手持技術在中學化學教學中的應用反思

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上手持技術在中學化學教學中的應用反思1手持技術相關背景中學科學教育的根本目標在于提高學生的科學素養(yǎng)。實驗是自然科學研究的重要一環(huán)，通過實驗來證實或推翻思辨、假想，通過實驗對自然現(xiàn)象中的各種因素進行精確的測量，通過實驗發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新事物和新規(guī)律可以說，沒有實驗就沒有自然科學。 科學實驗又是與技術的進步密切相關的。技術的進步使我們能夠看得更遠、更細，測得更準、更快，極大地拓寬了科學實驗的范疇，提高了科學實驗的可信度。手持技術就是一種與現(xiàn)代科學密切相關的新興技術，具有便捷、直觀、實時、準確等特點，是實驗改革和發(fā)展的有效手段。在中學化學教學中引入手持技術，不僅使某些在當前條件下

2、無法實現(xiàn)的實驗成為可能，還能促使學生了解先進的科學技術，獲得科學的學習方法，形成正確的學習態(tài)度。手持技術，顧名思義，在掌上就可以操作的技術，它是由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集和處理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并能與計算機連接完成各種后期處理的實驗技術系統(tǒng)。手持技術可以廣泛應用于理科實驗中，可以方便而迅速地收集各類物理、化學 、生物 、環(huán)境等數(shù)據(jù)，如位移、速度、溫度、聲音、光、電、力 、pH值等。2應用手持技術的意義2.l使實驗更加現(xiàn)代化、簡易化手持技術使得實驗教學與國際接軌，化學實驗不僅在實驗室進行，還可以在 戶外等場所 隨時隨地進行。一些在傳統(tǒng)實驗室無法實施的實驗也可順利進行；一些難于理解的科

3、學概念和原理，借助于手持技術的實驗變得容易認知。例如二氧化氮與四氧化二氮的平衡體系，壓強影響平衡的移動，其他條件不變，增大壓強平衡會向減小壓強的方向移動，這對中學生來說非常難理解，但通過手持技術測出實際壓強變化，難點迎刃而解。此外，在實驗結果上，儀器會自動顯示給學生清晰的實驗結果而不需進行復雜的數(shù)據(jù) 處理工作。2.2使實驗更加綜合化實驗的綜合化不僅體現(xiàn)在實驗手段上，同時也體現(xiàn)在實驗內容上。實驗手段的綜合化主要是指在手持技術實驗中，應用了不同的實驗儀器裝置，具有廣泛性 和綜合性。計算機、數(shù)據(jù)采集器、傳感器和相應軟件與其他化學儀器的整合更加突出了手段的信息化，現(xiàn)代化，綜合了時代信息。實驗內容的綜合

4、化是指手持技術不僅能實現(xiàn)單一學科單因素及多因素研究，而且還體現(xiàn)了跨學科的多因素研究，多角度觀察，并與現(xiàn)代信息技術完全整合，同時體現(xiàn)了研究性、探究性實驗等綜合實踐活動。2.3使實驗不僅關注定性研究而且進行定量研究一些傳統(tǒng)的實驗往往只能讓學生明白 “有什么”，而不清楚 “有多少”，學生也只能對化學現(xiàn)象有一個膚淺的認識 (定性研究 )，而不能在量上有一個清晰的認識 (定量研究)。手持技術的實驗研究結果會給學生直觀的數(shù)據(jù)或圖像顯示，更加體現(xiàn)了科學的準確性。例如二氧化錳作催化劑的雙氧水分解，傳統(tǒng)的實驗操作只能了解催化劑可以加快或減慢化學反應的速率，但是應用手持技術可以準確地運用壓力傳感器測得所分解氧氣的

5、壓力，通過做線性回歸，圖形的斜率就是該化學反應的速率，如利用手持技術探究催化劑對雙氧水分解的影響實驗，效果非常好。另外還可以定時測量化學反應，即時獲得反應過程中的定量數(shù)據(jù)。2.4使實驗教學中教師和學生角色完成更充分傳統(tǒng)的化學實驗因為過程復雜，步驟繁瑣，往往使學生在實驗課中扮演了一個參加機械勞動的 “機器 ”，學生在實驗操作過程中必須把大量的精力和時間花費在操作過程上，沒有足夠的時間觀察現(xiàn)象、思考問題和提出問題。 利用手持技術進行的實驗不僅可以解決上述問題。教師也從“信息源” 向 “信息平臺”轉變，教師不僅能夠輸出信息，而且可以交換信息，還能夠接受學生輸出的信息，從而可以促成課堂中信息的雙向和多

6、向交流，實驗操作的簡單化使得學生有足夠的時間來發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，真正實現(xiàn)了課堂中的師生互動乃至生生互動，使教師與學生的角色發(fā)生了根本轉變。2.5使課堂變得更加高效手持技術在本質上與多媒體技術一樣，都是為課堂教學服務的輔助認知手段和工具。手持技術運用在教學中除了作為學生的認知工具外，同時也是教學信息的傳遞工具。手持技術利用現(xiàn)代電子傳感科技進行化學實驗，將化學實驗過程中每個時刻的化學變化直觀地呈現(xiàn)在學生面前，在引導學生感受到高新科技時代氣息的同時也使學生從動態(tài)角度對化學物質變化有了更本質的認識。2.6使課外探究多了一項利器手持技術突破了空間和時間的限制，使得化學實驗并不只在實驗室中才能進行，學生

7、可以利用手持技術隨時隨地研究生活中遇到的化學問題，有利于學生將化學學科知識應用于生活，體驗化學對于生活的重要價值，進而建立更為完善的化學價值觀。手持技術沖破了傳統(tǒng)實驗的內容和方式的束縛，表現(xiàn)出極大的張力，將許多經(jīng)典的化學實驗化繁為易，同時也將實驗的對象擴展到生活中的方方面面，利于學生主動參與，開闊思路，增強他們的科技意識和創(chuàng)新意識。將化學學科知識與探究技能整合，發(fā)散學生的科學思維、訓練其科學方法，幫助學生形成科學的思維方式，培養(yǎng)學生解決問題的能力。如測量相同pH的鹽酸與硫酸同金屬反應的比較。2.7促進學生思維品質的提升學生在應用手持技術進行化學實驗前后所持的化學變化觀有了非常顯著的變化，體會到

8、了化學實驗的真實情景，從而有利于教學內容的理解與掌握。3手持技術的應用示范探究氫氧化鈉濃度對酚酞顯色的影響準備好相關裝置與試劑，將色度傳感器接入系統(tǒng)主機數(shù)據(jù)采集接口，連接好計算機、數(shù)據(jù)采集器、色度傳感器之間的連線，運行數(shù)字化實驗系統(tǒng)。將色度傳感器中的標準容器裝入蒸餾水，插入紅色濾光片，旋轉色度傳感器上的調節(jié)透光率旋鈕，使初始的透光率為100%。選擇“1/s、200個，手動采集”用滴管吸取5mol/L NaOH溶液加入標準容器三分之二高度，加入一滴0.2%酚酞溶液，測得數(shù)據(jù)見下圖1：約30秒褪為無色。用滴管吸取2.5mol/L NaOH溶液加入標準容器三分之二高度，加入一滴0.2%酚酞溶液，測得

9、數(shù)據(jù)見下圖2：約90秒褪為無色。 圖1 圖2用滴管吸取1mol/L NaOH溶液加入標準容器三分之二高度，加入一滴0.2%酚酞溶液，測得數(shù)據(jù)見下圖3：約400秒褪為無色。 圖3用滴管吸取0.1mol/L NaOH溶液加入標準容器三分之二高度，加入一滴0.2%酚酞溶液，測得數(shù)據(jù)見下圖4：紅色保持很長時間，肉眼肯定觀測不出，但色度值逐漸增大，表明酚酞正在緩慢與堿反應。時間(s) 色度(%) 1 85.9704 50 86.224 100 86.6044 150 87.03552 200 87.33984圖4為避免空氣中二氧化碳對氫氧化鈉濃度的影響，另做對比實驗：用pH傳感器測同濃度氫氧化鈉溶液露置

10、于空氣中的pH變化，表明5分鐘內幾乎無影響 以上實驗優(yōu)點在于：用量極少（前者只需幾滴試劑），節(jié)約試劑；現(xiàn)象明顯，肉眼觀察顏色變化很不準確，而數(shù)據(jù)顯示一目了然！通過實驗表明氫氧化鈉與酚酞的反應是個可逆反應，氫氧化鈉濃度增大則反應正向移動，并且濃度越大反應越快。將手持技術應用于中學化學，可以取得傳統(tǒng)實驗無法在達到的良好效果，有利于提高教學的效率，尤其在研究化學反應速率較快、計算原理復雜、耗時過多、學科綜合性強、無確定答案的探究方面體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢！4手持技術應用中存在問題、反思與展望4.1加強手持技術儀器的配套開展實驗探究，除了要讓學生感興趣之外，還要求傳感技術儀器便于探究。因為有的傳感儀器沒有配

11、套的裝置，導致實驗無法或難以進行。如我們使用的壓力傳感器沒有配套的塞子與反應容器。4.2經(jīng)費的投入問題。配備完整的以傳感設備為主的數(shù)字化實驗室，需要大量的經(jīng)費支持。完整的數(shù)字化實驗設備，一般需要幾萬到上百萬的資金投入，這對于普通中學來說是一筆龐大的數(shù)目，需要很大的經(jīng)費支持。所以，作為一項先進的技術引入課堂教學中乃至在課堂教學中的廣泛應用，這必然是個長期的過程。建議采取縣區(qū)統(tǒng)一配套，各校分時間段使用，以提高使用效率并降低成本。4.3儀器的穩(wěn)定性和精確度問題應用傳感技術進行中學化學實驗探究，有很多的優(yōu)點。但這些優(yōu)點是建立在傳感技術的精確和穩(wěn)定的基礎上的。有的傳感儀器存在著性能不穩(wěn)定及由此導致的結果

12、不精確等問題，這對開展有效的實驗探究是非常不利的。在學生進行自主探究階段，大多數(shù)在小組選擇課題時，竭力選擇避開那些穩(wěn)定性不高，精確度差的傳感器，要求廠商提高儀器的穩(wěn)定性和精確度的同時，還應開展技術支持與培訓工作。4.4 手持技術應用的創(chuàng)新設計從目前的研究來看，手持技術的應用范圍還不夠廣，更多的創(chuàng)新設計有待開發(fā)。把手持技術與高中化學“探究式學習”加以整合，把手持技術融入化學實驗中，能使學生學會如何進行探究性實驗學習；學會合作學習，培養(yǎng)科學嚴謹?shù)膽B(tài)度和對社會的責任感；學會從定量的角度分析和解決問題，探求變量之間的因果關系和相關關系，發(fā)展了學生的問題解決能力 ，真正體現(xiàn)了新課標教育思想。4.5 手持技術與課堂教學的融合手持技術開創(chuàng)了一種嶄新的實驗教學模式，學生對這樣的儀器充滿新鮮感，而實驗過程的新穎、獨特，也有極大的吸引力，很大程度激發(fā)了學生的好奇心和探究欲望。此外，手持技術的實時、準確、定量等特點提高了學生科學探究的水平，也降低了實驗和學習的難度，學生通過手持技術可以解決更多關于化學學科的問題，逐漸認識到化學實