摘要:新课改下的初中化学教学，必须要站在发展学生核心素养以及个人综合认知水平的角度入手，通过大量的实验来帮助学生认识到事物的本质和内在必然联系，在准确掌握各种化学原理与方式的同时，拥有严谨的科学精神。但对于初中阶段的学生而言，化学专业知识存在一定的抽象性以及枯燥性，在这种大背景下DIS的数字化实验教学导入则是共互动性、立体型、多媒体性等角度为学生的认知与思考提供了多元化的平台。
关键词：初中化学;数字化实验教学;认知思考
新课改下的初中化学数字化实验教学对每一名学生的发展提出了更高的要求，在这种大背景下，必须要结合相关的信息技术平台来具有针对性的对学生的化学认知能力以及化学应用实践素养进行提升，在紧紧围绕建设数字化校园为重点的前提下，对中学生的心理特点以及学习兴趣进行引导和鼓励，在不断发挥现代学制优势的同时，培养出更多复合型、实用型的人才而努力奋斗。
一、什么是数字化实验教学
“数字化实验教学”简称DIS,主要是通过对各种理化生实验通过传感器等方式来进行模拟和完成，同时利用两根甚至若干根USB线对电脑进行连接，随后通过曲线以及数字形式的显示来对各类实验变化的数据与曲线进行展示，在打破传统实验单一性、定量性与固定性的局限同时，突破瓶颈通过微小或瞬间的数据测量来进行展示教学。
在化学教学过程中，数字化实验教学则是通过采用观察与分析法来对各种化学实验中的微小变化进行对比，利用记录与检测来提取各种化学反应中的因素变化，将各种化学现象与化学反应的本质转变为一种更加直观的数字化信号，帮助学生站在更新的视角来深入的理解化学反应与化学系现象背后的规律与本质。对于初中阶段的化学数字化实验而言，常用的传感器多见于：温度、PH值、湿度以及压强传感器。
二、数字化实验教学的认知和思考
（一）在规范实验操作流程中的应用
在传统的初中化学教学实践中，教师只能通过挂图、书本、口述等方式来对学生进行相关实验的基本操作规范，特别是对于初中阶段的实验而言，其本身就是一项十分严谨的教学工作，一旦在操作的过程中出现了不当流程以及不当使用都会对整个实验造成不利影响。因此在实际的教学实验中，教师必须要强调从细节的角度入手，充分利用数字化的教学展示方式来进行规范性、准确性操作。例如在一些玻璃化学实验仪器使用中，如果学生操作不好便很容易在受热的时候由于温度的不均匀而导致其爆炸，因此在这种背景下教师可以通过引入数字化可视平台，通过播放一些错误操作、实验失败演示等对学生起到一种警醒作用。与此同时，对于一些需要妥善保管的化学试剂也应结合实际教学需要进行数字化演示，对过期、变质的化学试剂在实验中可能会出现的危险进行放大展示，以此要求学生在进行化学实验操作的过程中必须要将每一个规范的操作步骤都熟记于心。
（二）CaCl2与NaHCO3的融合作用实验应用
由于认知水平与化学知识基础有限，很多初中生对CaCl2与NaHCO3的融合实验结果会出现很多负面的认知，如果仅凭难溶物的溶度积常数来进行判断，是可以有CaCO3形成的。而数字化实验的过程中，这是可以借助PH传感器、电导率传感器来对CaCl2与NaHCO3发生反应的前后进行PH变化与电导率的计量，通过计算机数据与软件的作用来输出更加多变的曲线图像，以此来突出二者反应的变化，为学生带来更加直观的反应。
（三）定量化：让实验教学更具科学性
对于九年级上册第七单元 “课题1 燃烧与灭火”关于“燃烧条件”的探究，将红磷和白磷在一个密闭容器中,同时给红磷和白磷加热,测定红磷和白磷的温度变化和密闭容器内氧气的浓度变化，并应用数字化仪器做数据分析绘制出温度变化曲线和氧气浓度变化曲线。就能准确地知道红磷燃和白磷开始燃烧的温度及能准确测出空气中氧气的含量？利用氧气传感器测定红磷燃烧耗氧时发现，氧气含量降至8.0%就不再白磷就会熄灭。
数字化实验精准的“定量化”，让我们清晰看到教学中传统的“定量”实验实际状况。在实验教学中教师除了教会学生基本实验操作方法、探究的一般步骤外，还有一个重要的使命，那就是培养学生严谨的态度、科学的方法、良好的习惯。用九年级化学课本的方法就无法精准测出红磷和白磷燃烧时的最低温度,也不能测出氧气含量为多少时燃烧会熄灭。
数字化实验（特别是传感器实验）精准度高、误差小，这使化学规律的探究发现或者探究验证更具有严谨性和可信性。数字化实验为学生的“定量化”研究提供了研究平台，有利于学生理解科学本质，使实验教学更具科学性
（四）通过数字化实验进行NaOH与CO2反应观察
作为初中阶段的一个重要化学反应现象，二氧化碳与氢氧化钠反应成碱同样也是贯穿于整个中学化学的重要实验。在进行教学的过程中，教师可以在“常见的碱”相关知识灌输的过程中，通过数字化的实验案例来进行延伸。在实际的教学中，经常能够遇到学生受到心理发展和年龄特点等制约方式的影响，导致了他们在对相关规则和原理进行理解和学习的过程中，缺少了对具体形象事物的特性分析。在实际的工作中如果仅仅是将学生的思维导向从形象思维逐步过渡到抽象思维，那么将很难抓住学生的兴趣点和关注点，为此初中化学教师必须要充分的借助事物特点以及数字化的实验现象来为学生放大这种“看不见”的化学反应，以此来提升个人的掌握与理解认知。
此外，在进行碳酸钠相关检验的教学过程中，教师还应当借助一些趣味性较强的数字化实验体系，来导入“瘦身的塑料瓶”、“碳酸钠产物检验”、“红色喷泉”、“请君入瓮”、“自动淋浴”等游戏，来拓宽学生的认知和思维。相信在这种环境下，每一名初中生都能够在教师和数字化实验展示的过程中，通过PH值传感器的变化来了解相关曲线图规律，随后还能够配合相关的化学知识进行延展性说明，为学生加深记忆提供基础保障。
（五）数字化实验在探究化学性质中的教学作用
在初中阶段的化学教学实践中，还可以借助数字化实验来对不同的化学溶剂性质进行研究。例如在探究碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钠的性质过程中，教师就可以借助数字化的实验仪器来向等体积、含有等量碳原子数的碳酸氢钠、碳酸钠溶液中加入一定比例的盐酸，通过观察PH与时间变化的关系来对相关的化学性质进行展示，通过结合质量守恒定律来对相关的化学反应过程进行推断与推理，以此来判断相关反应下所产生的是什么产物和变化规律。在进行数字化实验的过程中，教师首先应当导入Logger Pro3.8.6的软件，将数据采集过程中调整为(M)模式，既“基于时间”，期间（D）调整为“1000秒”、持续采集数据选择（“c”），随后通过点击“采集”数据的方式来进行滴加，在实验完成后通过数据传输到计算机的方式来进行相关处理。最后，通过对pH传感器从反映过程中进行相关数据的反应和采集来合成一个Ph-t曲线，通过更加形象、直观的曲线来对相关的化学变化进行展现，以一种简单、明了的方式来为学生未来的化学认知与发展提供更加深层次的学习保证。
另外，在教学的过程中教师还应当结合学生的认知实际来鼓励学生结合数字化实验来动手进行相关图像的绘制，利用各种实验过程中中的物质转化和化学特性来对相关的化学反应本质进行理解和掌握。
与此同时，在实际的教学过程中对于一些过于枯燥、乏味的化学实验，教师还应该导入多媒体教学以及动漫等方式来进行化学教学实验，在探索与应用的过程的角度来抓住学生的眼球和兴趣，从多元化的教学教学来拓宽学生视野和眼界。
总结
综上所述，新课改下的初中化学教学实验必须要通过引入数字化实验的方式来帮助学生进行认知和研究，记住数字化实验所独有的表征性、延伸性来汲取更加丰富的数据与图像，以此来为学生将实验现象的本质和定量性进行精准展示，将传统教学实验与数字化教学实验进行全新融合，并以此提升学生的整体化学学科素养，为每一名学生未来的发展和更高层次学府的深造提供阶梯。
参考文献：
[1]周艳芳. 数字化探究实验在中学化学教学中的应用探析[J]. 课程教材教学研究(中教研究), 2018, 000(007):48-49..
[2]孟晓龙. 数字化实验在中学化学科学探究教学案例中的开发和应用研究[D].
[3]徐敏. 数字化实验在初中化学教学中的应用——以《二氧化碳的释放与吸收》一课为例[J]. 教育研究与评论:中学教育教学版, 2018, 000(010):92-96.
[4]董金水. 交互式电子白板和DIS数字化实验在化学教学中的应用——以“化学反应速率”教学设计为例[J]. 化学教与学, 2019, 000(007):64-65,48.