1、探析数字化实验室的优越性及在实验教学中的应用论文关键词：数字化 实验教学 优越性论文摘要：随着信息技术的飞速发展，数字化实验作为一种新型实验教学方法，对传统实验教学的变革起到了积极的影响。笔者结合本校数字化实验室的发展，对数字化实验室在中学实验教学中的应用及数字化实验的优越性，数字化实验与传统实验的关系方面做了论述。数字化实验是在传统实验技术的基础上引入了计算机技术。随着计算机技术的发展，数字化实验技术也得到了飞速发展，成为传统实验室技术向现代化、数字化发展的方向。数字化实验室作为一种新型的实验手段，在新课程改革背景下破土而出。数字化实验室既是对传统实验教学的有效补充，又是传统实验教学的延伸。
2、我校在物理、化学、生物、地理四个学科中装备了数字化实验室，其中的数字化设备包括高级数据采集(在平板电脑中加装数据采集卡)和传感器。一、数字化实验室的优越性数字化实验是在传统实验技术的基础上，应用传感器技术，将传统实验中的信息数字化并传送到计算机，由专用软件处理后，通过图像、表格、视频等多种形式来动态地显示出来。能使学生观察到化学变化的整个过程，能对变化过程进行直观、形象处理的实验方法。在一定程度上将化学反应过程中微观世界通过数据与图表展现出来，揭示其中的科学规律。根据我校数字化实验室使用过程来看，数字化实验具有如下特点。1.数字化实验室具有开放性。根据教学的实际需要，数字化实验室既可用于演示实
3、验（配合投影设备） ，也可进行分组实验；既可课堂教学使用，也可用于综合实践活动。其中最适合于综合实践活动，利用高级数据采集器的特点，可以到家庭、田野、工厂做实验。因此，数字化实验室是一个开放性的实验平台，无论在教学内容还是教学方式上都具有开放性。例如，测定污水中的酸碱度。传统的实验方法是到各点取样，送回实验室分析，这样即费时又费力。而数字化实验就可以直接带上设备到各点测定，数据由电脑分析后通过无线网络发回，可以方便地汇总数据。2.数字化实验室具有智能型的特点，其智能性特征基本贯穿整个科学实验过程。例如，在中和热的测定实验中，传统的实验方法无论取点和作图都由手工完成。而数字化实验这些过程都是由计
4、算机完成的，而且能准确、清晰地显示出温度的变化曲线。利用智能软件能够直接显示数据坐标，精确测量任何两点的距离，而且可以同步显示真实数据。3.数字化实验室与传统实验具有整合性。数字化实验室仍以学生的真实实验为基础，只是在信息处理的重要环节上采用了计算机技术(采集、处理和表达)，从而实现了计算机技术与传统实验技术的整合。二、数字化实验是对传统实验技术的延伸与发展传统定性实验一般是通过人的主观观察（颜色、气味、冷热、沉淀、气泡等）来判断反应进行的情况。而定量实验是通过仪器（温度计、电流表、电压表等）断续地测量数据，进一步由手工绘制图表，最后通过分析来完成任务。而数字化实验则是通过传感器技术直接测定并
5、且量化数据，同时将数据传给计算机，由计算机给出动态的输出结果。测定各组成成分的数值及其之间的数量关系，从而更科学地分析问题、解决问题。由于传感器和计算机的介入，实验的过程中能更快更准确地连续监测、采集和处理实验数据，能够利用软件实时显示数据。并能够存储、传输以及对数据进行统计等分析处理，提高了实验准确性，使实验结果更真实。这样数字化实验不仅使原来的定量实验实现自动化，迅速、准确地给出实验结果，而且可以使原来的定性实验做定量化。数字化实验可以及时捕捉细微的科学过程。传统实验一般都是靠眼睛观察实验现象、靠手脑记录和处理数据。但很多实验现象是来不及观察或者根本观察不到，有时即使能够读数，也容易造成较
6、大误差。而数字化实验可以通过传感器可以捕捉 “瞬时”的过程，我们能够通过计算机记录下来仔细分析，可以探究的问题范围和深度都大大拓展，更容易、更深刻地揭示客观规律。数字化实验可以拓展问题探究的深度和广度，更有利于探究性教学。把很多原来只能意会的问题通过数字、表格、视频等形式显示出来，将传统实验技术与传感技术、信息技术的有机结合，使学生能观察、捕捉并分析传统实验仪器无法观察到的微弱信息和瞬间信息，对探究问题的深度提出了更高的挑战，更具备发展性，更有培养学生的积极探究意识。例如，在做酸碱中和滴定实验时，传统实验是通过酸碱指示剂来确定中点。实验过程中只能看到中点时指示剂颜色的突变，不能看到 PH 值变
7、化的全过程。而在数字化实验中使用 PH 传感器就可以让学生看到在中和反应中溶液 PH 值变化的全过程，并将整个过程用图形显示出来。学生可以很方便地探究中和反应的本质问题。数字化实验室其实就是传统实验室的延伸。它是在传统实验技术的基础上，引入传感器、数据采集器和计算机组成的多功能实验平台。数字化实验室既是对传统实验教学的有效补充，又是传统实验教学的变革，更是一次对新课标下实验教学的挑战。这需要我们不断地探索，才能有效地用于实验教学，才能发挥它的巨大优越性。参考文献：1吴俊明， 新课程背景下的数字化实验室及其在中学理科教学中的应用 ， 中国电化教育 ，20062史能， 数字化实验室在教学实验中的应用 ， 科技教育创新 ，2007
