手持技術(shù):中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)踐新應(yīng)用

摘要：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較考驗(yàn)教師，要求教師堅(jiān)持創(chuàng)新導(dǎo)向以及與時(shí)俱進(jìn)的教育觀念，整合利用多種現(xiàn)代信息技術(shù)突破時(shí)空限制，活躍課堂教學(xué)氣氛，提升中學(xué)化學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)生的吸引力。經(jīng)驗(yàn)豐富的教師主動(dòng)利用手持技術(shù)組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在創(chuàng)造性應(yīng)用的過(guò)程中提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，確保學(xué)生實(shí)現(xiàn)輕松上陣和融會(huì)貫通。

關(guān)鍵詞：手持技術(shù)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言

手持技術(shù)與中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合是大勢(shì)所趨，對(duì)強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)印象、刺激學(xué)生的多個(gè)感官、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)有重要影響。教師需要多措并舉，有效協(xié)調(diào)和平衡理論教學(xué)及實(shí)踐應(yīng)用，積極改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將手持技術(shù)作為重要的教學(xué)輔助工具。逐步提升常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和水準(zhǔn)，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)行為習(xí)慣，讓學(xué)生能夠意識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，自主分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的知識(shí)原理，不再停留于知識(shí)表層，這一點(diǎn)對(duì)落實(shí)教改政策，打造品質(zhì)課堂有重要影響。

一、手持技術(shù)概述

手持技術(shù)以傳感器為主導(dǎo)，以真實(shí)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，教師會(huì)借助多種現(xiàn)代信息技術(shù)全方位采集以及測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能控制。在信息化的大環(huán)境下，手持技術(shù)在中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的出現(xiàn)頻率越來(lái)越高。許多教師將理論教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用與信息技術(shù)相結(jié)合，充分凸顯手持技術(shù)的育人優(yōu)勢(shì)，在整合利用主客觀教學(xué)資源的過(guò)程中激活學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)科素養(yǎng)。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，以手持技術(shù)為依托的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大勢(shì)所趨，實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果更加精確。學(xué)生不再局限于簡(jiǎn)單的手工記錄，而是持續(xù)跟蹤和了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的具體變化，真正實(shí)現(xiàn)定量分析、科學(xué)統(tǒng)籌和理性判斷。

二、手持技術(shù)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)踐價(jià)值

首先，在教育改革大環(huán)境下，教師越來(lái)越關(guān)注學(xué)生的中心地位，將選擇權(quán)交給學(xué)生，但是傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多的局限，如涉及危化品或常規(guī)實(shí)驗(yàn)無(wú)法得到理想的效果，教師要么會(huì)做演示實(shí)驗(yàn)要么直接從理論角度進(jìn)行分析介紹，學(xué)生對(duì)教師演示實(shí)驗(yàn)或理論介紹興奮點(diǎn)相對(duì)偏低。手持技術(shù)有助于打破這一現(xiàn)實(shí)困境，使用少量的化學(xué)藥品，即使肉眼看不到明顯的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示也讓現(xiàn)象一目了然。如探究CO2在不同溶劑中的溶解度。

本節(jié)課是人教版第九單元課題——溶液的形成第一課時(shí)，考查的是溶質(zhì)溶劑本身的性質(zhì)對(duì)溶解度產(chǎn)生的影響。以CO2分別在苯、酒精、水中氣壓的變化為例，得出結(jié)論：同種物質(zhì)在不同的溶劑中溶解度不同，溶劑本身的性質(zhì)會(huì)對(duì)溶解度產(chǎn)生影響。利用氣體壓力傳感器，繪制出數(shù)字曲線，更加直觀明了，利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。

根據(jù)圖像（圖2）可知，CO2在水、苯、酒精中的溶解度不同，其中在酒精中的溶解度最大，其次是苯，在水中的溶解度最小。

手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)突破了空間和時(shí)間的限制，不再局限于實(shí)驗(yàn)室里開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由于操作方便快捷，讓學(xué)生可以利用手持技術(shù)隨時(shí)隨地研究生活中遇到的一些化學(xué)問(wèn)題，有利于學(xué)生將化學(xué)學(xué)科知識(shí)應(yīng)用于生活，體驗(yàn)化學(xué)對(duì)于生活的重要價(jià)值，進(jìn)而建立更為完善的化學(xué)價(jià)值觀。

同時(shí)，手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與性，保障最佳的教學(xué)效果。教師在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，盡量為學(xué)生提供更多參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系個(gè)人的生活實(shí)際以及所學(xué)知識(shí)自由發(fā)散和大膽遷移，那么化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)提升會(huì)更加明顯。

其次，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)物質(zhì)成分的探究往往停留在“有沒(méi)有”，并不清楚“有多少”，學(xué)生只能在現(xiàn)象上有一個(gè)粗淺的認(rèn)識(shí)（定性研究），如顏色變深（淺）了，氣泡變多（少）了等，而不能從量的角度有一個(gè)更加準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)（定量研究）。手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)就能夠彌補(bǔ)這些不足，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供給學(xué)生直觀的數(shù)據(jù)或是數(shù)據(jù)的圖像，更能夠體現(xiàn)出科學(xué)的準(zhǔn)確性，同時(shí)更有利于學(xué)生從定性思維到定量思維的培養(yǎng)。如二氧化錳作催化劑的過(guò)氧化氫分解實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作只能了解催化劑可以加快或減慢化學(xué)反應(yīng)的速率，但是應(yīng)用手持技術(shù)可以準(zhǔn)確地運(yùn)用壓力傳感器測(cè)得所分解氧氣的壓力，通過(guò)做線性回歸，圖形的斜率就是該化學(xué)反應(yīng)的速率。利用手持技術(shù)探究催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解的影響，有助于生動(dòng)直觀地呈現(xiàn)抽象乏味的化學(xué)知識(shí)，掃清學(xué)生的認(rèn)知障礙和心理誤區(qū)，全面激活學(xué)生的思維。在學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)時(shí)，一部分學(xué)生存在思維局限，以形象思維為主，抽象思維能力不佳，對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)不知所措。具有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的教師結(jié)合新課改對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出的具體要求順勢(shì)導(dǎo)入手持技術(shù)，適當(dāng)控制教學(xué)節(jié)奏，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)抽象化學(xué)知識(shí)和化學(xué)現(xiàn)象的理解，讓每一個(gè)學(xué)生都能夠輕松上陣。

最后，手持技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)的有效整合和相輔相成，保證最佳的教學(xué)成果，逐步提升學(xué)生各方面的綜合能力。在手持技術(shù)的支持下數(shù)字實(shí)驗(yàn)迅速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果更加直觀。學(xué)生能夠在教師的輔助下迅速處理各種數(shù)據(jù)，保持良好的學(xué)習(xí)自信心，真正實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通。有的教師還會(huì)根據(jù)學(xué)生的課內(nèi)外表現(xiàn)主動(dòng)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，讓學(xué)生從重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)勞動(dòng)中解放出來(lái)，將主要精力放在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)上，深入了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)和真諦。

三、手持技術(shù)：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)踐對(duì)策

在引入手持技術(shù)后，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效果越來(lái)越明顯，教師只需要結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體步驟調(diào)整教學(xué)思路和節(jié)奏，確保學(xué)生在深入分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上逐步構(gòu)建化學(xué)知識(shí)體系。全面提升學(xué)生的認(rèn)知高度及學(xué)科素養(yǎng)，讓學(xué)生能夠深入透徹地理解和領(lǐng)悟化學(xué)知識(shí)原理，不再停留于知識(shí)表層一知半解。

（一）優(yōu)化傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

為了凸顯手持技術(shù)的教學(xué)作用，教師需要主動(dòng)轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，結(jié)合“雙減”提出的減負(fù)提質(zhì)要求調(diào)整教學(xué)模式，突破傳統(tǒng)，打破時(shí)空限制，打造品質(zhì)課堂和高效課堂。在利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及傳感器組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性比較足，能夠靜下心來(lái)主動(dòng)感悟化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力及奧秘，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和高效理解。比如在借助稀鹽酸反應(yīng)綜合對(duì)比碳酸氫鈉與碳酸鈉的基本性質(zhì)時(shí)，溶液混合的反應(yīng)速度相對(duì)較快，學(xué)生無(wú)法用肉眼觀察具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、自主判斷氣體放出的快慢，對(duì)溫度差異的感知比較有限。教師則可以利用溫度傳感器、pH傳感器以及二氧化碳傳感器顯示不易觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，采取圖文并茂的形式讓學(xué)生綜合對(duì)比兩種物質(zhì)，全面激活學(xué)生的思維，確保學(xué)生能夠在細(xì)心觀察和理性分析的過(guò)程中了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基本原理。另外，在圍繞鈉與水的反應(yīng)組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式局限于簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋和觀察，學(xué)生對(duì)氧化反應(yīng)的理解和認(rèn)知不夠深刻，實(shí)驗(yàn)中的溫度變化較小，學(xué)生很難了解最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。對(duì)此，教師可以利用氧氣傳感器、溫度傳感器和pH傳感器生動(dòng)直觀地展現(xiàn)物質(zhì)生成的具體過(guò)程，提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可感性以及說(shuō)服力，讓學(xué)生能夠?qū)瘜W(xué)反應(yīng)中的基本原理有更加深刻的認(rèn)知和理解，不再停留于知識(shí)表層。

（二）積極輔助常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)

教師應(yīng)從宏觀發(fā)展的視角關(guān)注學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展要求，有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)模式，高效解決傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的各種問(wèn)題。中學(xué)化學(xué)中的實(shí)驗(yàn)比較多，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占據(jù)主導(dǎo)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解不夠全面，加之一部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，最終導(dǎo)致學(xué)生的知識(shí)構(gòu)建備受阻礙。在整合利用手持技術(shù)組織常規(guī)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，教師需要了解學(xué)生的課內(nèi)外表現(xiàn)、認(rèn)知基礎(chǔ)和理解能力，協(xié)調(diào)平衡教與學(xué)之間的關(guān)系，將手持技術(shù)作為常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的輔助工具，減輕學(xué)生的認(rèn)知壓力和理解負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生能夠輕松上陣。比如在講解弱電解質(zhì)電離平衡的相關(guān)影響因素時(shí)，一部分學(xué)生感覺(jué)無(wú)從下手，思維薄弱點(diǎn)較為明顯，認(rèn)知阻礙較大。教師則可以利用電導(dǎo)率傳感器、pH傳感器和溫度傳感器綜合系統(tǒng)地分析及展示弱電解質(zhì)電離平衡的影響因素，有效突破教學(xué)重難點(diǎn)，讓學(xué)生能夠自主分析具體的實(shí)驗(yàn)變化和原理。如此，全面減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力，確保學(xué)生能夠產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，積極接觸手持技術(shù)，形成良好的探究意識(shí)和學(xué)科素養(yǎng)。

（三）全面創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段

經(jīng)驗(yàn)豐富的教師立足于當(dāng)下、展望未來(lái)，深入了解高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中減負(fù)增效的教育準(zhǔn)則及要求，全面創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及形式，充分凸顯手持技術(shù)的育人優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，讓學(xué)生能夠在參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中重拾學(xué)科學(xué)習(xí)的自信心，不再過(guò)多依賴于外界。化學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系比較緊密，教師可以從生活中吸取養(yǎng)分，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及形式，凸顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的生動(dòng)性和直觀性。比如教師可以整合利用色度傳感器讓學(xué)生自主測(cè)定飲料和泡騰片中維生素C的含量，拉近學(xué)生與知識(shí)以及知識(shí)與生活之間的距離，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，讓學(xué)生能夠嘗試?yán)貌煌膫鞲衅髯灾餮芯可钪械某Ｒ?jiàn)化學(xué)現(xiàn)象。以此激活學(xué)生的思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，凸顯手持技術(shù)的便攜特征，讓學(xué)生能夠積極參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。

四、結(jié)語(yǔ)

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的今天，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平越來(lái)越高，智能化、便攜式的儀器備受矚目，成為許多教師的首選。在踐行新課改政策的過(guò)程中，化學(xué)教師需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一主要教學(xué)板塊，靈活利用多種手持技術(shù)來(lái)吸引學(xué)生的注意力，緊密融合定量實(shí)驗(yàn)和定性實(shí)驗(yàn)，逐步豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)層次，讓學(xué)生能夠在動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口的過(guò)程中意識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣和價(jià)值，快速掌握適合自己的化學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)策。

參考文獻(xiàn)：

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