數(shù)字化實驗是在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上引入了計算機技術(shù)，使傳統(tǒng)實驗技術(shù)向現(xiàn)代化、數(shù)字化的方向發(fā)展。數(shù)字化實驗作為一種新型的實驗手段，能在新課程改革背景下蓬勃而出，與他的先進(jìn)性和實用性息息相關(guān)。數(shù)字化實驗既是對傳統(tǒng)實驗的補充，又是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的延伸，數(shù)字化實驗的作用就是解決傳統(tǒng)實驗“做不了”和“做不好”的實驗。泗水一中在2005年裝備了北京威成亞實驗室設(shè)備有限公司的物理、化學(xué)、生物三個學(xué)科的數(shù)字化實驗室，使我們的實驗效果有了質(zhì)的飛躍。

　　一、數(shù)字化實驗室的優(yōu)越性

　　數(shù)字化實驗是應(yīng)用傳感器技術(shù)，將實驗中采集的信息數(shù)字化后傳送到計算機，由傳感器軟件處理后，通過點線圖、表格、數(shù)字儀表、指針儀表等多種形式顯現(xiàn)出來。能使學(xué)生觀察到實驗變化的整個過程，對變化過程進(jìn)行直觀、形象處理。在一定程度上能通過宏觀的變化圖表展現(xiàn)出微觀變化等數(shù)據(jù)，從而更好的揭示其中的科學(xué)規(guī)律。從我校數(shù)字化實驗室使用情況來看，數(shù)字化實驗具有以下特點：

　?、贁?shù)字化實驗室具有開放性。根據(jù)教學(xué)的實際需要，數(shù)字化實驗室既可用于演示實驗(配合投影設(shè)備)，也可進(jìn)行分組實驗;既可課堂教學(xué)使用，也可用于探究實踐活動。其中最適合于綜合實踐活動，使用智能數(shù)據(jù)采集器，可以在家庭、田野、工廠等等許多地方采集信息。因此，數(shù)字化實驗室又是一個開放性的實驗平臺，無論在教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方式上都具有開放性。例如，測定自來水中的pH、電導(dǎo)率、溶解氧等指標(biāo)，傳統(tǒng)的實驗是到各點取樣，送回實驗室分析，這樣即費時又費力。而數(shù)字化實驗就可以直接帶上設(shè)備到各點測定，數(shù)據(jù)由電腦分析得出結(jié)論后通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)回，可以方便地匯總數(shù)據(jù)。

　　②數(shù)字化實驗室具有智能型的特點，其智能性特征基本貫穿整個科學(xué)實驗過程。例如，在中和熱的測定實驗中，傳統(tǒng)的實驗方法無論取點和作圖都由手工完成。而數(shù)字化實驗這些過程都是由計算機完成的，而且能準(zhǔn)確、清晰地顯示出溫度的變化曲線。用軟件能夠直接計算出中和熱的結(jié)果，而且可以同步顯示真實數(shù)據(jù)。

　?、蹟?shù)字化實驗與傳統(tǒng)實驗具有統(tǒng)一性。數(shù)字化實驗還是以學(xué)生的動手實驗為基礎(chǔ)，只是在信息采集、處理這兩個環(huán)節(jié)上結(jié)合了計算機技術(shù)(采集、處理和表達(dá))，從而實現(xiàn)了計算機技術(shù)與實驗技術(shù)的統(tǒng)一。

　　二、數(shù)字化實驗是對傳統(tǒng)實驗的延伸與發(fā)展

　　傳統(tǒng)定性實驗一般是通過人的觀察(顏色、氣味、狀態(tài)、沉淀、氣泡等)來判斷反應(yīng)進(jìn)行的情況。定量實驗則是通過儀器(溫度計、電流表、電壓表等)斷斷續(xù)續(xù)地測量、記錄數(shù)據(jù)，由手工繪制圖表，最后通過分析來完成任務(wù)。而數(shù)字化實驗則是通過傳感器采集信息將信息數(shù)字化后把數(shù)據(jù)傳給計算機，由計算機輸出結(jié)果。測定各組成成分的數(shù)值及其之間的數(shù)量關(guān)系時，計算機能更科學(xué)地分析問題、解決問題。

　　由于傳感器和計算機的加入，實驗的過程中能更快更準(zhǔn)確地連續(xù)監(jiān)測、采集和處理實驗數(shù)據(jù)，能夠利用軟件實時顯示數(shù)據(jù)。并能夠存儲、傳輸以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計等分析處理，提高了實驗準(zhǔn)確性，使實驗結(jié)果更真實。這樣數(shù)字化實驗不僅使原來的定量實驗實現(xiàn)自動化，迅速、準(zhǔn)確地給出實驗結(jié)果，而且可以使原來的定性實驗做定量化。

　　數(shù)字化實驗可以及時捕捉細(xì)微的變化過程。而傳統(tǒng)實驗一般都是靠眼睛觀察實驗現(xiàn)象、靠手腦記錄和處理數(shù)據(jù)。但很多實驗現(xiàn)象變化太快，稍縱即逝，根本來不及觀察或者根本觀察不到，有時即使能夠讀數(shù)，也容易造成較大誤差。而數(shù)字化實驗可以通過傳感器捕捉 “瞬時”的變化，并能夠通過計算機記錄進(jìn)行分析，使可探究的問題范圍和深度都大大拓展，能更便利、更深刻地揭示客觀規(guī)律。

　　數(shù)字化實驗可以拓展問題探究的深度和廣度，更有利于探究性教學(xué)。把很多原來只能意會的問題通過數(shù)字、表格、點線圖等形式顯示出來，有機的將傳統(tǒng)實驗技術(shù)與傳感技術(shù)、信息技術(shù)的完美結(jié)合，使學(xué)生能觀察、捕捉并分析傳統(tǒng)實驗儀器無法觀察到的微弱信息和瞬間信息，對探究問題的深度提出了更高的挑戰(zhàn)，更具備發(fā)展性，更有培養(yǎng)學(xué)生的積極探究意識。

　　例如，在做酸堿中和滴定實驗時，傳統(tǒng)實驗是通過酸堿指示劑來確定終點。實驗過程中只能看到終點時指示劑顏色的突變，不能看到pH值變化的全過程。而在數(shù)字化實驗中使用pH傳感器就可以讓學(xué)生看到在中和反應(yīng)中溶液pH值變化的全過程，并將整個過程用點線圖顯示出來。學(xué)生可以很方便地探究中和反應(yīng)的實質(zhì)問題。

　　數(shù)字化是在傳統(tǒng)實驗技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機組成的多功能實驗平臺。數(shù)字化實驗既是對傳統(tǒng)實驗教學(xué)的有效補充，又是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的變革，更是一次對新課標(biāo)下實驗教學(xué)的挑戰(zhàn)。這需要我們不斷地探索，才能有效地用于實驗教學(xué)，才能發(fā)揮數(shù)字化的巨大優(yōu)越性。