数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的实践探析

数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的实践探析

刘清凤

福建省厦门双十中学

摘要：在“互联网+教育”的融合背景下各类信息化教学方式被不断开发应用到课堂教学中，相较于传统教学方法，数字化手持技术实验作为一种将计算机和微电子技术结合起来的“掌上实验室”具有极为鲜明的便捷、直观等特征，可以融合进入现代中学科学教育中参与实验教学改革之路。基于此，本文将结合福建省厦门双十中学的实际教学经历从数字化手持技术实验的应用价值角度分析其在高中化学课堂教学中的实践策略，以期能提出具有一定参考价值的建议来推动高中化学教育持续健康发展。

关键词：数字化手持技术实验；高中化学；课堂教学实践

在应试教育思想和高考压力的影响以及课时、教学条件的限制作用下，高中化学实验教学普遍存在“听实验”、“背现象”、“刷题库”等问题，为了有效改善这一现象，不少学校引入数字化手持技术实验代替传统实验教学方法去回归高中化学实验教学的本质。这种新式教学手段对于学生来说能激发参与化学实验的热情、促进思维转变、优化实践操作能力，对于高中化学教师来说则能够有效提高实验教学效用、保证教育质量、改善盲目指导现象以及提高核心素养培养成效。

一、数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的应用价值

在信息时代与新课改背景下，传统教育模式正逐步向着现代化、信息化、动态化、综合化的新型素质教育模式不断转变。数字化手持技术实验作为上世纪末就引入中国的一种教学方式具有直观性、便捷性、立体性以及信息化等优势，但由于当时中国整体科技力量正处于持续建设状态且应试教育思想的地位牢不可破，因而直到近些年才得以重新提起广泛重视。但在一些应用数字化手持技术实验高中化学课堂上却出现了“换汤不换药”的形式化应用、各环节衔接不流畅、盲目性指导等未能彻底开发方法使用价值的现象，在此将着眼于福建省厦门双十中学在化学课堂上实际应用数字化手持技术实验的一些思考去探究实践策略^[1]。

二、数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的实践探析

（一）实验概念教学

在正式开始实验教学活动前，必须确保学生基本掌握相关化学知识的理论概念才能更理想地发挥实验教学效用，而数字化手持技术实验就可以应用在理论概念教学环节去帮助学生更快速地理解和掌握化学理论知识。以鲁科版选择性必修一第三章第4节《离子反应》内容为例，教师应当立足于“明确离子反应概念以及方程式含义，并学会书写方程式”的教学目标上设计理论概念教学流程。由于离子这种物质不能用肉眼直观看见，即使化学教师借助演示实验开展教学也只能是以宏观角度展现离子的变化反应，对于一些抽象理解能力较差的学生来说很难轻松理解微观粒子之间的反应本质与掌握知识应用能力^[2]。因此，教师可以通过数字化手持技术实验将“离子反应”实验过程中的物理量变化直观地展现出来并为学生剖析概念本质，有效克服教学难关。教师在应用数字化手持技术实验时可以将PH探头和电导率探头同时深入氢氧化钡溶液中测试出相应的数值，然后再滴入适量的一定浓度硫酸溶液后重新测量数值变化，让学生通过检测图像上的数据变化曲线直观感受离子反应并理解概念实质。

（二）新课导入环节

将数字化手持技术实验应用在新课导入环节可以有效激发学生的参与兴趣和实践操作潜能，通过数字化手持技术实验引导学生主动进行学习正迁移活动巩固旧知识、掌握新知识。以“化学反应的速率”相关内容为例，在鲁科版选择性必修一第二章第4节中就已经学习了化学反应速率的基础知识并有了基本掌握，而教师在引导学生掌握“化学反应速率的测量”知识时就可以借助数字化手持技术实验导入这一部分的新课知识^[3]。教师可以开展小组团体实验活动组织学生应用数字化手持技术实验测量“硫酸与锌粒反应瞬时速率的实时变化”并记录压强曲线的变化情况，然后让学生自主进行定量分析和概括总结整个变化反应的宏观现象、趋势特征、符号表征等内容，紧接着再组织学生通过原本的曲线图像去自主制作新的化学反应变化图像以及得出最终结论。在实际应用过程中，高中化学教师要着眼于知识的关联性来开展类似形式逐步引导学生主动活跃思维寻找新旧知识之间的联系，从而达到高效学习目的^[4]。

（三）探究性实验

探究性实验作为新课改所强调的一种能激发学生自主探究能力的教学方式更注重自主思考与合作交流，高中化学教师同样也应当认识到探究性实验对学生核心素养、科学实验思维、动手操作能力以及化学知识的理解程度等方面的重要意义，因此教师可以利用数字化手持技术实验为学生开辟一个可以发挥自主探索能力的互动环境。以鲁科版选择性必修1第三章第2节《弱电解质的电离 盐类的水解》知识为例，化学教师可以通过数据采集器等探测工具实时监测溶液中电离出来物质浓度数据，然后引导学生以小组为单位在观察实验时自主观察、记录各项仪器上数据变化特征以及分析实验现象。教师只需要在一旁开展整个实验经过而不必去强制提醒学生注意观察某部分环节，当然，教师也可以在开始实验之前强调整个实验过程需要学生自己去观察和记录，教师在实验过程中不会做出任何发言去影响学生的实验记录情况与结果，这样做的用意在于激发学生的自主探究思维、发现化学问题的能力、观察与记录能力并以教师的严谨态度去培养学生对科学实验的敬畏之心

^[5]。

结语

总而言之，数字化手持技术实验作为一种以数字技术为基础的教学方式具有极为突出的直观性、便捷性、信息化等特征，对于高中化学教学课堂而言可以一举突破传统教学模式的局限性去激发学生对化学实验的探究热情。根据福建省厦门双十中学化学课堂上应用数字化手持技术实验的实例进行简要分析可知，数字化手持技术实验作为一种教学辅助用具能够应用在化学理论概念教学、新课导入环节、探究性实验等各个方面，让学生能在清晰、直观、立体地认识化学知识理论概念和实验原理的基础上更顺利地完成自主实验操作，从而有效提升化学实验教学效用。

参考文献

[1]吴宝珠,钱扬义,林惠梅.手持技术数字化实验学生态度量表的初步编制和应用[J].化学教育(中英文),2021,42(11):71-76.

[2]侯之光.数字化手持技术在高中化学教学中的应用[J].现代盐化工,2020,47(06):149-150.

[3]麦裕华,钱扬义.“中学化学手持技术数字化实验案例”的多维分析——以钱扬义工作室20年研究的期刊论文为例[J].化学教育(中英文),2020,41(19):83-89.

[4]朱庆,钱扬义,麦裕华,杜慧鸣,石光.化学教师对手持技术数字化实验应用的态度调查[J].化学教学,2019(10):13-18.

[5]王立新,钱扬义,苏华虹,陈博殷,梁宏宇.手持技术数字化实验与化学教学的深度融合:从“研究案例”到“认知模型”——TQVC概念认知模型的建构[J].远程教育杂志,2018,36(04):104-112.