【正文】  摘 要：介绍了大数据背景下，数字化实验的定义和组成，数字化实验在初中化学教学中的应用实例，分析了数字化实验在初中化学教学中应用的意义，以便更好地提高学生的化学核心素养和综合能力。
　　关键词：初中化学；数字化实验；初中实验；数字化
　　当今时代是一个信息技术飞速发展的时代。人们越来越重视用数据说话，分析整理好数据，能帮助人们更好的分析和解决问题。大数据不断影响和改变着我们的生活，大数据的精准分析也将促进我们教育教学工作的有效开展。化学是一门以实验为基础的学科。若能将某些不明显的实验现象或者传统操作有缺陷的实验用可视化数据的方式直观的展现出来，将能更好的辅助教学。增强化学实验教学的有效性。也提升了学生化学核心素养。
　　一、数字化实验介绍
　　数字化实验是借助传感器收集实验信息来完成的实验。我们使用不同的传感器，如压强传感器、pH传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、浊度传感器等。将在实验中采集的数据传输到数据采集器，然后传输到计算机。利用相应软件实时分析数据，并以图表的形式即时展现分析结果。
　　二、现阶段学校实验教学与数字化实验的对比
　　由于学校实验设备简陋，药品有限，学生实际操作次数有限，只能通过图片，视频进行化学实验教学。无法体验到实际动手的乐趣，无法有效激发学生的学习兴趣，取得的教学效果一般。此外，学生的错误操作不能在课堂上或实验中演示，但通过数字化教学中的多媒体展示功能，学生可以观看错误操作的后果，从而起到一定的警示作用，以便在后续的实验中避免犯同样的错误。在数字化实验教学中，教师可以借助多媒体反复操作，既可以避免危险，又可以通过反复实验加深学生对化学原理的理解，以达到良好的实验教学效果。
　　在数字化实验过程中，手持技术的引入可以学生通过动手操作，反复研究实验过程，分析实验原理，控制化学仪器的组成，研究实验过程的现象和规律。将数字化实验应用于课堂，可以优化教学过程，提高课堂效率。数字化实验可以将化学反应和实验现象的本质转化为可以监测的信号，从而帮助学生更深入的了解化学现象和反应的本质和规律。具有便捷、实时、准确、直观等显著特点。使用化学数字化实验可以优化部分常规实验，将某些现象不明显的实验直观的展示出来。同时，可将采集到的实验数据进行函数方程式的线性或曲线拟合后直观的表现出来，无形中提升学生解答图像类题目的能力。提升学生综合解答能力。更有利于提升学生的学科素养和综合创新能力。
　　三、数字化实验在中学化学教学中的应用举例
　　（一）一种传感器，多个实验
　　温度传感器：在传统教学中通常通过让学生触摸或测量反应温度来理解，一般多为瞬时温度，学生的学习体验并不强。使用温度传感器测量反应过程中的实时温度，并以此绘出时间为横坐标，温度为纵坐标的图像，可以让学生对于有放热现象的实验理解更加清楚。
　　（二）定性到定量
　　初中化学中的许多探究活动仍然停留在定性层面。例如，化学反应速率的比较往往基于对气泡形成速率的粗略判断，以及定量测定——比较同时收集的气体体积，这在实际操作中也特别麻烦。压强传感器可以快速、准确地解决化学反应速率比较的问题。以“确定金属活动性强弱”为例，将相同量的同一尺寸的镁、铝、铁、锌放入到四支相同尺寸的试管中，然后加入5mL相同浓度的盐酸。使用压强传感器测试管中的压强变化。从显示的数据可以看出，镁的反应速率最快，铝、锌次之，最后是铁，从而更直观的得出其活动性的差异，还可以较准确地区分出活动性差不多的金属，也能实现跨学科知识融合，提升获得感，完成拓展实验，提升学习乐趣。
　　四、数字化实验技术在化学教学中的应用特点
　　数字实验表明，信息技术和化学教学经验将深度融入化学课堂教学。从数字化体验的益处和化学学科的特点来看，数字体验的应用特点如下：
　　（一）有利于从定量角度开展实验
　　化学教学中有些实验，如澄清石灰水变浑浊、由教师演示一般效果较好，若换成学生操作，有时会出现翻车现象，此时还需对此翻车现象加以解释，若采用数字实验将很容易解决这些问题。浊度检测器和二氧化碳检测器的应用可将记录数据，采集器收集的信号，直观地显示在计算机上。学生通过数据分析，自然而然的得出结论。原本只能定性开展的实验变为定量实验，学生从知识的被动接受者变为知识的主动探究者，学习效果会更好。
　　（二）有利于直观地观察瞬间变化
　　有些化学实验现象出现过快、有些过慢，有些没有明显视觉感受。数字体验可改善这些不足。例如，基于酸碱中和反应的实验中，利用pH传感器来测定酸碱中和反应过程的pH值，并在图像中绘制线。酸碱度不断变化，所有微小的变化都会被记录下来。形成以pH变化和加入溶液质量变化的直观图像。
　　五、数字化实验应用在中学化学实验教学中的意义
　　当然，在大数据背景下，在教学中应用新的、先进的信息元素，对于教师来说也是一种挑战。促进教师信息素养和教研能力的发展，做一个新时代不断进取，不断学习的新教师，更能培养适应新时代的栋梁之才。同时也能促进传统教学向智能教学的转变。对于学生来说，数字化实验能将那些化学反应中细微的、不易观察的变化通过对图像和数据的曲线拟合、对比及分析处理，更加直观地呈现，进一步探索实验的原理，最终使难以理解的化学知识不再抽象，将定性实验转化为定量实验。实验的设计、数据和图像的分析和处理也提高了学生的自主学习能力。数字化实验的引入不仅丰富了学生的课程体验，而且有助于提高学生的科学思维和化学核心素养。
　　未来已经来到。新时代对老师的要求也将更高，我们必将不断学习，丰富知识，拓宽视野，学习多种现代化手段并成功应用到教学中，以提升学生的综合素质和创新能力。为国家培育栋梁之才，我们任重而道远，与时俱进，最终实现育人目标，值得我们每一位一线教师认真思考和不断探索。
　　参考文献：
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　　[2]李新义.高建伟.手持技术在酸碱中和滴定终点判定中的应用[J].化学教学，2013年第6期.
　　[3]孙毅男.浅谈数字化实验在中学化学教学中的应用. 金锄头文库，2021年12月