初中化学数字化实验精选.ppt

初中化学课程中涵盖的相关知识点比较多。

诸如，物质构成、燃料及其利用、溶液、酸碱等。

以往课堂教学中，教师侧重于文本知识点讲解，并引导初中生进行化学实验操作，教学过程相对比较枯燥，缺乏课堂创新。

近年，数字化实验备受推崇，在化学教学中，应用效果非常好。

一、数字化实验介绍传统化学课程以定性实验为主，虽便于学生观察化学现象，但不利于实验过程探究，甚至还会使课程难度增加，导致被初中生的学习积极性普遍偏低，难以培养学科素养。

依托数字化实验方法，能够使初中化学实验以定量实验形式存在。

加之，数字化传感器精度高、误差小，可定量显示数据，便于规律探究，使初中化学实验过程更加严谨，降低初中生理解难度。

在课程教学中，选择数字化技术，以数据形式，显示各类化学问题、知识点，引导初中生灵活采集化学数据，生成学科思维。

二、初中化学教学中数字化实验应用依据初中化学课程背景及教学要求，将数字化方式融入实验教学，为初中生营造灵活、开放的化学实验操作空间，便于初中生直观地观察到化学现象，鼓励其进行探究和思考，把化学课程学深学透，增强初中化学课堂有效性。

（一）发挥数字化实验优势，发散学生思维在化学教材中，选定“酒精灯的火焰”这一化学实验。

倘若采用传统实验方法，仅用简洁的酒精灯、火柴梗进行实验操作，实验效果很容易受操作过程影响。

一旦操作方法不当，很难得到准确的实验结论。

反之，发挥数字化实验优势，选定温度传感器、尺子、采集器、铁架台等各类实验工具，对酒精灯各层火焰温度进行准确测量，获得准确的实验数据和结论。

实验中，分别测量焰心、内焰、外焰温度，以3次为宜，用直观的数据显示出来，并对各层平均火焰温度进行计算，使实验结论更加清晰、直观，说服力强。

实验结束后，引导学生思考实验结论，把这一化学知识点学深学透。

这对初中生化学学科素养及理解能力培养非常有帮助[1]。

（二）突破教学重难点，提高课堂质量及效率化学教学中，以实验居多，初中生在观察实验过程时，很容易激发探究兴趣。

教学方圆数字化传感器在初中化学教学中的运用一以“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”为例云南大学附属中学杨蕊在初中化学教学过程中，将数字化实验合理地应用 于教学,既能促进教学方式的多样化，又能在一定程度上 改变现有的教学模式和学习方式，培养学生的动手能力和探究精神,从而更好地提升学生的科学素养。

人教版九年级《化学》下册“常见的酸和碱”中指出： 氢氧化钠在空气中不仅会吸收水分,还会发生如下反应:2Na0H+C02=Na 2C03+H 20o 该反应在初中化学中起到承上启下的重要作用。

在教学过程中，有学生提出疑问:“该反应没有明显的现象，怎样设计实验来证明反应会发生呢？ ”为解决这一问题，笔者运用数字化传感器，带领学生 从定性和定量的角度开展实验探究。

环节一：设计实验证明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应二氧化碳与氢氧化钠溶液反应无明显现象，为探究 二者是否发生反应，教师可以指导学生分组设计实验方 案，进行探究实验。

以4个同学为一组，每个小组用所给上台展示设计成果。

药品、仪器（如图1）,设计实验证明该反应是否会发生，并8脚雄 HtS KttH SSKtWiSiS SBSsfflS图1教学设想：通过设计实验调动学生学习的积极性与主动性，培养学生大胆创新、勇于探索的科学精神。

环节二:学生展示设计成果教师请各组展示设计方案，最终总结出三种不同的 设计方案，方案和设计意图如下表,实验操作如图2、图3 和图4：I 123卜稀盐酸A A 去壳熟鸡蛋 去壳熟鸡蛋学生方案n co 2-软塑料瓶co 2-软塑料瓶U NaOH ——_等体积NaOH 」：：：］等体淤co 2u ，反应后的溶液L 溶液厂的水图2图3图4设计意图证明有新物质生成瓶内气体减少，压强减小，证明反应物被消耗瓶内气体减少，压强减小，证明反应物被消耗教学设想：学生根据教师提供的药品、仪器分小组设 计实验，完成探究，并展示设计成果，可以提升自己的实 验技能,培养分析问题、解决问题的能力和语言表达能力。

数字化实验化学初中教案课程目标：1. 了解数字化实验化学的基本概念和原理；2. 掌握数字化实验化学的基本实验操作技能；3. 培养学生的实验观察能力和数据分析能力；4. 增强学生对化学实验的兴趣和科学探究意识。

教学内容：1. 数字化实验化学的基本概念和原理；2. 数字化实验化学的基本实验操作技能；3. 实验观察和数据分析的方法；4. 化学实验的安全注意事项。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生回顾传统实验化学的学习过程，引发学生对数字化实验化学的思考；2. 提问：什么是数字化实验化学？它与传统实验化学有什么区别？二、基本概念和原理（10分钟）1. 介绍数字化实验化学的基本概念，如传感器、数据采集器等；2. 讲解数字化实验化学的原理，如电化学、光谱分析等；3. 举例说明数字化实验化学在化学研究中的应用。

三、基本实验操作技能（15分钟）1. 演示数字化实验化学的基本实验操作，如连接实验装置、调节参数等；2. 引导学生动手操作，进行实验体验；3. 讲解实验操作中的注意事项，如仪器校准、数据采集等。

四、实验观察和数据分析（15分钟）1. 引导学生进行实验观察，记录实验数据；2. 教授数据分析的方法，如图表绘制、曲线拟合等；3. 举例说明如何利用数据分析得出实验结论。

五、化学实验安全注意事项（5分钟）1. 讲解化学实验中的安全注意事项，如实验室着装、仪器使用等；2. 强调实验中的禁止行为，如擅自离开实验室、随意操作仪器等；3. 提醒学生在实验过程中注意自我保护。

六、总结与反思（5分钟）1. 回顾本节课的学习内容，引导学生总结数字化实验化学的基本概念和操作技能；2. 反思实验过程中的不足之处，提出改进措施；3. 布置课后作业，巩固所学知识。

教学评价：1. 课后收集学生的实验报告，评价学生的实验操作和数据分析能力；2. 在下一节课开始时，让学生分享自己的实验成果，评价学生的表达能力和合作精神；3. 定期检查学生的实验作业，了解学生的学习进度和掌握情况。

初中化学数字化实验教学设计教学设计：初中化学数字化实验实验目的1.了解数字化实验在化学教学中的应用意义；2.学习使用数字化实验进行化学实验操作；3.掌握数字化实验数据的采集和分析方法。

实验设备与材料1.电脑或平板设备；2.数字化实验软件（如Virtual Lab）；3.实验所需化学试剂和器材。

实验步骤1.下载并安装数字化实验软件；2.打开软件并选择对应的实验模块；3.根据实验要求，添加相应的化学试剂和器材；4.进行实验操作，包括加热、搅拌、酸碱滴定等；5.观察实验现象并记录数据；6.完成实验后，进行数据分析，计算实验结果。

实验内容1.数字化酸碱中和实验：–软件模拟酸碱中和反应；–观察pH变化曲线；–计算终点和当量点。

2.数字化气体生成实验：–模拟氢气和氧气的制取；–观察爆炸现象；–计算反应产物的摩尔比例。

3.数字化溶液浓度实验：–模拟溶液的稀释；–观察溶液颜色的变化；–计算溶液浓度的变化。

实验效果评估1.学生根据实验结果填写实验报告，包括实验目的、步骤、数据和结论等；2.学生参与实验讨论和分享实验心得；3.根据实验报告和讨论情况进行评分和评价。

注意事项1.实验时注意安全操作，遵守实验室规则；2.电脑或平板设备使用时保持干燥，避免水和化学物质的接触；3.需要导师或老师的指导和监督。

以上是关于初中化学数字化实验的教学设计，通过数字化实验软件的应用，学生可以在虚拟的实验环境中进行化学实验，提高实验操作的准确性和效率，培养科学实验能力和数据分析能力。

教学·策略数字化实验探究石灰水的电导率变化情况文|季晓春《义务教育化学课程标准（2022年版）》指出：以实验为基础是化学学科的重要特征之一，化学实验对全面发展学生的核心素养有着极为重要的作用。

创新实验教学，采用新颖的实验方法和实验装置，能够让学生接触到最新的实验技术和实验方法。

而且创新实验教学注重学生的探究过程，能让学生通过探究发现问题、解决问题，并能用科学语言和信息技术手段合理表达探究的过程和结果。

在化学教学中，教师可以通过创新实验更好地激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的学习情境，帮助学生理解和掌握化学知识与技能，引导学生学习科学方法，发展学生的科学思维和创新意识，培养学生的科学态度与责任。

一、创新实验来源图1试验物质的导电性澄清石灰水图2石灰石与盐酸反应人教版九年级化学教材下册第10单元实验“试验物质的导电性”中通过电源、小灯泡、导线、金属或石墨电极等搭建物理电路，观察小灯泡是否发光来判断与其串联在一个电路中的所给实验物质（如氢氧化钙溶液）是否能导电（如图1）。

氢氧化钙溶液又称为澄清石灰水，实验室常用来检验二氧化碳气体（如图2），因为二氧化碳气体能使其变浑浊，现象明显。

但实验过程中，有时会出现意想不到的现象，浑浊的石灰水又变澄清。

以上实验方法探究有关氢氧化钙溶液的性质，现象明显，可操作性强，但主要是从定性的角度分析。

如第一个实验在引导学生从微观角度分析溶液的导电性时较为抽象；第二个实验过程中有时会出现意想不到的现象，为什么浑浊的石灰水又变澄清了？在引导学生解释反应的特殊现象、认识反应的微观实质时比较困难。

二、实验目的使用传感器探究石灰水的电导率变化情况，从而帮助学生理解溶液的导电原理以及认识石灰水与二氧化碳的反应实质。

三、实验原理电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱。

一定条件下，电导率的大小能反映溶液中离子浓度的大小。

四、实验仪器和装置图（如图3、图4）数据采集器、电导率传感器、计算机及相应配套软件、磁力搅拌器、烧杯、锥形瓶、分液漏斗、导管、氢氧化钙、纯净水、稀盐酸、石灰石等。

初中化学数字化实验教学设计(一) 初中化学数字化实验教学设计 课程目标 1. 掌握化学实验的基本原理和操作技能。 2. 理解化学实验数据的收集、分析和处理方法。 3. 培养学生的实验观察力和动手能力。 4. 培养学生的科学思维和实验设计能力。 教学内容 1. 实验室安全常识和实验室操作规范。 2. 常用的化学实验仪器和玻璃器皿的使用方法。 3. 化学实验中的常见实验操作与技巧。 4. 化学实验数据的收集、记录和分析方法。 5. 数字化实验设计和模拟软件的使用。 教学步骤 1. 实验室安全常识和实验室操作规范 – 介绍实验室的安全设施和应急措施。 – 讲解实验室中禁止做的危险行为。 – 学生通过观看视频和讨论，掌握实验室安全知识和操作规范。

2. 常用的化学实验仪器和玻璃器皿的使用方法 – 列出常见的化学实验仪器和玻璃器皿，并讲解使用方法。 – 学生通过观察实物和模拟操作，掌握仪器和器皿的用途和操作技巧。

3. 化学实验中的常见实验操作与技巧 – 介绍常见的化学实验操作和技巧，如称量溶质、溶解固体、过滤和加热等。

– 学生通过模拟实验和实际操作，熟悉实验操作步骤和技巧。 4. 化学实验数据的收集、记录和分析方法 – 解释实验数据的搜集方法和注意事项。 – 介绍常用的数据记录方式和数据处理方法。 – 学生通过实验数据的收集和分析，掌握数据处理的基本方法。

5. 数字化实验设计和模拟软件的使用 – 介绍数字化实验设计的概念和意义。 – 推荐常用的数字化实验设计和模拟软件。 – 学生通过使用数字化实验设计软件进行实验模拟，培养实验设计和操作的能力。

教学评估 1. 实验操作技能的考察：通过实际操作考察学生的实验操作技能。 2. 实验数据处理能力的考察：要求学生完成实验收集的数据分析和报告撰写。

3. 数字化实验设计能力的考察：要求学生设计并模拟特定实验情境。 课后作业 1. 完成实验报告：学生根据实验数据和观察结果，撰写实验报告并进行数据分析。

数字化实验在初中化学教学中的应用例谈摘要：众所周知，化学反应伴着人的一生，化学作为一门基础学科，实验是中学化学教学内容中的一重要环节。

目前，信息数字化技术与课程融合形成了教学新形态，在创新理念，培养模式和教学体系方面，成为改革实验教学的中坚力量。

建立化学数字化实验教学平台，整合传统教学课程，推动化学实验迈向新台阶，有效培养学生化学核心素养。

关键词：中学化学；数字化；平台随着教育信息化和数字化智慧校园理念越来越深入，传统的实验教学并不能满足当代初中学生的学习要求，并且传统实验教学较为死板，实验步骤繁琐，学生容错率高，不能将兴趣提升到一定程度，阻碍了学生探索化学的积极性。

化学实验教学的发展与信息技术，网络技术及现代教育技术不可分割，相比之下，化学数字化实验教学属于一种较新的教学方法，在学生开展传统实验前，可以按照指示充分激发学生的想象力，扩宽学生思维能力。

因此，在化学实验中，应当有力地将数字化实验应用到传统实验中有机结合，这样才能使得中学生的化学知识见解更加丰富多彩。

一、数字化实验定义数字化实验，顾名思义，就是以传统化学实验为基础，利用数字化实验室或者网络教研室开展的虚拟实验教学，目的在于提前对传统实验做好相关准备，规避实验风险，充分发散学生思维。

数字化实验教学一般由传感器，数据采集器、数据处理及输出展示等构成要素和配备相关实验设备的教学实验室[1]。

数字化实验通过计算机智能处理系统，可将实验智能化，实验现象可视化，探究深入化等，并使得信息数字化技术与课程整合更加具有现实意义和应用价值，提供更多的实验体验和促进学生综合能力的提升，也能促进中学化学学术交流[2]。

二、研究现状及必要性自1976年Robert Tinker第一个应用数字化实验—冷却曲线以来，世界各地兴起了教学改革风潮，国内虽然发展较晚，但也稳步上升，有关数字化实验教学的研究逐年增加，反映出教育改革的必要性。

随着国家数字化战略方针的推进和发展，各行各业将数字化应用视为行业发展不可或缺的一环，教育事业也不甘落后，教学信息化应用大幅度提升。

初三化学数字化实验练习题实验一：酸碱中和反应的定量分析实验目的：通过数字化实验练习，掌握酸碱中和反应的定量分析方法。

实验原理：在酸碱中和反应中，当摩尔数相等的酸、碱完全反应后，酸碱溶液的pH值会达到中性（pH=7）。

根据爱因斯坦常数和酸碱反应的化学方程式，可以通过溶液的物质量和化学计量关系计算出酸碱溶液的物质浓度。

实验步骤：1. 准备两个容量瓶，并使用天平称量适量的酸和碱。

2. 将酸倒入一个容量瓶中，记录酸的质量。

3. 同样地，将碱倒入另一个容量瓶中，并记录其质量。

4. 向两个容量瓶中加入适量的溶剂，摇匀使酸和碱溶解。

5. 使用pH计测量两个溶液的pH值，并记录下来。

6. 确定酸碱平衡反应的化学方程式，并计算出所需反应的摩尔数。

7. 假设酸和碱的摩尔数相等，通过摩尔关系计算出酸和碱的溶液浓度。

实验数据记录与分析：实验记录：酸的质量：0.76 g碱的质量：0.64 g溶剂的体积：100 mLpH值测量结果：酸溶液的pH值：2.8碱溶液的pH值：10.5计算酸碱反应的摩尔数：根据计算得出的摩尔关系，我们可以知道酸碱反应中，一个酸分子和一个碱分子会发生中和反应。

根据化学方程式，我们可以推导出酸和碱的摩尔数相等。

根据酸的质量，我们可以使用化学方程式和酸的相对分子质量计算出酸的摩尔数：酸的摩尔数 = 酸的质量 / 酸的相对分子质量根据碱的质量，我们可以使用化学方程式和碱的相对分子质量计算出碱的摩尔数：碱的摩尔数 = 碱的质量 / 碱的相对分子质量计算酸和碱的溶液浓度：根据酸和碱的摩尔数相等的假设，我们可以使用摩尔关系计算出酸和碱的溶液浓度。

酸溶液的浓度 = 酸的摩尔数 / 溶剂的体积碱溶液的浓度 = 碱的摩尔数 / 溶剂的体积实验结果：酸溶液的浓度：0.76 mol/L碱溶液的浓度：0.64 mol/L实验结论：通过本次实验，我们成功掌握了酸碱中和反应的定量分析方法。

根据实验数据计算得出的酸和碱浓度为0.76 mol/L和0.64 mol/L。

例析数字化实验在初中化学课堂中的应用作者：周洁来源：《初中生世界·初中教学研究》2018年第04期DIS数字化实验（下称“数字化实验”）是以真实的实验为基础，通过各种传感器将实验数据采集以后，交由计算机分析处理，从而更加清晰明确地展示实验现象、揭示实验规律的实验手段。

数字化实验实现了感官的延伸、表征的多元、数据的可靠、处理的科学以及观念的更新，帮助中学化学教学搭上了信息时代的“高铁”。

随着科学技术的发展，数字化实验正在逐步普及。

我校几位化学教师都进行了将数字化实验运用于课堂教学的尝试，并且收到了良好的效果，现例析如下：案例一：在常州市的一次教研活动中，钱丽老师开设了公开课“再探氢氧化钠和二氧化碳的反应”，课堂拟解决如何验证氢氧化钠和二氧化碳发生了化学反应。

钱老师通过经典的传统实验——喷泉实验、U型管实验，一一对二氧化碳的消失进行了验证。

在课的最后，钱老师引入数字化实验，用压强传感器连接抽滤瓶支口，将注射器中的氢氧化钠注射入锥形瓶后，开始采集数据，同时电脑屏幕上出现了压强随时间变化的曲线图（图1）。

评析：氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应是初中化学教学的难点，因为二者之间的反应没有明显的现象，学生在学习这一反应时没有感性认识，较难掌握知识点。

传统实验用巧妙的设计，把二氧化碳减少所带来的压强变化以喷泉或者液面变化等直观的现象表现出来，让学生有了深刻的体会。

而数字化实验的登场，则把二氧化碳减少引起的压强的变化数值，以图像的形式直接呈现在学生面前，既验证了实验中现象的合理性，又科学地呈现了该体系中真实的压强状况，对学生来说更具说服力。

此外，借助具体数据，还可以从定性到定量继续深入挖掘该反应，拓展与高中衔接的知识，对学生核心素养的培养又添助力。

此反应中，温度和二氧化碳的含量也可以通过对应的传感器来实现数据的采集。

在原有基础上，钱老师等人继续进行课外研究，改进装置，实现了压强、温度、二氧化碳含量三个数据图像的同时绘制，为教师的教学研究提供了新的角度。

〔教学设计〕初中化学探究专题复习+数字化尝试林月生【教学目标】1.提高对化学反响的认识2.培养学生通过数字化尝试得到的曲线和数字，阐发变化的本质和规律的能力。

3.提高学生文字解释尝试现象、阐发原因，猜测结论等的能力。

4.培养学生在“证据推理和模型认知〞、“科学探究与创新意识〞方面的素养。

【教学重点和难点】通过对数字化尝试得到的曲线和数字的阐发和理解，能用所学常识点合理的解释这些数据。

【课时安排】一课时【学情阐发】数字化尝试得到的曲线和数字，直不雅可视、真实可靠，有助于增强学生的证据意识，依据证据阐发变化的本质和规律，有利于考查学生的综合本质，因此教师需要结合初中化学教学实际探究数字化尝试与中考化学试题的有机融合，培养学生解答此类标题问题的能力。

较常见的题型有：1、以气体浓度传感器创设情境进行考查2、以气体压强传感器创设情境进行考查3、以温度传感器创设情境进行考查4、以pH传感器创设情境进行考查5、以电导率传感器创设情境进行考查6、以浊度传感器创设情境进行考查【教法与学法】教法：讲授法、讨论法、操练法学法：自主探究学习法【教学过程】题型介绍常见题型：1 以气体浓度传感器创设情境进行考查2 以气体压强传感器创设情境进行考查3 以温度传感器创设情境进行考查4、以pH传感器创设情境进行考查5 以电导率传感器创设情境进行考查6、以浊度传感器创设情境进行考查让学生了解学习对象，知己知彼真题展示1〔共同探讨解答这类标题问题的方法〕学生交流后，老师进行总结1. (2021兰州改编)老师操纵图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。

(1)此中Y曲线暗示的是__________(填“温度〞或“氧气浓度〞)。

(2)结合X、Y两条曲线，解释AB段压强变化的原因______________________________________。

(3)BC段，红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，且反响结束后温度恢复至室温，但压强小于A点的压强的原因是________________。