数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的应用研究

数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的应用研究

郑杏红

福建省宁德市高级中学 352100

摘要：新课程标准规定高中化学学生必做实验18个，其中包含多种类型实验，有些实验原理生涩难懂，学生理解起来有一定困难，有些实验现象难以观察，且学生在操作中具有一定危险性，因此探寻更好的教学方式成为高中化学教师的重要任务。数字化手持实验技术是在高中化学课堂教学的基础上建立起来，本文旨在对数字化手持实验进行分析与研究。

关键词：高中化学；数字化手持实验；应用研究

引言:科学技术的发展能够带动社会的发展，因此科学技术与我们生活的联系变得异常紧密起来，数字化手持技术实验教学模式是随着时代的发展而产生的一种创新型现代化教育教学方式，在高中化学课程中发挥着重要作用。俗话说万物均无十全十美，因此数字化手持技术实验在运用中也存在一些问题，这就需要在实验过程中不断发现、摸索、探究，找到解决问题的有效办法，让数字化手持技术在化学课堂发挥其自身优势，帮助学生发展自身能力。

一、数字化手持技术的内涵和意义

（一）数字化手持技术实验概述

数字化手持技术实验是以数据采集与传感器等相关软硬件为连接，形成自动采集数据模式，在实验仪器设备基础上与计算机的实际系统设计相连接，并以这项技术为背景和依托的教学模式。这项技术的实质就是将高科技与现代化的仪器设备结合运用，达到培养高中学生学习化学的基本能力要求^[1]。

（二）我国数字化手持技术实验的发展现状

数字化手持技术引入我国的时间相对较晚，因此在我国的发展与使用时间并不是很长。这项技术在最初被运用于物理课程实验中，通过不断运用与发展人们逐渐发现这项技术的优点，从此在我国的各项实验中被广泛应用，迅速得到普及与发展。数字化手持技术实验在当前的发展中越来越受到人们的重用，与此项技术有关的科研成果及学术内容期刊开始陆续发表。在教育行列中这项技术也开始广泛应用于高校实验中，但在实际发展运用中由于各种因素而出现了许多问题。例如数字化手持技术实验并未普遍应用于初中实验教学中、可用资源较、设备器材不足等，因此如何将数字化手持技术实验合理应用于学生教学中也是当今的一大难点^[2]。

（三）数字化手持技术实验在高中化学实验课堂上的推广意义

与过去的传统教学模式相比，数字化手持技术实验的运用为课堂增添了趣味性，有活跃课堂氛围的效果，激发学生学习兴趣，提高学生学习积极性的作用。学生完成自身学习任务时也多了课堂选择权，在高一到高三的学习中，化学是必修的科目，但在当前教育中为学生增加了选修模块，学生可以根据自己的兴趣爱好等选择自己喜欢的选修内容，为学生的个性化发展提供平台，使学生根据自身发展需求自主选择课程模块。在尊重学生学习主体地位的前提下，帮助学生全面发展、个性发展，为学生将来的学习奠定基础。

二、数字化手持技术实验的应用

（一）教学设计的应用

数字化手持技术实验在实验“离子反应”课堂教学中，将教师的教学设计与该模式有效结合，有利于增加学生对离子反应本质的认识，同时也加强了学生的探究分析能力。教学设计满足学生差异性，具有自身特色，向学生突出了数字化手持技术实验的优点。

（二）对教学的作用研究

数字化手持技术实验设计有案例开发、理论研究与前沿研究三个阶段，三个阶段体现出了这项教学模式的好处，并且说明了数字化手持技术实验对教师教学的影响。

（三）高中研究性学习中的应用

基于数字化手持技术实验钱扬义等人提出开发这项教学模式研究下学习的五个维度，分别表现在解决传统实验难点、减轻认知难点、探究社会热点、研究变量关系和拓展实践空间上，将数字化手持技术实验与学生的实际生活相联系，帮助学生学习化学与生活、化学与环境等方面的知识。

（四）传统实验的改进

数字化手持技术实验是新时代发展下的创新型教学模式，与过去传统的实验相比有较大的优越性，科学技术的快速发展让它有多样化的传感器、精密的测量手段和强大的数据处理能力。

三、数字化手持技术实验的课堂教学设计

以高中一年级化学第2章中第2节的《电解质》为例，将数字化手持技术实验与课堂教学相结合。

（一）教学内容分析

在教师进行课堂授课前先要求学生对电解质和非电解质、电解质的电离等概念进行预习，对课本知识有大致了解，对教师所授实验有初步认识，了解离子反应发生的条件，什么样的反应才算是还离子反应。还原反应的实质又是什么？本课时是对离子反应实质的探究与分析。

（二）教学过程

学生通过学习离子反应，建立离子反应的概念，能够判断离子反应能否发生，学生通过具体实验培养自身探究意识、动手能力和独立思考解决问题的能力，养成用发展眼光、科学态度、勇于探索的品质学习化学这一科目。让学生通过电解质电离出的离子在水溶液中的行为探究离子反应的实质，将概念的巩固与概念应用有机结合，认识概念的应用价值。

将教材中稀H₂SO₄与Ba(OH)₂反应的教学演示实验进行改进，首先在Ba(OH)₂溶液中滴加酚酞, 打开针筒控制阀使液滴以相同的速度滴下H₂SO₄溶液，以得到的溶液电导率与时间关系图，滴定完成后关闭控制阀，停止实验。计算机和数据采集器将溶液中微观的、不可见离子反应情况以曲线方式表示出来 ,使反应过程和实质可视化,为认识离子反应的实质提供了形象的素材。^[3]

（三）教学重难点

实验进行时，学生对实验的操作步骤存在动作不标准，对实验结果理解欠缺，因此教师要在教学过程中对学生操作步骤进行指导，在实验进行时加强学生对离子反应实质的理解，帮助学生解决疑难问题。

（四）教学反思

现代发展下的数字手持技术实验，对教师教学设计与学生课堂实验的效果的实现有良好的呈现效果，在实验中丰富学生体验，并对实验过程及实验结果提供技术支持，有利于学生对知识的掌握，对学生更好理解离子反应的概念与实验结果具有重要意义。

在高中化学课程教学中引入数字化手持技术实验能够提升课堂整体效果，增加教师教学效能感，也有助于学生思维的开拓与发展，在培养学生动手能力上具有积极作用。

结束语

数字化手持技术实验的不断改进与创新在高中化学的教学中有着不可替代的地位，将这项技术与高中化学课堂教学有效结合，能够帮助学生在现有的技术水平上改进化学实验，能够弥补传统教学下的不足之处，帮助学生摆脱学习困境。在氧化还原反应实验中能够直观得出实验结论，丰富学生教学活动，增加学生对课文内容理解，促进学生对化学知识以及生活中化学现象的了解与掌握。

参考文献

[1]鲁欢欢,高敬,姜言霞.利用手持技术探究铜锌双液原电池中电解质溶液对电流的影响[J].化学教育(中英文),2019,4001:58-61.

[2]刘姝姮,金士宝.利用手持技术发展化学学科核心素养[J].吉林省教育学院学报,2019,3501:84-87.

[3]赖增荣 利用数字技术发展学生素养的实践研究——以高中《化学1(必修)》中离子反应教学为例[J].中国现代教育装备,2020，14:52-56.