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1、化学实验教学效果分析 关键词：手持技术；水的净化；浑浊度传感器一、问题的在现代教学中应贯彻以学生为主体的教学原则，发挥化学学科的学科特点，将大量的科学探究设计到教学过程中，激发学生的主动性和创新意识，使获得知识的过程真正成为理解知识、运用知识、服务生活相结合的过程。在传统的实验设计过程中，往往存在着重结果、轻过程，重定性、轻定量等问题，而在进行实验探究的过程中，将定性实验与定量实验相结合，逐步培养学生的定量实验意识和能力是教师应该努力的方向。为了更好地设计定量实验，使实验结果更加直观、真实、可信，采用手持电子技术1，利用传感器进行学生实验就是一种非常好的实验研究手段。利用传感器完成实验具有操作
2、快速简单，实验效果清晰准确，实验分析价值高等诸多优点，是进行实验教学非常好的辅助手段。二、教学案例分析1.学习内容分析水的净化的教学以自然水体的呈现为起点，引导学生分析自然水体与纯水相比存在的不同，与此同时以“你能自己净水吗？”为问题，开展一系列的教学活动。在教学的过程中以水的净化的基本操作为学习的抓手，重点在于培养学生利用所学知识服务社会的意识。核心环节的设计思路见表1。在比较原始水样和经静置沉淀处理后的水样、经吸附沉淀处理后的水样、经滤纸过滤后的水样、经过滤器处理后的水样的浑浊度的过程中，利用了浑浊度传感器2完成实验(实验数据见表2)，培养了学生定性实验与定量实验相结合进行实验探究获得实验
3、结论的能力。为了更好地说明相关实验的净水效果，课前利用浑浊度传感器测量了蒸馏水的浑浊度(如图1所示)。2.学生的学习基础与发展需要在学习本节课之前，学生知道自然水体中存在着一些杂质，通过静置的方法可以将水中的杂质沉淀到水底等知识，同时也具备了一定的观察能力、实验能力以及基本的实验探究意识。通过本节课的学习，学生收获了知识，提高了能力，发展了化学学科核心素养，具体内容见表3。3.教学活动设计(1)环节1：课堂引入教师活动：展示自然界中的水和蒸馏水的图片，向学生提问天然水与蒸馏水相比的不同。学生活动：通过观察自然水样与蒸馏水的不同，分析自然水样中所含有的杂质并进行分类，为后续的分离操作的学线索。设
4、计意图：通过引导学生分析水样的不同，检测学生的观察能力及对现象进行分析的能力，培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养。(2)环节2：沉淀教师活动：向学生展示静置了不同时间的水样，表面看上去差距不大(如图2所示)，但是用浑浊度传感器测量，结果却有所不同，即使静置很长一段时间，仍有很多微小颗粒没有沉淀下来，向学生提问小颗粒难溶物该怎么处理。学生活动：学习絮凝剂的作用，即利用絮凝剂的吸附作用可以较快速地将较小颗粒难溶物沉淀下来。学生完成明矾的净水实验(如图3所示)，再次利用浑浊度传感器对吸附沉淀后的水样进行检测(如图4所示)。加入絮凝剂之后，水样的浑浊度明显下降。设计意图：通过设计静置沉淀与吸附沉淀两
5、种沉淀操作的对比，考查学生是否具备针对不同的固态难溶物，选择不同的沉淀方法对水样进行处理的能力。通过传感器完成定量实验，培养学生定性实验与定量实验相结合进行实验探究获得实验结论的能力。(3)环节3：过滤教师活动：向学生提问如何将固体和液体分离，随即引入生活中常见的过滤。教师演示过滤器的制作和过滤的基本操作，在演示的过程中指出相关的注意事项。学生活动：讨论生活中的过滤现象，学习过滤的基本操作，结合教师的演示和讲解独立总结过滤操作的要点，利用教师提供的实验材料，结合学习内容，进行过滤器的制作和过滤的实验操作。设计意图：通过讨论生活中的过滤现象和操作，培养学生观察生活的意识和化学视角，体现化学学习对
6、生活的影响。学习过滤的实验操作，帮助学生掌握基本的实验技能，落实本节课的教学重点。(4)环节4：吸附教师活动：向学生提问实验室过滤器和家庭自制净水器哪个净水能力更好，引导学生比较两种过滤装置过滤后的水样，从多个角度对实验进行评价。观察色度变化，完成定性比较；利用传感器测定浑浊度，完成定量比较。学生活动：学生分别利用家庭自制净水器和实验室过滤器对相同的两个水样进行处理(如图5、图6所示)，并进行观察。实验结果表明，使用家庭自制净水器不仅可以使水样中的有色物质被吸附，而且在降低浑浊度方面也很有优势。设计意图：通过对比实验探究滤纸与家庭自制净水器的净水效果，培养学生实验探究的核心素养。通过利用传感器
7、完成定量实验的补充探究，培养学生定性实验与定量实验相结合的意识和创新意识的核心素养。通过分析活性炭在净水过程中的作用，学习活性炭吸附色素和过滤细小颗粒的作用，突破教学难点。(5)环节5：应用升华教师活动：设置场景如果你是一名自来水厂的工程师，能否利用所学知识解决实际净水问题，即按照正确的顺序设计净水的相关环节，模拟生成实际，在活动中使学生感受到化学对生产的影响。最后请学生讲解自来水的发展史，建立爱护水资源的意识。学生活动：回顾所学，进行小组讨论，汇报讨论结果，进一步学习自来水生产过程中的另一环节消毒。讲解自来水的发展史，感受节约用水的重要性。设计意图：通过对水的净化的基本实验操作的整理，建立起
8、自来水厂进行水的净化的基本环节，培养学生证据推理与模型认知的核心素养。通过本节课净水诸多环节的学习，使学生意识到每一滴水都来之不易，请学生讲解自来水的发展史，建立珍惜保护水资源的意识，进而帮助学生建立正确的价值观。三、教学效果与教学反思(1)注重场景设置，如利用所学知识在野外探险时以防不时之需等环节的设置，可使课堂教学与生活紧密结合。(2)强调实验探究，如通过家庭自制净水器与实验室过滤器对水样进行处理的对比实验探究活动的设置，使学生通过相关环节体会到科学探究的基本过程。(3)模拟生成实际，如学生以自来水厂工程师的身份设计净水相关环节的活动设置，使学生感受到化学对生活和社会的意义。(4)在进行实验探究的过程中，强调对学生观察能力和比较分析能力的培养，特别是引入了浑浊度传感器，依次测定比较了原始水样、静置沉淀后的水样、吸附沉淀后的水样、滤纸过滤后的水样、过滤器过滤后的水样的浑浊度，进而依次讨论了沉淀、过滤、吸附等实验操作，培养了学生定量实验与定性实验相结合的实验探究能力。参考文献1王春.手持技术在中学化学实验教学中的应用研究M.北京:团结出版社,2015.2扈刚,王干一.浑浊度传感器的设计J.传感器技术,2005(5):43-44.作者：李燃 王春
