手持技術背景下創新思維的培養
——以“酸堿中和滴定”為例

四川省南充市西充縣教育科學研究室 黃文周

化學學科核心素養是學生終身學習和發展的重要基礎，學生通過化學知識的學習，可以逐步形成正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。教師在日常的化學教學中，可以通過設計創新實驗，激發學生學習化學的興趣，培養學生的實踐能力和創新精神。

一、基于手持技術的酸堿中和滴定實驗

手持傳感技術在突破概念認知，尤其在傳統實驗無法驗證概念的情況下，是化學教學中極為有力的工具。在實驗教學中利用手持技術中的數據采集器與pH 傳感器等，可及時了解反應過程中隨著滴加堿的量的pH 變化情況，通過實驗讓學生觀察到堿與酸發生了反應。“酸堿滴定”實驗作為中學階段的重要實驗，教師應如何在教學中讓學生直觀地看到酸與堿發生了反應，進一步幫助學生理解酸堿中和的實質？酸堿中和滴定在工業生產和科學研究中有很重要的作用。酸堿中和滴定一般是在理論計算的基礎上畫出pH-V 曲線，教師用滴定曲線解釋pH 曲線繪制教學過程，而這樣就使酸堿中和滴定的“曲線特征”聽起來很抽象，不利于學生對pH-V 曲線圖像變化過程的理解。

（一）中和滴定原理

酸、堿發生中和反應時，反應物和反應物之間是按照一定的物質的量之比進行的，酸堿滴定是用已知濃度的酸（或堿）去測定未知濃度的堿（或酸），并利用指示劑（甲基橙或酚酞）顏色的變化指示滴定終點的到達，反應的實質是H++OH-=H2O。

（二）實驗儀器與試劑

實驗儀器包括磁力攪拌器、pH 傳感器、數據采集器、堿式滴定管、25mL 移液管、洗耳球、100mL 燒杯等。試劑包括0.1mol/LHCl 溶液、0.1mol/LNaOH 溶液、酚酞溶液。

實驗步驟如下：（1）向洗凈并潤洗過的堿式滴定管中加入0.1mol/LNaOH 溶液超過“0”刻度線，調整液面使初始讀數為0.00mL。（2）用移液管移取25mL 0.1mol/LHCl 溶液至燒杯中，并加入幾滴酚酞；取出pH 傳感器，用蒸餾水洗凈并放入燒杯中（注意：防止pH 傳感器探頭接觸燒杯底部）。（3）連接pH 傳感器和數據采集器，設置參數：持續時長400s，滴速為1s；打開磁力攪拌器，調整轉數為20—30。（4）點擊數據采集器開始測定按鈕，并緩慢滴入NaOH 溶液（注意：眼睛觀察燒杯內顏色的變化）。

實驗現象：（1）在未到達滴定之前，隨著堿的加入，pH變化不顯著。（2）到達滴定終點，燒杯內的顏色呈淡紅色，此時pH 走勢圖發生突變。（3）到達滴定終點后，隨著堿的加入，燒杯內的顏色越來越紅，但此時的pH 變化緩慢。

二、手持技術背景下創新思維的培養

借助pH 傳感器和數據采集器所展示出的圖像，教師可設置如下的問題促使學生深度學習酸堿滴定的本質，掌握酸堿滴定的實驗操作，培養學生的創新思維：（1）如果改為向氫氧化鈉溶液中逐漸加入稀鹽酸溶液，所得滴定曲線會有什么不同？應選什么作為指示劑？設計意圖：借助堿滴酸的pH 走勢圖，類比得出酸滴堿的pH 走勢圖，使學生學會類比推理的創新思維方法。（2）在滴定終點pH 發生突變，此時酸堿是恰好完全反應嗎？設計意圖：根據滴定終點pH 的瞬間變化，讓學生思考指示劑在指示終點的時候是否是恰好反應的點，促使學生學會用實驗事實說話，培養學生證據推理的化學核心素養。

三、反思與總結

將手持技術引入“酸堿中和滴定”實驗中，能夠讓學生直觀、實時地掌握酸堿發生反應的過程。結合實驗所得的pH 走勢圖設置不同維度的問題，幫助學生掌握化學知識，理解化學本質，增強學習興趣和探究欲望。在教學中，通過啟發引導、實驗創新、合作探究、分析討論等方法，使實驗作為學生實踐體驗的重要一部分，在實驗的探究中，不僅要激發學生學習興趣使其獲得知識，還能啟發學生的思維，培養創新能力和學科精神。從實驗操作來看，學生對酸堿中和滴定的原理、操作、步驟以及酸式堿式滴定管的使用方法等的掌握都非常好，學生能輕松、愉快地掌握并進行應用，為后面的化學學習打下了基礎。同時，實踐—認識—再實踐的學習體驗不僅能讓學生充分展示自己的能力，更能使其加深對知識的理解，大大激發學習積極性。