基于手持技术培养化学实验探究能力的教学设计

发布时间：2016-04-26 23:01

1问题的提出

1.1实验探究教学是课程改革的需要
2003年实施的《普通高中化学课程标准》中指出“高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程,学习科学研究的基本方法,加深对科学本质的认识,增强创新精神和实践能力”。课程改革将转变学生的学习方式,提出了以“科学探究”为主的教学模式。因此在课程改革下,实验教学中采用探究式教学可以指导学生提髙自主学习、探究学习、合作学习等能力,不仅体现课程改革中的学生观的要求模式,并对学生的科学探究能力有重要的帮助。
........

1.2实验现代化是实验探究教学的趋势
在多媒体技术的不断发展下,多媒体教学越来越受到教师的青睐。从最早应用计算机保存或整理文本信息,到现在可以实现教学上模拟实验动画,再到如今的网络教学,这一切都给教学带来了重大变化。尤其是近几年出现的手持技术的数字化实验在帮助学生认识实验本质和科学探究活动方面有着广阔的应用前景。在化学教学中利用现代科技手段解决一些实验中不明显的实验现象,如手持技术进行实验可以实时、精确的测量实验中变量。让学生主动发现问题、获取知识、掌握知识本质成为教学的趋势和重点。因此采用手持技术进行实验研究并应用在探究教学中,对培养学生的探究能力有一定的帮助和指导。
......

1.3化学实验是现代化技术应用的途径
手持技术与化学实验教学的结合能使学生享有充分的创造空间。学生不再是被动学习的状态,不再是一味模仿老师,只需要进行简单的仪器操作就能自主探究。将手持技术引入化学实验探究式教学中,既体现了探究过程是以实验为基础的,又体现了学生在教学过程中的主体地位,既培养了学生的动手操作的能力,又提高了学生发现问题、提出问题和解决问题的能力,两者的结合使学生实实在在地体会到科学探究过程的真谛。
............

2相关概念的羿定

2.1手持技术相关概念界定
手持技术(Hand-held Technology),又称掌上技术,因该伩器体积小,在手上就能完成釆集实验数据和处理操作。它主要由各式各样的传感器、数据采集器和配套软件组成,并能与计算机连接而成的实验技术系统。故被形象地称为手持技术1。传感器是现代社会的重要技术基础,当今现代化的仪器、设备几乎都离不开传感器,被广泛用于生活中的各个领域,发挥着极其重要的作用。化学传感器指的是把化学物质的物理信号转变成电信号的功能元件,它是利用敏感材料和被测物质中的分子、离子等相互接触时直接或间接地引起电信号的变化,由于可以把外界信息变成电信号,化学传感器被广泛用于检测物质、鉴定离子、自动控制等多方面。本文中涉及传感器是中学化学学科教学中的广泛应用到的传感器,主要有温度传感器、pH感器、压力传感器、离子传感器等。
.........

2.2科学探究相关概念界定
美国于1996年出版的《国家科学教育标准》中对“科学探究”的定义是国际上认可的一种界定。科学探究,是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。在我国,科学探究指的是:学生积极主动获取知识、认识和解决问题的重要实践活动。科学探究既是一种重要的学习方式,也是教育阶段学习的重要内容,主要包括提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素2。能力是人们顺利完成某种活动所必需的,指发现问题、分析问题、解决问题的本领。所以,探究能力是指人们顺利进行科学探究活动所应具有的全部能力。而学生的探究能力指的是个体在科学探究活动中所形成,对活动的进行起到一定调节作用的个性心理特征。重点强调的是探究能力是一个有机的整体,是在掌握多学科的知识和技能的基础上形成的,而非这些知识、技能的简单集合。探究能力是一个有机的整体,对探究能力的培养是一个复杂的过程。通常是在教师的组织和指导下,学生在适宜探究的环境中,能够独立、自主地发现问题,运用头脑已有的知识进行猜想,通过一系列的科学探索活动解决问题,自主设计的实验中分析问题,得出结论中来掌握知识和技能、体会探究的过程与方法,树立自己科学的价值观,从而培养自己的探究能力。
.........

3相关研究综述.......3
3.1手持技术研究状况.......3
3.1. 1国外研究现状.......3
3. 1.2国内研究现状.......4
3. 2探究学习研究状况.......6
3. 2. 1国外研究现状.......6
3.2.2国内研究现状.......6
3.3手持技术培养学生探究能力研究状况.......7
3.3. 1国外研究状况.......7
3.3.2国内研究状况.......8
4理论基础.......9
4.1探究学习理论.......9
4. 2建构主义学习理论.......9
4. 3多元智力理论.......9
4.4直观教学理论.......10
5实验研究.......10
5.1基于手持技术对碳酸钠和碳酸氢钠的实验研究.......10
5.1.1实验研究内容.......10
5. 1.2实验过程.......11
5.1. 3实验小结.......13
5. 2难溶电解质溶解平衡的实验研究.......14

6基于手持技术培养学生探究学习的教学设计

研究教学是学校教育的核心,也是实现教学目的的基本途径。而教学设计是教师化学教学工作的关键环节,是为了保证教学顺利完成的准备工作。只有一个好的教学设计才能提高教学效率,使得教学活动卓有成效,提高学生的科学素养。本文研究是将手持技术应用到教学中,通过软件处理的图像直观给学生展示教学内容的客观事实,进而培养学生科学探究化学内容的自主能力和创新能力。

6.1《碳酸钠和碳酸氢钠性质》教学案例

本节内容是选自人民教育出版社的普通高中课程标准实验教科书《化学(必修1)》第3章第2节。该内容出现在金属化合物知识学习的重要阶段,在认识了金属性质、金属氧化物知识的内容下,进一步了解金属化合物的有关内容,教材中将这部分内容设计成科学探究板块,因为该内容涉及较多实验,可以通过科学探究的形式进行教学,不仅有利于引起学生的学习兴趣,更可以让学生自主实验完成这一知识点的学习。充分发挥学生课堂主体地位,培养学生多方面的学习能力和学习情感。

.......

结论

本研究立足在新课程理念指导下,主要利用手持技术对学生的探究能力的培养做了相关研究。文中选取的代表实验是高中化学教材中碳酸钠和碳酸氢钠的性质和难溶电解质沉淀溶解平衡内容。将手持技术作为探究实验的工具,结合实验变化的实时、动态、直观的图像解释知识的本质,并在教学中给予合理的设计,得出手持技术在培养学生探究能力的方法上有明显的优势。第一,手持技术的应用帮助解决学生已有的思维定势。如在已有的知识概念中,学生很容易对固体溶解都是放热的产生根深蒂固的印象,个别吸热的可能也是死记硬背的结果,而利用手持技术直观图像的显示,初步扭转了学生头脑中的印象,有利于帮助学习牢记知识;第二,手持技术的应用可以锻炼学生制定有效的实验方案。在常见的化学传感器中,主要应用广泛的有温度传感器、pH传感器、压力传感器等。每一种化学传感器能研究和解决的问题不同,面对不同的实验研究和最佳的教学效果,学生根据具体需要选择最合适的传感技术来制定有效的实验方案进行探究。第三,手持技术的应用可以提高学生在化学知识学习中探究的能力。手持技术能及时将实验过程中变化的数据用图线、表格的形式表示出来,不仅让学生对问题有效的解决,还帮助学生建立新的学习方式,对结果的分析更直观,给出的结论更深刻,做到举一反三更强化的目的。有效的帮助学生研究问题的同时掌握探究步骤与方法,逐渐形成用探究的角度发现知识的本质。
.........
参考文献(略)

，

本文编号：40090