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中学教学教育论文(化学)五篇

教学论文范文 相关范文 编辑:夏桐 发布时间:2020/5/21

中学教学教育论文(化学)五篇

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【篇一】

摘要:高中化学是高考中一门重要的学科,学生们学习起来具有一定的难度和挑战性,要想让学生们真正喜欢上高中化学,并能够深入理解、掌握并运用高中化学知识,老师就要在化学课堂上引入一些新型的教学模式和方法进行教学活动。本文从全面培养学生综合科学素养的角度,进行描述证据推理在高中化学课堂教学中的应用与积极作用。

关键词:苏教版;高中化学;证据推理

引言:教师教学的重要任务之一就是培养学生的综合能力,其中包括化学知识储备量、实践能力、创新能力以及科学素养等。提高学生的证据推理能力能够较有效的提高学生的逻辑推理和判断力,只有在学习化学知识及实验时理清思路,才能牢固的掌握化学基础知识和原理,高效的完成化学实验,对提高学生化学知识与技能、学习科学的态度有较大积极影响。

一、增强学生的证据意识,认识物质构成

高中化学知识的学习并不仅是拷贝课本中的化学知识点,对于一些较为抽象的化学知识,比如认识分子、原子结构,其教学的重难点不是在于学生们不能记住相关化学知识点,而在于学生们能否用科学的眼光理解和接受这些知识点的科学内涵。物质是不断变化的,增强学生们的证据推理能力的目的是培养学生们追求真理、探索科学的意识和信念,从科学的角度学习高中化学知识,认识客观世界中的物质构成并能运用于实际。

在苏教版高中化学《化学家眼中的物质世界》专题教学中,学生们要掌握现实世界自然现象产生的原因,掌握物质的分散系及其特征,根据自然现象和实验现象推测,溶液交替悬浊液乳浊液的微粒结构。在冬天的早晨我们经常会看到这样一种现象:大雾茫茫,光秃秃的树上被雾凇包裹着;或是在雾霾天气的时候,我们可以看到阳光照射的路径;当墨汁低溅到清水中时,我们能够清晰的观察到墨汁扩散的过程。这些现象的产生都是由于微粒的构成和运动规律不同导致的,在教学中进入证据推理理念,让学生能明确区分溶液、胶体、浊液。比如,氢氧化铁属于分散系中的胶体部分,具有“丁达尔效应”现象,可以在课堂教学中,向学生们展示光在氢氧化铁胶体和硫酸铜溶液的对比现象,学生们能够在氢氧化铁胶体中观察到一条光的通路,而在硫酸铜溶液中则观察不到。根据所观察到的实验现象作为依据,可以得到实验结论:胶体具有“丁达尔效应”。

二、整合化学知识,培养学生们的化学推理能力

知识的整合是对知识进行思考、推理、证明、想象及重建后的产物,对化学知识简单的归纳与总结并不能称作对化学知识的整合。对学生们化学推理能力的培养,则对学生们的逻辑思维能力有更高的要求,在每节课后要求学生们对化学知识进行整合,是对所学化学知识内容的复习、梳理与系统化的过程,能够较为有效地提高学生们的化学推理能力,大大提高了学生们学习化学知识的效率。

在苏教版高中化学《钠、镁及其化合物》专题教学中,要求学生们能够熟练掌握钠和镁的原子结构示意图,钠、镁及其氧化物的物理性质和化学性质以及相关反应方程式。以“碱金属”钠为例,老师在课堂教学时可以引导学生做出纳原子的结构示意图,由于碱金属具有相似的原子结构老师可以通过介绍碱金属共同的电子结构特点及物理、化学性质,让学生们自主尝试做出纳原子的原子结构示意图,不仅锻炼了,学生证据推理能力,也加深了学生对于钠元素和碱金属元素的相关知识点的记忆。在了解了钠的原子结构之后,学生们再进一步学习钠元素的物理接化学性质会更容易理解和掌握。物理性质和化学性质是学习金属钠的两个重要方面,其物理性质可以从钠的颜色、密度、熔沸点和质地的角度进行归纳总结;其化学性质可以从钠的活泼性、氧化性及与金属、非金属单质、水的反应方程式等角度进行归纳总结。

三、重视实验探究教学,培养学生们的科学实验精神

高中化学知识的教学与学习的过程离不开实验,化学实验结果和实验过程是证据推理的主要依据,重视化学实验探究教学在一定程度上有利于培养学生们证据推理理念,同时,对培养学生的动手能力有较大的积极作用,有利于培养学生们的科学核心素养

重视对学生们进行高中化学实验探究教学,不仅仅是重视高中常考的化学实验,也要重视学生们对化学课堂小实验的练习。比如,氢氧化铁胶体的制备是高考常考查的内容,学生们必须进行实验练习,对于金属钠与水的反应、金属铝的燃烧反应等小实验也要尽可能的让学生们自己动手实验,不仅能够让学生们对于物质的物理性质和化学性质有更加直观的认识和切身的体会,即有利于学生们掌握和运用相关化学知识,也增强了化学课堂的趣味性,极大地激发了学生学习化学的兴趣,培养学生的动手能力和正确推理能力,较为有效地提高了化学课堂教学效率。虽然一般化学实验过程较为复杂,所需实验材料较多,但不能因此而减少学生们练习的次数,学校要加大对化学实验器材和原料的资金投入,不能降低化学实验教学的质量。

四、总结

学生们在化学学习中具有证据推理意识是十分重要的,具有证据推理意识能够让学生们根据已有化学现象,对物质的组成结构和变化作出合理的假设,再通过进一步的分析和推理证实假设的真实性,通过分析、推理等方法能够帮助学生认识和研究物质对象的本质特征、构成要素及其内在关系,进而揭示在现象的本质和规律。在高中化学教学中引入“证据推理”模式,对于提高学生的科学核心素养有较大的积极作用,能够帮助学生科学的认识世界中的物质结构,让学生树立正确的科学观及对待科学的态度,对于培养学生们的创新能力、知识掌握程度、实践应用能力以及科学素养等有巨大的促进作用。

【篇二】

摘要:为了响应国家相关教育部门对高考化学试题的要求,我国高考化学题中渐渐融入了图像分析题,旨在考查高中生的证据推理与模型认知学科素养。该素养对于化学题目的分析来说至关重要,因此本文将从证据推理与模型认知层次对高考化学试题展开研究。

关键词:高考化学;证据推理与模型认知;图像题

引言:图像题是高中化学试题中必不可少的组成部分,其目的在于考察高中生对图像分析运用能力。近几年的高考化学试题中不断对图像题进行创新,使得图像分析题与数学接轨,难度不断提升。为了更好的了解证据推理与模型认知素养对高考化学的影响,本文将以2017年全国理综Ⅰ卷中的化学图像分析试题为例,对证据推理与模型认知领域下的高考化学作出分析。

一、证据推理与模型认知的含义及在高考化学试题中的体现

(一)证据推理与模型认知的含义

证据推理与模型认知是指能够对物质的组成与结构进行一定的分析,提出假设并加以论证的核心素养;是指能够理清观点,假设以及论据之间的关系,并建立逻辑关系模型的核心素养;是指能够熟练运用模型去解释化学现象的核心素养。它可以帮助学生透过物质的本质看到物质内在的东西,即帮助学生完成化学宏观到微观的过程,借此提升学生的图像分析能力和科学探究能力【1】。

(二)证据推理与模型认知在高考化学试题中的体现

证据推理与模型认知在高考化学中的考查主要体现在化学图像题中,旨在重点考查学生对图像的分析与整合能力以及学生通过观看图像解决问题的能力。这就要求学生必须具备一定的证据推理与模型认知素养,并能够利用该素养熟练解决相关化学图像问题。只有这样,学生才能解决高考化学中的图像问题。

二、通过高考化学图像真题的分析探讨证据推理与模型认知核心素养

为了检验学生的证据推理与模型认知核心素养,相关教育部门在高考题中加入了化学图像题,其目的在于通过图像考察学生对信息的处理加工及解决实际问题的能力,下面本文将对2017年全国Ⅰ卷理综卷中的化学图像题展开细致的分析。


该图像题充分结合了数学图像的特点,利用简单的图像涵盖了大量的数学信息,这就要求学生必须在此之前掌握数形结合的思想,才能够从题目中提取关键性数据信息,通过结合自身的化学相关知识解决问题。在处理该问题时,学生必须利用自身所学的数学原理和电离原理弄清楚图中m、n曲线和横纵坐标轴上各数值之间的一一对应关系,借此进行化学模型的建立。通过观看图像,考生可以了解到该图形模型为数学中的一次函数图像,从中知道横纵坐标之间的数学关系,通过利用该数学关系及化学电离原理选出正确选项。

通过分析该题可知,现阶段的化学图像题中融入了大量的数学模型思想,学生要想解决这一问题就必须掌握相关的知识能力和证据推理与模型认知核心素养,通过调用自身的核心素养知识对图像进行透彻分析与整合,最终得到问题的正确答案。

三、基于考察证据推理与模型认知核心素养的化学试题对教学的启示

通过分析2017年高考化学图像真题,教师可以了解到高考试题对于学生核心素养的考察越发严格,重点考察学生通过图像观察进行信息加工与处理的能力。因此在日常的化学教学中,教师要注重为学生灌输图像处理思想,在此过程中发展学生的证据推理与模型认知素养,帮助学生更好的处理图像问题【2】。

(一)夯实化学知识

化学知识是学生解决相关化学试题的前提,学生化学知识的掌握程度基本上决定了学生的成绩与能力水平。因此,在进行化学学科的教学时,教师要注重对化学教材进行分析,对不同的知识采取不同的教学方法,帮助学生夯实化学知识,在学生具备扎实化学知识的基础上培养学生形成证据推理与模型认知的学科素养。

(二)培养核心素养

学生在化学学习方面所展现出来的能力是培养学生核心素养的前提和保障,核心素养是化学学科中的重要组成部分,决定了学生在面对化学图像题时是否能够透过图像分析与处理相关数据。因此在进行相关知识的讲解时,教师要注重培养学生分析图像信息的能力,缩短学生分析图像的时间,引导学生在处理化学图像问题时将数据信息与学科知识相结合进行处理。

(三)强化数形结合

数形结合是处理数学几何问题时常用到的的数学思维,它可以帮助学生利用图形处理相关数学问题。现如今,许多化学题目中也融入数学图像,要求学生利用相关数学知识辅助作答。因此教师在进行化学科目的教学时,要注重在教学过程中强化学生的数形结合思想,培养学生利用数形结合思想解决问题的能力,帮助学生更好的解决化学图像问题。

四、结束语

综上所述,现如今的教育越发重视学生的核心素养考核,证据推理与模型认知学科素养在当今高考模式中的运用也是不容小觑的。因此为了有效帮助学生攻克高考化学图像题,教师要充分意识到证据推理与模型认识学科素养的重要性,在化学教学中不断帮助学生形成良好的学科素养,提高学生对于数据的处理、分析和整合能力。

参考文献:

【1】洪兹田, 陈女婷. 基于核心素养的高考化学试题命制研究[J]. 理科考试研究(高中版), 2017(5).

【2】孙重阳, 陈翩. 多元智能理论视野下的高考化学试题研究[J]. 高中数理化, 2015(22).

【篇三】

摘要:教育观念跟随着时代在进步,现代的教学中对学生的核心素养更加重视。高中的化学过程中教师要重视培养能力,通过以整理推理和模型认知为基础的实践教学过程提高学生的核心素养。本文通过探究化学实践教学的重要性,得出了以证据推理和模型认知为基础的化学教学方式。问题引导、信息技术两种方式提高学生的证据推理能力,概念知识理解、给学生充足的模型认知时间两种方式培养学生的模型认知能力。

关键词:证据推理;模型认知;高中化学

引言:为国家培养有用的高素质人才是教育的根本目的,在高中化学的教学中教师要重视核心素养的培养教学,让学生真正地理解化学学习的意义。证据推理和模型认知能力对于学生的化学学习是非常重要的,证据推理能够帮助学生深入地探究化学知识,而模型认知能力能够让学生将化学多而复杂的知识更好地理解利用起来解决化学问题。在高中阶段,核心素养的教学离不开这两个能力的培养,化学教师要加强学生的能力培养,帮助学生适应高难度的化学学习。

一、在高中化学中“证据推理”能力培养策略

(一)问题引导

化学问题很多都是给出一些条件让学生进行推理解答,而这就考验学生的证据推理能力,让他们能够在解题中能够正确地进行推理,巩固自己的知识体系【1】。

例如,在“乙烯”这部分内容的教学中,教师可以通过一定的问题引导学生进行推理探究。证据推理的能力对于学生的化学水平提高是非常有帮助的,课堂之中教师通过合理的问题帮助学生培养能力,提高学生的化学学习效率。课堂上教师为了帮助学生更直观地理解乙烯知识,可以利用日常生活中学生都见过的乙烯让学生观看,加深学生对乙烯的运用价值理解,完善他们的知识结构。学生在以前学习过关于乙烷的知识,教师可以提问学生:乙烯和乙烷的性质有什么区别?提示学生通过组成元素、能否燃烧等方面进行探究。探究的过程教师可以鼓励学生自己动手操作实验,通过实验能够让学生发展乙烯和乙烷的组成元素都是碳和氢,但是性质却有很大的区别。教师进而可以利用性质差异的原因继续让学生进行探究,探究让学生明白乙烯和乙烷性质差异的根本原因是因为结构的不同。课堂中教师利用提问的方式能够提高培养学生证明推理能力的效率。

(二)信息技术辅助教学

信息技术对教学效率的提升很有帮助,信息技术的教学好处在于能够让学生更方便地观察到相关的化学知识现象,帮助他们更好地理解化学中的重点内容【2】。

例如,“有机物”这部分内容的教学过程中,因为有机物这部分内容有很多的结构和反应原理都需要记忆,学生的思维能力还不够完善,因而他们觉得比较困难。利用信息技术的多媒体教学方式通过动画的形式为学生展现有机物乙烯的相关结构、与其他化合物的反应过程,提升学生的感官体验。利用信息技术让学生的有机物的理解学习过程能够变得直观,为学生提供了继续学下去的动力,改变学生以前落后的学习方式,有助于学生在以后化学中能够将证据推理的能力发挥作用到最大程度。

二、在高中化学中“模型认知”能力培养策略

(一)概念知识理解

化学是一门概念知识非常多而且很复杂的科目,知识大多比较抽象,考验学生的思维能力,而且因为有些知识之间的联系并不算密切。化学的教学中要重视培养学生的模型认知能力,努力让学生掌握正确的化学学习方法,提高他们的核心素养。

例如,在“研究化学反应速率的影响因素”的教学过程中,因为这部分知识比较分散,教师就可以利用为学生培养模型认知能力的过程提高学生的知识理解能力。课本上提供了一个概念知识的模型,教师可以让学生先自己通过这个模型建立自己独特的认知,然后学生在在教师后续的实验操作中就能够根据实验加深自己知识的理解,更好地提升自己的模型认知能力。

(二)给学生充足的模型认知时间

学习是需要长期坚持的,化学的学习比较复杂,教师要给学生充足的时间,让他们能够有充足的模型认知时间,提高他们的化学学习近平。

例如,在“自然界的元素”这部分内容的教学过程中,教师要让学生在利用一定的时间进行课本预习,当然学生在进行预习的时候,教师需要做的事就是引导,帮助学生明确重点的预习内容,提高他们的预习效率。要求学生进行预习有助于他们后续的听课效率,在教师讲解内容时,教师可以鼓励学生提出自己在预习过程中出现的问题。化学的学习是需要严谨的,因此,学生提出的问题要求要符合科学,教师需要给学生留出充足的时间进行思考,提高他们的独立思考能力,让他们高效地提高自身的模型认知能力。

三、结束语

每个科目的学习都是以知识为基础的,在高中化学的教学过程中,不仅仅要重视为学生建立良好地知识基础,还要重视能力方面的培养。学生学习的过程中自主能力是非常重要的,教师在他们学习中起的只是引导的作用,使用合适的教学策略让学生提高证据推理和模型认知的能力。化学教学中,教师要注意观察每个学生的学习情况,帮助他们在课堂上充分发挥自身的主体作用,提高他们的自主学习能力,为他们日后的化学学习减轻难度,提高他们的核心素养。

参考文献:

【1】顾建辛. 关于化学核心素养培育的微观思考——原电池教学中的“证据推理与模型认知”[J]. 化学教学, 2017:38.

【2】张雪. 高中化学教学中“证据推理与模型认知”核心素养的培养[D].

【篇四】

摘要:当前高中化学教学中,将“教、学、评”视为主要的理论指导,能够有效地满足高中化学中物质组成、结构和性质以及变化规律的研究的教学需要,而且也符合高中生心理特点以及认知特点,对高中化学教学质量的提升有明显的作用。对高中化学“教、学、评”一体化实践实例进行分析,可以为高中化学教学水平和教学有效性的提升提供保障。

关键词:高中化学;教学评一体化;实践策略;

1  教与学的一体化实践

“教与学的一体化”要求在教学中明确学生的主体地位,让教师真正发挥自身的主体作用,以对教学内容进行分析,并在教学中组织学生当堂进行教学演示,以便让学生能够更为有效地理解和掌握相应的化学知识。

开展“教与学一体化”的实践教学,最为关键的一点就是要让学生理解教师的“教”。这是因学生理解能力是有限的,他们的知识储备量常常是不足的,这会导致学生在学习新化学知识时,会遇到不同程度的挑战,这就要求教师要运用引导的方法,让学生在自主学习中探寻新的知识;之后在相互交流讨论中,引导学生实现“教”的要求。

例如,在学生学习“离子反应”的知识时,教师应引导学生在学习小组中探寻相应知识,同时要求每个学习小组要负责不同的学习内容。通过这样的形式,使学生认识到自身肩负的重要“教”的责任,对提升学生学习积极性有极大帮助。同时还能够让学生积极主动地参与到化学知识的学习当中,这对增强学生综合能力有一定的意义。另外,学生在完成“教”的过程后,就能为自身的“学”知识进行整合,相互交流讨论的形式能够让学生更为快速的理解与掌握化学知识,对增强学生学习能力并掌握更多化学知识有极大意义。

2  学与做的一体化实践

对于“学与做的一体化”,主要就是通过让学生在结合化学实验,去建构高中化学知识的体系。因化学学科是实验型的学科,在高中化学教学中实验是最为重要的部分,所以在高中化学教学当中,教师不仅要注重化学理论知识的教学,也要注重引导学生进入到实验室当中,结合生活情况来开展实验活动,以此来引导学生验证自己所学的理论知识,进而明确化学知识的实用价值以及意义等。而且,学生通过实验操作,也能够增强学生自主探究以及知识应用的能力。

例如,引导学生学习“物质的分离与提纯”的相关知识时,教师在课堂上如果只是为学生讲解理论知识,那是不能让学生深刻理解本课知识点的,也难以让学生理解过滤、蒸发以及结晶等分离与提纯的主要过程。所以,教师应引导学生参与到实验过程当中,使得学生能够在动手操作中掌握相应知识。比如,在粗盐当中分离硫酸钠和氯化镁,就应该让学生通过实践来观察和比较,并有效地分析过滤、蒸发以及结晶等形式的优缺点等,由此让学生更好地理解相关知识,并且也会增强学生动手操作的能力,由此也悟出“实践是检验真理的唯一标准”,这对高中生未来的良好发展也有极大帮助。

3  做与评的一体化实践

对于高中化学教学中的“教学评一体化”,其要求学生不仅在教中学、也要在学中做,更要在做中进行评,由此满足“做与评的一体化”实践。如果只是让学生学习而不进行学习效果的评价,那么学习过程就只能是工厂的流水线,成为机械呆板的教学过程,难以实现增强学生创新思维能力以及自主学习能力的意义。

在实践教学活动中,开展评价总结,也就是一边做一边思考,通过对化学现象的成因进行分析;在拓展延伸中,对一个知识点进行拓展,并将其形成一个知识网,为巩固学生的学习成果有一定帮助,也能够增强学生的学习效果。

例如,在“镁在二氧化碳中的燃烧”实验活动中,学生应在教师的指导之下,动手操作实验中的重点内容。如果操作实验中存在一定的问题,那在实验操作结束之后,教师应让学生结合实验原理和实验的步骤以及实验注意事项等进行全面的评价反思,然后让学生针对实验过程进行总结,明确其中是否存在错误,进而让学生更好地掌握相应的知识。而且,学生在动手操作实验当中,通常会存在与课本实验方案不同的表现,或是实验现象不明显的现象,这个时候学生的内心中会产生一定的疑问,因此就需要有教师的引导,让学生在评价分析中,讨论实验方案的优化方式,通过对实验步骤的优化来更好地获得实验结果,由此让学生更为明确的掌握化学知识,从而为学生化学知识的掌握能力的进一步提升提供保障。

4  结语:

在高中化学教学中,开展教学评一体化体系,可以发挥教学评价的作用与优势,也能培养学生形成正确的学习主体意识,进而调动学生学习的积极性,营造良好师生关系,为整体教学水平的进一步提升提供坚实保障。

因此,在高中化学教学中,教师应制定“教、学、评一体化”策略,通过为学生制定科学合理的教学方法,来增强学生化学水平,从而为高中生未来健康稳定的发展提供坚实保障。

参考文献:

[1]马俊.“教、学、评”一体化教学模式在高中化学课堂的应用[J].中学化学教学参考,2019(02):36-37.

[2]马俊.探索高中化学课堂教学评价的优化策略——基于核心素养的教、学、评一体化研究[J].华夏教师,2018(20):39-40.

【篇五】

摘  要:高中化学课程是学生化学核心素养形成和发展的主要载体,而化学是一门以实验为基础的自然科学,化学课堂教学的顺利进行离不开实验。手持技术具有便携、准确、综合、直观等特点,引入手持技术可以实现将微观反应宏观化、完成一些实验现象不明显的传统实验等。因此,应用手持技术的化学课堂在培养学生化学核心素养方面具有重要意义。

关键词:手持技术;学科核心素养;高中化学

学生发展核心素养是学生必须具备的最关键、最基本的共同素养,该素养体系的构建已然成为我国全面深化教育改革的关键环节。普通高中化学课程在学生发展核心素养形成和发展的过程中发挥着不可替代的关键作用[1]。高中化学课程标准修订组按照教育部课标修订的要求,提出包含“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”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”等五个要素的高中化学学科核心素养。学生高中化学学科核心素养的形成和发展离不开正确的化学学习过程和学习方式。

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手段,具有便携、实时、准确、综合、直观等特点,可以随时随地进行探究活动,且能将实验的过程存储。同时仪器会自动显示清晰的实验结果而无需进行复杂的数据处理工作[2]。将手持技术应用于高中化学实验教学的教学模式,能转变学生的学习方式,培养学生的化学学科核心素养,体现了新一轮基础教育改革的思想和理念。那么,如何将手持技术与教材中的实验结合起来应用于学生化学学科核心素养的建构中?与传统化学课堂相比,运用手持技术的教学模式又有什么优势?

一、微观反应宏观化是建构“宏观辨识与微观探析”素养的重要保障

“宏观辨识与微观探析”素养要求学生能够通过观察一定条件下物质所发生的变化这一宏观现象,应用已有的知识进行辨识、探析,然后准确地运用符号表征物质及其变化等。而手持技术可以使微观反应变得真实、直观。连接实验装置及相关设备,通过计算机显示屏可以很清楚、准确地看到数据变化。计算机能将复杂的数据生成图像,让实验结果一目了然地呈现在学生面前。

比如,苏教版《化学反应原理》专题1第三单元“金属的化学腐蚀与防护”,教材中设计的活动与探究“铁的腐蚀实验”虽然现象明显,但是无法反映析氢腐蚀和吸氧腐蚀的整体变化过程,从而未能引导学生从物质内在的本质特点角度进行探究分析,不利于培养学生透过宏观现象探析微观本质的科学研究思维。引入手持技术对教材实验进行改进设计,改变外界条件(强酸性、弱酸性和中性)后利用压强传感器将不同酸性条件下的压强数据呈现在电脑屏幕上。[3]学生可以很直观地观察到铁在这三种条件下发生电化学腐蚀过程中的压强曲线,教师再引导学生从“宏观-曲线-微观-符号”四重角度对实验过程进行分析,从宏观与微观相联系的角度运用对比、分析、推理、假设、建立模型等思维方法形成对物质内在本质特点及其变化规律的认识,从而建构起学生“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。

二、“变化观念与平衡思想”素养的建构离不开实验数据的分析

“变化观念与平衡思想”要求学生能从内因与外因、量变与质变等视角较全面地分析物质的变化本质和规律。比如,苏教版《化学反应原理》专题3第一单元“强电解质和弱电解质”,教材中的活动与探究是将同体积同浓度的醋酸和盐酸分别与镁条反应,通过观察、比较实验过程中气球鼓起的情况来分析得出两者的电离程度。该实验可以定性地得出结论,但是会受到一些外在条件因素的影响,结果不理想。比如,最终两个气球大小不一、实验需要进行一段时间才能观察到比较明显的现象等。而引入手持技术后,通过观察利用压强传感器生成的压强曲线,实现两者速率大小的比较,直观、高效地揭示了物质变化的本质。

再比如,学习“弱电解质的电离平衡”时,利用电导传感器获得醋酸稀释过程中电导率变化曲线,通过观察曲线特点运用已有知识进行分析、归纳、概括等得出结论。借助手持技术使得这一学生难理解、教师难教学的纯理论的内容形象化、具体化。不仅让学生充分理解并牢固掌握了所学知识,还让学生建立起平衡的概念及物质会随条件的改变而不断变化的观念,同时还提高了学生读图、析图的能力。

三、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”需要实验的支撑

“证据推理与模型认知”素养要求学生能根据所研究物质表现出来的性质特点和这一过程中该物质的变化规律提出各种可能的假设,然后收集相关有力证据并进行分析推理,形成科学的结论。比如,学习“SO2与氢氧化钠溶液分步反应”的性质时,普通化学实验只能展现给学生反应的最终结果而无法将反应的过程体现出来,所以学生只能凭借记忆。而手持技术可以很好地解决这一问题,该实验用pH传感器获得往氢氧化钠溶液中通入SO2的过程中pH的变化曲线。学生通过提出假设、结果预测、分组讨论、分析推理等方式对pH曲线的变化进行分析、归纳、总结得出SO2与氢氧化钠溶液反应是分步进行的。运用手持技术将实验过程展现在学生面前,不仅让学生在知识与能力层面有所收获,而且培养了学生通过观察实验过程中的一些物理量变化建立起“某些化学反应不是一步完成的”的思维模型,也激起了学生强烈的求知欲望,使学生体验到化学无穷的魅力。

“科学探究与创新意识”要求学生能够尊重科学事实但又不完全迷信,能发现问题并独立思考,且在此基础上勇于创新。比如,“铁粉与新制氯水的反应”学生往往有困惑:与Fe发生反应的是氯水中的H+还是Cl2还是HClO?实验中观察不到明显气泡是因为H+浓度太小导致速率慢引起的,还是H+氧化性较弱而没有发生反应?这类问题的解决均可以利用手持技术进行探究。借助pH、电导、温度等传感器提供直观、科学、可信的数据进行对比分析,从而揭秘反应的事实和结论。该实验教学过程中先应用理论知识如查阅资料得出Cl2、HClO、H+的氧化性强弱顺序,结合氧化还原反应规律及反应特点初步对实验进行预测,提出并优化实验方案,接着进行实验探究,收集相关有力证据进行比对分析,得出令人信服的结论。此过程培养了学生实事求是、严谨的科学态度和独立思考、敢于质疑、勇于创新的科学精神。

四、在手持技术实验的过程中体现“科学态度与社会责任”

化学与人类生活息息相关。“科学态度与社会责任”素养要求学生经常关注生活中所遇到的与化学有关的情况,能够清楚地认识到保护人类生存的自然环境和合理开发利用现有有限资源的重要性及发展新能源的必要性,具备可持续发展的意识,形成绿色化学观念等。引入手持技术可以减少实验药品的使用、防止污染气体的排放,体现绿色化学的理念。

比如,在做“黑面包”实验时,将装有蔗糖(滴入少量水)的烧杯置于装有NaOH溶液的水槽中,罩上气罩连接手持技术的探头。利用温度、pH、压强传感器对该实验进行探究。实验过程中,不仅从观察到温度、溶液pH、气体压强变化情况的曲线图分析得出浓硫酸的相关性质,而且可以节约实验药品、及时处理实验中产生的SO2,从而减少对环境的污染。在平时的教学中潜移默化地影响着学生,使其树立起爱护环境的思想,养成时时刻刻关爱自然环境的良好习惯。另外,实验中温度曲线的生成可以让全部学生都感受该实验的温度变化情况,实现全员参与,还能防止学生因触摸感受温度变化而可能造成的烫伤,同时进一步培养学生的化学核心素养,可谓一举多得。



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