聚焦数字化力量 推动化学教学融合创新——数字化手持技术与高中化学教学的融合.pdf
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1、2023 9数字化手持技术是基于现代信息技术、传感器技术、数据采集、智能控制等进行实验的技术系统,具有实时性、准确性、便携性、直观性和综合性的特点。在高中化学教学中,教师应用数字化手持技术可从“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”等多个维度入手,培育学生的化学学科核心素养。一、数字化手持技术的内涵数字化手持技术即数字化信息系统实验,是以计算机为基础,集教育和信息技术为一体的新型教学工具。数字化手持技术是由“传感器+数据采集器+计算机+处理软件”组成的能够采集化学实验数据,并以图表的形式呈现数据的现代化实验技术手段。数字化手持技术有着强大的感知功能、现代化信息处理及储
2、存功能、后期数据处理功能等,能够实现数图结合、记录细微过程的实验数据、自动生成图像,以及让化学反应的瞬间变化“可视化”,有利于培养学生的化学学科素养。二、数字化手持技术在化学教学中应用的优势1.能够强化现象表征在传统的化学实验教学中,教师针对一些现象不明显、过程不明朗、耗时长、会产生有毒气体和有害物质的实验,只能用口头描述或播放视频的方式进行讲解,这样会严重减弱学生的学习兴趣。数字化手持技术的应用使实验操作更加便捷,数据更加精准,效果更加直观、清晰,学生从中不仅能够观察实验的过程和结果,还能够利用实验数据了解其中包含的实验原理。例如,在钠的化合物一课中,教材要求学生验证Na2CO3和 NaHC
3、O3溶液碱性的强弱,以及 Na2CO3和 NaHCO3溶于水的吸放热情况,学生可以向等浓度的 Na2CO3和NaHCO3溶液滴加酚酞,判断两种溶液碱性的强弱,实验现象很明显。但在 Na2CO3和 NaHCO3溶于水的吸放热实验中,由于热量变化过于微弱,实验经常失败。此时,笔者应用数字化手持技术通过数据变化,使学生直观地感受了物质溶于水的热量变化情况(如图 1 所示)。数字化手持技术准确地呈现了实验数据,不仅能够加深学生对所学知识的理解,还能够培育学生的“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。图1 Na2CO3和NaHCO3溶于水的热量变化情况2.能够帮助学生了解微观本质化学是研究分子及类分子的科学
4、,宏观看现象,微观找原因,宏观加微观是学习化学的重要方法。在讲授高中化学新教材选择性必修二“物质结构与性质”一课时,很多抽象的化学概念无法用宏观实验现象说明,学生很难理解其原理。此时,笔者借助数字化手持技术为学生设计了简单易操作的探究实验,让学生通过清晰直观的实验图像、曲线变化等分析物质内部微粒间的相互作用,感受物质的变化过程。例如,在探究分子间作用力大小因素时,笔者利用温度传感器分别测量了正丁醇、正丙醇、乙醇、甲醇4种醇挥发时温度的变化(如图2所示),学生根据曲线清晰地看出不同醇挥发时温度下降幅度也不同,他们通过数据分析发现:对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质
5、的熔点也越高。由此可见,笔者借助数字化手持技术变抽象为直观、静态为动态、化无形为有形,为学生理解所学知识奠定了一定的基础。图2 不同醇类挥发时温度变化曲线3.能够辅助师生破解教学难点化学实验教学中经常会出现一些原理比较复杂或多种因素共同作用的化学现象,传统的实验教学又很难揭示其本质规律,导致学生难以理解。此时,笔者根据教学难点,借助不同传感器设计实验,将抽象、复杂的理论知识以图像、动态曲线等形式直观地呈现在学生面前,帮助学生透过表面看本质。这种教学方式不仅降低了学生的学习难度,还在一定程度上提升了教学效果。聚焦数字化力量 推动化学教学融合创新数字化手持技术与高中化学教学的融合文/冯俊玲BENQ
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