手持技术激活实验课堂的新动力

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1、手持技术激活实验课堂的新动力手持技术，即数字化手持技术实验，作为信息技术中的一种新型技术，逐步 在一线学校大力展开。手持技术是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实 验新型方式。手持技术引入中学化学实验教学，一方面弥补了传统实验工具的缺 陷，使实验的方法更加先进，实验的数据更加准确，实验的步骤更加清晰；另一 方面革新了化学实验仪器与方法，拓展了化学实验的内容，更新了信息技术的应 用范围和使用深度。手持技术的出现，也随之带来教学手段的革新，更有了多种教学手段的组合， 比如手持技术与传统实验整合教学；单一的手持技术教学；学生手持技术包括学 生改进、自行设计实验等等，成为激活实验课堂的新动力。一、

2、手持技术的应用特点：1、它是由数据采集器（探头）、传感器（压强、温度、电导等等）和与计算 机配套的软件组成的定量采集和处理数据系统，（如图 1）并能与计算机连接完 成 各种后期处理的实验技术系统。手持技术集数据采集、分析于一体，具有便携、 直观、实时、定量等特点。如我校引入的朗威数据采集器，（简称 DIS 数据采集 系统），和便携式数字终端器，是手持技术作为创新型实验探究的核心，在我校 手持技术实验中开始广泛使用。图 1 高温传感器PH 传感器2、手持技术广泛地应用于各种理科实验中，可以广泛和迅速地收集物理、化学、生物、环境等实时变化的数据。如气压、PH值、电导、电流等等定量实时 测量各种物理

3、数据的变化，然后利用数据进行化学分析。主要应用在分析化学里 的仪器分析。3、手持技术在化学实验中的作用还有透光度、温度、（高温和低温）、 光化 学（光电感应）等等。具有实时性、高效性、直观、准确等特点在中学引进手持技术，可以把定性实验定量化，完成了一些更加细致的工 作，宏观向微观的进程，使不可能观察到的细节成为可能。4、提高了实验科学的数据和可信度，手持技术是与现代科学相关的心技术, 具有便捷、直观、准确、实时的特点，是实验发展的新趋势和实验改革的前沿。二、手持技术对化学实验教学的巨大促进作用：手持技术在化学实验教学中的应用，起到了转变学生的学习方式，培养学生 的科学探究能力和创新精神，体现了

4、新一轮基础教育改革的思想和理念。手持技 术是现代中学化学实验探究发展的新趋势之一。1、将抽象的定性实验直观化教材中有很多经典的定性实验，在教学中难以直观展开，但随着手持技术的 发展，抽象的定性实验变得直观化可视化。例如在上“影响化学反应速率的因素” 时，利用压强传感器测定生成气体产生的压强可以比较不同因素对化学反应速率 的影响，除了定性上知道温度、浓度、固体表面积、催化剂等因素对化学反应速 率有影响，还能定量上知道这些因素对化学反应速率的影响有多大，给了学生很 直观的数据体现。2、将难于观察的实验数字化化学上有些实验现象我们肉眼难以观察，课堂教学中讨论这些知识点时，总 觉得是让学生生硬地接受。

5、如何解决这些问题？传感技术为此提供了一个很好的 技术支持。以冰醋酸为例掌握弱电解质在稀释过程中的导电性的变化，同时培养 学生对传感技术所得图形的认知能力。电导率传感器是测定溶液电导率的一类传 感器，它通过测定流过 2个固定电极之间的电流而间接测量电导率。 （如图 2）图 2 电脑记录导电率数据生成的冰醋酸稀释曲线当往醋酸溶液中加水稀释时，电力程度不断增大而溶液浓度不断减小，自 由 离子浓度受二者的共同影响，必然出现一个最大值，电导率传感器可以适时的检 测出这个变化趋势。这是用手持技术测定电导率的优势，用指示剂法不能解决的 问题在这能得到较直观的答案。3、将实验数据分析同步、可视化 数字化手段可

6、以极大地扩展实验的可视性和可重复性。在采集数据的环节 上，计算机和传感器等数字手段的介入可以更快更准确地得到实验数据，从而节 省宝贵的教学时间，把更多的时间用于学生讨论问题、解决问题上，让学生 在课 堂上产生更多的兴趣点，提升学习的主动性，加强学习能力的培养。以“酸 碱中 和滴定”为例，传统教材采用通过指示剂的变色来确定测定终点，由于不 同指示 剂均存在一定的实验误差，致使学生未能准确判断中和反应何时终止。若借助 pH 传感器与温度传感器和计算机，在课堂上演示“酸碱中和反应”实验, 就能帮助 学生清楚地观察到滴定前后溶液pH值的突变及其突变时刻，并从温度 变化曲线 可分析得出“中和反应是放热反

7、应”的结论。但凡涉及到定量线形变化或电导率的实验，比如比较同浓度醋酸与盐酸的 电导率、比较同浓度醋酸、盐酸分别与镁条反应的起始速率、等量水稀释对醋酸 与盐酸 pH 值的影响、等量水稀释对醋酸与盐酸电导率的影响、用同浓度氢 氧化 钠分别中和等浓度等体积盐酸与醋酸的滴定曲线、温度对醋酸电离的影响等等这 些实验方案我们就可以借助于手持技术。三、手持技术在教学中的应用要求： 传统实验所呈现的往往是单一的，而手持技术作为新型的信息技术，则给我 们的实验带来了生动和具体，增加了探究性，因为它所呈现的是多维的，数据和 图象可以同时动态地表现，可以更快更好地完成化学实验。当然，高中化学进行 手持技术教学并不是

8、要否定和代替传统的实验教学，而是在继承前者的同时进行 改进和补充。在中学化学教学中如何更加合理地展开手持技术，有以下几点原则：1、学会承前启后。任何新事物的出现，都无法代替传统的累积所具有的优势。手持技术与传统 实验应该同时并重，长期共存，互为补充，相辅相成，既无主次之分，更不能完全 替换，它们不是推倒与重建的关系，而是继承与发展的关系。在高中化学教学过 程中既要提倡运用手持技术，又不能偏废传统实验原理、手段和方法的学习。2、学会厚积薄发。利用数字实验能够完成高中化学中电解质溶液、化学变化中的能量变化、化 学反应速率、化学平衡等方面的诸多实验，但是手持技术作为一种新型的实验系 统，师生的学习和

9、掌握有一个渐进和内化的过程，大面积推广也要经历循序渐进 的过程。教师可以先从基础性、拓展性和研究性课程中挑选一部分具有代表性、 典型性的手持技术让学生做，适度把握好手持技术的容量和密度，否则容易造成 学生囫囵吞枣、一知半解。教师要注重引导，循序渐进，对新仪器以及使用新仪器采集到的相关信息进 行及时解释。教师要加强对学生活动的引导与控制，注意内容与新颖仪器之间注 意力的分配。3、学会物尽其用。手持技术本质上与多媒体一样，是课堂教学的一种辅助手段。它利用现代电 子传感科技进行后续实验，将化学反应过程中每个时刻的变化直观地呈现在学生 面前，引导学生感受高科技的同时使学生从动态角度对化学反应有了本质上的认 识，体验了 “实践是检验真理的唯一标准”的正确性，对学生进行了德育教育。 促进学生化学素养和化学品质的形成，可以使实验结果一目了然，使课堂更加高 效，因此，充分发挥手持技术的优势，学会物尽其用，也是一线教师所必须研究 的。在中学化学教学中合理展开手持技术，进一步推进手持技术在教学中的优势 发挥应用，使之与课堂教学更为合理、紧密地整合，成为激活实验课堂的新动力, 从而有效地提高高中化学的教学质量。