌ创设情境ɔＣａＣＯ３沉淀的生成ꎬ会促进ＨＣＯ－３的电离ꎬ使溶液中ｃ(Ｈ＋)会增大.Ｈ＋和ＣａＣＯ３沉淀为何不反应?ʌ学生回答ɔＨ＋可能和溶液中的ＨＣＯ－３结合生成水和二氧化碳气体.ʌ教师追问ɔ刚才的实验中大家有没有观察到气泡?ʌ学生回答ɔ没有.ʌ核心提示ɔ没有气泡ꎬ可能是二氧化碳的生成速率很慢或者二氧化碳生成量很少.ʌ教师示范ɔ我们用二氧化碳传感器来检测实验中究竟是否有二氧化碳生成.ʌ核心提示ɔ曲线表明ꎬ二氧化碳的浓度在增大ꎬ说明该反应中确实有二氧化碳生成.ʌ任务驱动ɔ请同学们写出两者反应的化学方程式.本堂课数字化实验的应用ꎬ对实验探究有如下影响:一是拓展了问题的深度和广度.在学生已有知识中ꎬ会认为ＣａＣｌ２溶液和ＮａＨＣＯ３溶液是不会发生化学反应的ꎬ因为这两种物质不符合复分解反应发生的条件.而本节课ꎬ通过实验设计ꎬ将不同浓度的两种溶液混合ꎬ然后通过数字化实验仪器对产物进行测定ꎬ通过所观察到的实验现象和数据ꎬ学生可以得出结论ꎬＣａＣｌ２溶液和ＮａＨＣＯ３溶液在一定浓度下可以发生反应产生碳酸钙沉淀和二氧化碳气体.学生还可以进一步思考和分析这两种物质发生反应０９的本质ꎬ因为在溶液中ＨＣＯ－３可以电离出ＣＯ２－３和Ｈ＋ꎬ当溶液中ｃ(Ｃａ２＋)ｃ(ＣＯ２－３)>Ｋｓｐ(ＣａＣＯ３)时便会有沉淀产生.二氧化碳传感器的应用ꎬ证明了二氧化碳产生的事实ꎬ学生也达到了本节课的学习目标.二是知识的迁移应用更有方向性和指导性.根据以上实验现象结论ꎬ学生可以推导出Ｂａ２＋㊁Ｆｅ２＋㊁Ｍｎ２＋等在一定条件下也可以与ＨＣＯ－３发生反应产生沉淀和气体ꎬ并且可以进一步用数字化实验进行验证该结论ꎬ达到丰富知识体系的目的.３有助于创设不同的导入情景ꎬ激发学生学习的热情㊀㊀情景的创设是否精彩是一节课成功与否的重要基础.教师常采用化学史科普㊁真实情境㊁科学视野等来创设新课导入情景ꎬ达到激发学生学习热情的目的.如果能将数字化实验作为一节课的情景导入ꎬ也可以进一步点燃学生的学习热情[２].比如在学习新课 有关化学反应速率的测定实验 时ꎬ我校青年教师通过带领学生对教材实验设计进行质疑ꎬ然后开展了 运用数字化仪器对化学反应速率测定实验的改进 一课ꎬ效果优秀ꎬ学生反应激烈.数字化实验应用部分:ʌ微观探析ɔ测定浓度(锌与不同浓度硫酸反应)对化学反应速率的影响实验仪器及用品:温度传感器和气体压强传感器㊁电子天平㊁１０００ｍＬ抽滤瓶㊁２５０ｍＬ容量瓶㊁量筒㊁烧杯㊁玻璃棒等.改进后的实验装置如图１所示.图１㊀改进后实验装置图数字化实验结果如图２所示.ʌ实验创新要点ɔ(１)选取适量的锌粒和合适浓度的硫酸溶液ꎬ在抗压能力较大的抽滤瓶中进行反应ꎻ图２㊀数字化实验结果(２)使用数字化仪器ꎬ将不易直接观察的物理量直观可视化ꎬ同时提高了实验的准确性ꎻ(３)解决了在非标准状况下ꎬ通过气体的体积计算化学反应速率的问题ꎻ(４)通过一次实验完成了测定不同浓度下硫酸与锌的反应速率ꎬ更好的为下一节 影响化学反应速率的因素 做铺垫.本堂课数字化实验的应用ꎬ对新授课有几个影响.一是完善了实验设计的准确性.课本实验是通过测定活泼金属与酸反应产生相同体积气体时所需要的时间来达到测量化学反应速率的目的ꎬ但是忽略了反应过程中金属与酸反应温度的变化等因素.而利用数字化仪器采集数据ꎬ提高了实验的准确性ꎬ解决了在非标准状况下ꎬ有气体参与时ꎬ化学反应速率的计算问题ꎬ得出更准确的结论.二是反思和评价更加客观有效.数字化实验仪器的引入让探究活动过程记录更细致更完整ꎬ使分析㊁质疑㊁反思和评价时有了更客观的依据.该实验设计同样存在着不足ꎬ在课堂上有学生质疑反应体系温度不均匀ꎬ温度传感器局限于测定反应体系的局部温度ꎬ整个实验还存在一定误差.所以数字化实验的开展能使评价更为客观和更具备发展性ꎬ有利于学生的成长ꎬ能培养学生严谨的科学态度和辩证思维.参考文献:[１]陈琛ꎬ董熊辎ꎬ姚如富ꎬ等.数字化实验在化学教学中的应用[Ｊ].合肥师范学院学报ꎬ２０１８(５):７８－８１.[２]裴传友ꎬ马善恒ꎬ杨芹.中学化学数字化实验的发展与应用[Ｊ].化学教学ꎬ２０２０ꎬ４２(２):５６－５８.[责任编辑:季春阳]１９。
数字化实验在高中化学教学中的应用研究摘要：在全面改革高中化学时，各种创造性的教学对策及教学工具应运而生，数字化实验则是典型代表。
教师着眼于化学实验这一重难点板块积极整合现代化数字化的教学工具，全面激发学生的学习热情。
让学生在自由宽松、民主和谐的学习氛围中自主设计化学实验方案，独立自主的完成学习任务，对所学习的化学知识有更加深刻的理解，真正实现融会贯通和乐学善学。
关键词：数字化实验；高中化学教学；应用研究引言化学实验在高中化学中所占的比重较高，对学生学科核心素养的培养及提升有重要影响。
为了打造品质课堂，教师需要调整教学重心，结合素质教育改革提出的教学要求尝试多种现代化的教学对策，整合利用优质的教育资源吸引学生的注意力。
经验丰富的教师借助数字化实验来指导学生学习化学知识，刺激学生的多个感官，逐步完善教学模式，让学生能够对化学知识有耳目一新的感觉。
一、数字化实验在高中化学教学中的应用价值从学校的层面来看，数字化实验对推进教育创新和优化升级有重要影响，能够维护学生的人身安全。
一部分化学实验存在有毒物气体，实验操作难度系数相对偏高，数字化实验活动规避这一负面影响。
教师也会将主要精力放在教学改革上，稳步提升化学教学层次及水准。
从教师层面来看，数字化实验能够减轻教师的教学负担，确保教师实现省时省力。
化学实验对教学条件的要求较高，教师需要耗费大量的时间和精力，最终的实验结果也无法得到保障。
数字化实验则能够为教师提供更多的支持，全面突破时空限制，教师可以结合教学时间和进度，借助多种数字化工具组织模拟实验。
最后，从学生层面来看，学生能够获得更多参与实验的机会，在动手操作的过程中深入理解和领悟化学知识的原理，不再停留于知识的表层。
二、数字化实验在高中化学教学中的应用对策（一）深度理解科学原理及概念数字化实验是时代发展的产物，离不开现代信息技术。
教师需要打破教学常规，全面优化教学过程，提升课堂教学质量。
从科学原理和科学概念着手，确保学生在深度理解的过程中自觉独立的完成实验任务。
高中化学教学中数字化实验的应用随着科技的不断发展，数字化技术在教育领域的应用越来越广泛，其中包括化学实验教学。
传统的化学实验教学存在着诸多问题，比如安全隐患、资源浪费等。
而数字化实验则可以通过模拟实验、虚拟实验等形式，顺利地解决这些问题。
在高中化学教学中，数字化实验逐渐成为了一种新的教学方式。
本文将讨论在高中化学教学中数字化实验的应用，并探讨其优势和未来发展方向。
数字化实验在高中化学教学中的应用主要体现在两个方面：一是利用模拟软件进行虚拟实验，二是通过实验数据的统计和分析来进行理论和实验的结合。
在虚拟实验方面，学生可以通过模拟软件来进行一些比较危险的实验，比如反应剧烈、有毒物质、高温高压实验等，这样可以避免实验中出现的意外伤害，确保学生的安全。
虚拟实验还可以模拟现实实验场景，让学生在虚拟环境下进行实验练习，提高他们的实验操作能力和实验设计能力。
实验数据的统计和分析可以帮助学生更好地理解化学知识，将理论知识与实验数据相结合，加深对化学概念的理解。
数字化实验在高中化学教学中的应用具有多种优势。
数字化实验可以节约资源，减少实验室和实验设备的使用。
在传统的化学实验中，一次实验需要消耗大量的化学试剂和实验仪器，而虚拟实验可以无需这些资源，大大节约了教育资源。
数字化实验可以提高实验的效率。
传统实验中需要进行实验前的准备工作、实验操作和实验后的清理工作，这些都需要花费大量的时间，而虚拟实验无需进行这些准备和清理工作，节约了更多的时间用于实验操作和数据分析。
数字化实验可以增加实验的安全性。
化学实验中常常涉及到一些危险物质或者高温高压等实验，虚拟实验可以避免这些危险，保障学生的安全。
数字化实验可以提高学生的参与度。
传统实验中，往往只有实验操作者才能真正参与其他学生只能作为旁观者，而虚拟实验可以让所有学生都能参与增强了学生的参与感和学习效果。
数字化实验在高中化学教学中还存在一些问题和挑战。
一些虚拟实验软件的质量参差不齐，有些虚拟实验软件的真实性和可信度不高，对学生的学习效果产生一定的影响。
教育硕士学位论文中学化学学生数字化实验的可行性研究研究生：指导教师：培养单位：专业学位领域：学科教学（化学）完成时间：答辩时间：学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。
本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。
本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。
学位论文作者签名：日期：学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。
学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以采用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。
学校可以向国家有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。
（保密论文在解密后遵守此规定）保密论文注释：本学位论文属于保密论文，密级：保密期限为年。
学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：摘要学生实验是化学课程教学中不可缺少的部分，数字化实验体现了现代化学课程的时代特色，作为学生实验有利于推动中学化学实验改革。
故本研究以4例中学化学数字化实验为切入点，利用澳大利亚的ACELL学生实验可行性评价系统探讨了数字化实验作为学生实验的可行性，为数字化实验作为学生实验进入中学日常教学提供实践基础。
本研究分为六个部分。
第一部分为绪论，综述了研究的缘由、研究目的、意义，界定了相关概念。
第二部分为数字化实验的文献研究，对国内外数字化实验的研究内容与发展现状进行回顾与分析。
第三部分介绍本研究的研究方法。
第四部分介绍ACELL学生实验可行性评价系统，说明了ACELL的目的、评价工具、评价流程，以及相关的案例。
第五部分对设计的4例化学学生数字化实验进行可行性研究，采用ACELL评价方法，通过26位在职教育硕士对4个数字化实验的亲自实施和问卷调查及用三角互证法对调查结果的分析，得出结论，并根据反馈对实验进行改进。
第六部分为研究的结论与反思。
研究得到以下结论：本研究设计的4个中学化学数字化实验作为学生实验在教学上具有可行性。
主要表现为：（1）这些实验具有可操作性，并且在化学学习中具有价值；（2）这些实验具有显著的教学效果，学生在完成相应的数字化实验后，基本上能够达到预定的教学目标；（3）这些实验的实验单中实验目标清晰、操作步骤明确、实验介绍充分、评价标准明确，能够满足学生做实验时的要求；（4）在一节实验课中完成一例学生数字化实验的时间是合适的。
研究也说明用ACELL评价系统评价学生实验的可行性是科学和有效的。
论文最后对本研究的不足进行了反思，对进一步研究的方向进行了展望。
关键词：数字化实验，学生实验，可行性IAbstractStudents’ laboratory experiment is an indispensable part in chemistry teaching. Microcomputer-Based Laboratory （MBL）which reflects the era characteristic of modern chemistry courses is conducive to promote the reform of high school chemistry experiment when using it as students’laboratory experiment. For this reason, we broke through from MBL experiments of 4 high school by using Australia ACELL (Advancing Chemistry by Enhancing Learning in the Laboratory) approach to explore whether it is feasible to introduce MBL experiments as students’laboratory experiments. According to these results, practical MBL experiments using as a daily laboratory experiment in high school is practical. .This paper contains six parts as follows: Firstly, the reason,purpose, relevant concepts of this research were described in the preface. In the second part, we reviewed the domestic and foreign development of MBL. In the third part, the research methods of this study were introduced. In the forth part, we introduced the ACELL approach, including the aims, survey instruments, evaluation process and published outcomes of ACELL. In the fifth part, we study the feasibility of 4 cases of students’ laboratory MBL experiments. Using ACELL approach, 26 on-the -job masters personally did 4 cases of MBL experiments and completed questionnaires. Then we used triangulation to analysis the results of questionnaires, afterwards we obtained the conclusion and optimized the MBL experimental design . In the sixth part, some conclusions and reflections have been simply examined.The conclusions of this research including:4 MBL experiments we designed in this research are feasible in laboratory experiments teaching. The main performance of this conclusions are: (1) These experiments are operable and valuable in chemistry teaching. (2) These experiments have remarkable teaching effect, and students can achieve predetermined teaching goals after completing corresponding MBL experiments. (3) Clear learning objectives, unambiguous operation steps, sufficient background information and appropriate standards satisfy the requirements of the students when doing experiments. (4) It is appropriate to complete a MBL experiment in a class. The research also shows that using ACELL approach to evaluate the feasibility of students' laboratory experiment isIIscientific and effective.Finally, we reflect on the insufficient of this research and prospect the direction of further research in the future.Key words:Microcomputer-based Laboratories; Students’laboratory experiments; feasibility目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 研究缘由与意义 (1)1.1.1 研究缘由 (1)1.1.2 研究意义 (1)1.2 相关概念的界定 (4)1.2.1 数字化实验 (4)1.2.2 学生实验 (5)1.2.3 可行性 (6)第2章数字化实验的文献研究 (7)2.1 国外关于数字化实验的研究 (7)2.2 国内关于数字化实验的研究 (11)2.3 数字化实验的国内外研究比较 (15)第3章研究方法 (16)3.1 行动研究法 (16)3.2 基于设计的研究法 (17)3.3 三角互证法 (18)第4章ACELL学生实验教学可行性评价系统 (20)4.1 ACELL系统简介 (20)4.2 ACELL可行性评价方法 (20)4.2.1 评价工具 (20)4.2.2 实验教育模板 (21)4.2.3 评价流程 (23)4.3 ACELL研究成果 (24)第5章可行性评价研究 (27)5.1 研究工具与程序 (27)5.1.1研究工具 (27)5.1.2 研究程序 (27)5.2 数据处理办法 (28)5.2.1 李克特式问题数据处理 (29)5.2.2 开放式问题数据处理 (29)5.3 实验1：中和热的测定评价分析 (30)I5.3.1 数据处理 (30)5.3.2 结果与讨论 (35)5.3.3 实验设计改进 (40)5.4 实验2：浓度、催化剂对H2O2分解速率的影响 (40)5.4.1 数据处理 (40)5.4.2 结果与讨论 (42)5.4.3 实验设计改进 (46)5.5 实验3：实验测定酸碱反应pH变化曲线 (48)5.5.1 数据处理 (48)6.5.2 结果与讨论 (51)5.5.3 实验设计改进 (55)5.6 实验4：温度、浓度、同离子效应对醋酸电离平衡的影响 (55)5.6.1 数据处理 (55)5.6.2 结果与讨论 (57)5.6.3 实验设计改进 (61)5.7 可行性评价研究小结 (62)第6章研究结论和反思 (64)6.1 研究结论 (64)6.2 研究反思 (64)参考文献 (66)附录 (72)附录1 实验设计与教学目标分析案例 (72)附录2 高中化学学生数字化实验可行性调查问卷 (76)在读期间发表的学术论文与研究成果 (78)致谢 (79)第1章绪论1.1 研究缘由与意义1.1.1 研究缘由以实验为基础是化学学科的重要特征之一，学生实验是化学课程教学中不可缺少的部分。
