數字化手持技術實驗在高中化學課堂教學中的應用

陳繼盛??

摘要：本文主要是探究了數字化手持技術應用于高中化學課堂教學的背景和在高中化學課堂教學中應用數字化手持技術的重要意義，然后對數字化手持技術在高中化學課堂教學的應用進行了分析，最后就數字化手持技術在高中化學教學中的應用進行了展望。

關鍵詞：數學化手持技術實驗；高中化學；課堂教學

一、 引言

新課程改革已經拉開序幕，所以我國教育在教學方式、教學內容和教學評價等方面都發生了重大改變。近年來，數字化手持技術開始應用于高中化學教學，其效用尚不明確。因此，本文對數字化手持技術在高中化學教學中的應用效果進行了探討，希望能夠得出一個科學而實用的結論，為高中化學課堂教學的創新提供參考意見。

二、 數字化手持技術應用于高中化學課堂教學的背景

手持技術就是將傳感器、計算機和數據采集器這三種工具進行結合，對實驗體系的物理參數進行測量，然后用于研究化學實驗裝置。具體操作過程就是利用傳感器來測量物理參數，然后通過數據采集器進行處理，接著傳送給電腦，最后由自動化軟件完成繪圖工作，就可以把結果投影到屏幕上。手持技術是一種與科學緊密相關的技術，具有即時性、直觀性和準確性等特點，也是科學實驗改革的重要手段。在高中化學教學中應用手持技術，不僅可以把之前不可能實現的事情變成可能，還可以讓學生了解到更先進的技術，掌握科學的學習方法，養成正確的學習態度，有利于提升學生的學習效率和教學質量。

三、 在高中化學課堂教學中應用數字化手持技術的重要意義

（一） 有利于開展探究性教學活動

因為手持技術的體積小，師生可以隨身攜帶，因此可以把課堂實驗轉換為戶外實驗，比如說可以在河邊、工廠和小區附近開展實驗活動。另外，手持技術有多個探頭，所以可以從多個學科的不同角度去觀察問題，將生物、化學、物理和數學等學科知識聯系起來。同時，手持技術含有強大的數據處理系統，這樣可以為學生節省很多研究時間，讓他們把注意力都集中在搜集資料、觀察實驗現象和得出實驗結論等環節上，這樣更有利于學生分析和歸納知識點，得出更加準確和科學的結論，從而提升學生的邏輯思維能力。

（二） 有利于增強學生的交流與合作

應用手持技術開展高中化學實驗教學，比普通的實驗教學模式更能增強學生的交流與合作。因為手持技術的原理較為復雜，有時候需要采集大量的樣本，如果學生之間不進行交流，就要承擔很重的任務，無法在規定時間內達到預期的效果。所以，以手持技術為基礎開展的實驗教學都是通過小組合作的形式開展的，這樣學生就能在合作中學會與他人溝通，學會分享和尊重，從而共同完成實驗研究任務。

（三） 有利于豐富實驗評價的內涵

新課程改革倡導多元化的教學評價目標和評價方式，并提倡過程評價和終結評價的充分結合，利用手持技術開展化學實驗可以讓實驗評價的內涵得到豐富，這主要體現在四方面：其一，它可以引進大量的定量實驗，并為培養學生的數據處理能力和操作技能提供一個衡量標準；其二，它可以提升生活化實驗的可操作性，學生通過調查、搜集資料和實驗探究可以得出最終的結論，實驗評價的方式也變得多元化；其三，它可以實現從知識技能、操作過程和情感態度這三個方面對學生的表現進行評價，體現出了教學評價的全面性；其四，這種實驗方法更加注重實驗過程，體現出了教學評價的過程性。

（四） 有利于培養學生的問題解決能力

手持技術具備圖形計算器和函數處理功能，不僅可以培養學生數圖結合的意識，對于處理計算復雜的實驗課題也是大有幫助。它能夠直觀地反映出兩個以上的物理量的關系，真正實現了數圖結合，從而能夠幫助學生探究出實驗的本質問題，掌握高中化學知識的一般規律。

四、 數字化手持技術在高中化學課堂教學的應用

（一） 手持技術應用于概念教學課

在離子反應教學中，教師可以利用手持技術進行實驗，讓離子關系變得直觀形象，讓學生明白在溶液中發生的化學反應實際上就是離子反應。比如說氫氧化鋇和硫酸溶液發生化學反應就會生成沉淀物硫酸鋇，教師就可以詢問學生該反應中的負1價氫氧根離子和氫離子生成了水分子，這兩個離子是各自獨立還是存在關聯呢？如果有關聯是哪種關聯呢？由Ba（OH）2+H2SO4BaSO4↓+2H2O這個方程式可知兩個離子存在關聯，而且符合守恒關系，要如何才能知道具體的關聯呢？可以將電導率探頭和pH計探頭伸入Ba（OH）2溶液中，然后滴入H2SO4并測定兩個離子的變化。監測圖像顯示，當pH約等于7的時候，H++OH-H2O可以完全反應，當電導率趨近于零的時候，Ba2++SO2-4BaSO4↓也發生了完全反應，這兩種反應幾乎是同時發生的。這就說明兩個離子存在必然的聯系，當OH-消耗完時Ba2+也完全被消耗了，從而得出完整的方程式應該是這樣的：Ba2++SO2-4+2H++2OH-2H2O+BaSO4↓。

（二） 手持技術應用于元素化合物教學

比如說在濃硫酸特性教學中，可以利用濃硫酸和有機物反應來設計實驗，譬如用濃硫酸在紙上寫字、做黑面包實驗等，從而驗證濃硫酸的脫水性。但是吸水性的驗證卻不方便設計實驗，利用手持技術中的相對濕度傳感器就可以通過測量得出濃硫酸具有吸水性這個結論。將兩個濕度傳染器伸入兩個錐形瓶中，往其中一個錐形瓶中倒入10毫升的濃硫酸，結果發現這個瓶中溶液的相對濕度比另一個瓶中低。

（三） 手持技術應用于研究性學習

比如說運用手持技術探究二氧化碳滅火能力的實驗，這個實驗主要是利用溶解氧傳感器、數據采集器和光強傳感器開展實驗探究，這個實驗對于高中階段的學生來說并不陌生，因為他們對于二氧化碳已經有了一些了解，知道二氧化碳不支持燃燒，而且密度大于空氣，只是沒有想到二氧化碳可以熄滅水槽中的點燃的蠟燭。之前的教學理論認為蠟燭熄滅是由于氧氣耗盡造成的，但是通過手持技術進行測定，結果發現蠟燭熄滅并不是因為氧氣被耗盡，而是剩余的氧氣不足以支持蠟燭繼續燃燒。這個實驗的難度相對來說屬于中等級別，主要目的是為了讓學生通過采集實驗數據，學會手動繪制實驗圖像，并通過分析圖像得出科學的結論，再將理論知識應用于實際問題中。利用數字化手段開展實驗去驗證舊知識，有利于培養學生的圖像結合思想和問題解決能力。endprint

五、 數字化手持技術在高中化學教學中的應用展望

（一） 讓學生體驗真實的化學實驗過程

手持技術是利用現代電子科技進行化學實驗，將每一個實驗過程直觀地呈現給學生，讓學生在教學中感受到高科技的氣息。同時，可以讓學生從動態的角度認識化學物質變化的本質，體驗到最真實的化學實驗情景。

（二） 增強學生利用化學實驗探究問題的意識

手持技術開創了全新的實驗教學模式，因為學生對這些儀器充滿了好奇感，整個實驗過程也因為手持技術變得更加新奇有趣，讓學生對實驗更感興趣，激發出了學生的探究欲望。此外，手持技術的準確性、定量性和實時性促進了學生探究水平的提高，也降低了學習難度，利用它可以幫助學生解決更多的化學問題，并讓學生逐步意識到實驗在化學學習中的重要性，從而增強學生的問題解決能力。

（三） 建立學生的化學價值觀

手持技術沖破了傳統實驗方式的束縛，讓實驗操作具備更大的張力，讓化學實驗的難度大幅下降，同時也可以將生活中的事物納入到實驗當中，讓學生能夠積極參與，從而增強他們的創新意識和科技意識。化學知識和探究技能的整合，可以發散學生的科學思維，幫助學生形成科學的思維方式，培養其解決實際問題的能力。此外，手持技術能夠突破時空的限制，化學實驗還可以移至戶外進行，這樣學生就能隨時隨地地研究化學問題，有利于培養學生的應用意識，讓他們體驗到化學對于日常生活的重要價值，從而形成更為完善的價值觀。

（四） 增強學生的化學實驗探究動力

手持技術開創了一種全新的實驗教學模式，學生對于這些儀器設備充滿了好奇和興趣，運用這些儀器也會讓整個實驗過程變得更新穎、更獨特，對于學生來說具有強大的吸引力，很大程度上刺激了學生的探究欲望，有利于高中化學實驗教學的開展。另外，手持技術具有準確性、實時性和定量性等特點，可以大幅提升學生的科學探究水平，也在一定程度上降低了化學學習的難度，所以學生擁有充足想要學習高中化學的動力。通過手持技術學生可以解決更多有關化學的問題，并逐漸認識到化學學科的實用性，從而增強學生運用化學知識解決實際問題的意識和動力。

六、 結語

總而言之，手持技術裝置簡單，而且操作簡便，實驗結果準確度較高，它的這些優勢剛好契合了新課標提倡的“主動參與和樂于探究”的理念。因此，高中化學教師應積極探索化學實驗案例，將數字化手持技術應用于課堂教學中，從而大幅提升教學實效。

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作者簡介：陳繼盛，福建省寧德市古田縣第一中學。endprint