發(fā)布時(shí)間：2016-04-26 23:01

1問題的提出

1.1實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)是課程改革的需要
2003年實(shí)施的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出“高中化學(xué)課程應(yīng)有利于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法,加深對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識,增強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。課程改革將轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提出了以“科學(xué)探究”為主的教學(xué)模式。因此在課程改革下,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用探究式教學(xué)可以指導(dǎo)學(xué)生提髙自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等能力,不僅體現(xiàn)課程改革中的學(xué)生觀的要求模式,并對學(xué)生的科學(xué)探究能力有重要的幫助。
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1.2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代化是實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的趨勢
在多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展下,多媒體教學(xué)越來越受到教師的青睞。從最早應(yīng)用計(jì)算機(jī)保存或整理文本信息,到現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)上模擬實(shí)驗(yàn)動畫,再到如今的網(wǎng)絡(luò)教學(xué),這一切都給教學(xué)帶來了重大變化。尤其是近幾年出現(xiàn)的手持技術(shù)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在幫助學(xué)生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)本質(zhì)和科學(xué)探究活動方面有著廣闊的應(yīng)用前景。在化學(xué)教學(xué)中利用現(xiàn)代科技手段解決一些實(shí)驗(yàn)中不明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如手持技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以實(shí)時(shí)、精確的測量實(shí)驗(yàn)中變量。讓學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、獲取知識、掌握知識本質(zhì)成為教學(xué)的趨勢和重點(diǎn)。因此采用手持技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究并應(yīng)用在探究教學(xué)中,對培養(yǎng)學(xué)生的探究能力有一定的幫助和指導(dǎo)。
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1.3化學(xué)實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用的途徑
手持技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合能使學(xué)生享有充分的創(chuàng)造空間。學(xué)生不再是被動學(xué)習(xí)的狀態(tài),不再是一味模仿老師,只需要進(jìn)行簡單的儀器操作就能自主探究。將手持技術(shù)引入化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中,既體現(xiàn)了探究過程是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的,又體現(xiàn)了學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位,既培養(yǎng)了學(xué)生的動手操作的能力,又提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力,兩者的結(jié)合使學(xué)生實(shí)實(shí)在在地體會到科學(xué)探究過程的真諦。
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2相關(guān)概念的羿定

2.1手持技術(shù)相關(guān)概念界定
手持技術(shù)(Hand-held Technology),又稱掌上技術(shù),因該伩器體積小,在手上就能完成釆集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和處理操作。它主要由各式各樣的傳感器、數(shù)據(jù)采集器和配套軟件組成,并能與計(jì)算機(jī)連接而成的實(shí)驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)。故被形象地稱為手持技術(shù)1。傳感器是現(xiàn)代社會的重要技術(shù)基礎(chǔ),當(dāng)今現(xiàn)代化的儀器、設(shè)備幾乎都離不開傳感器,被廣泛用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域,發(fā)揮著極其重要的作用�；瘜W(xué)傳感器指的是把化學(xué)物質(zhì)的物理信號轉(zhuǎn)變成電信號的功能元件,它是利用敏感材料和被測物質(zhì)中的分子、離子等相互接觸時(shí)直接或間接地引起電信號的變化,由于可以把外界信息變成電信號,化學(xué)傳感器被廣泛用于檢測物質(zhì)、鑒定離子、自動控制等多方面。本文中涉及傳感器是中學(xué)化學(xué)學(xué)科教學(xué)中的廣泛應(yīng)用到的傳感器,主要有溫度傳感器、pH感器、壓力傳感器、離子傳感器等。
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2.2科學(xué)探究相關(guān)概念界定
美國于1996年出版的《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中對“科學(xué)探究”的定義是國際上認(rèn)可的一種界定�？茖W(xué)探究,是科學(xué)家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑。在我國,科學(xué)探究指的是:學(xué)生積極主動獲取知識、認(rèn)識和解決問題的重要實(shí)踐活動�？茖W(xué)探究既是一種重要的學(xué)習(xí)方式,也是教育階段學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,主要包括提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價(jià)、表達(dá)與交流等要素2。能力是人們順利完成某種活動所必需的,指發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的本領(lǐng)。所以,探究能力是指人們順利進(jìn)行科學(xué)探究活動所應(yīng)具有的全部能力。而學(xué)生的探究能力指的是個(gè)體在科學(xué)探究活動中所形成,對活動的進(jìn)行起到一定調(diào)節(jié)作用的個(gè)性心理特征。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是探究能力是一個(gè)有機(jī)的整體,是在掌握多學(xué)科的知識和技能的基礎(chǔ)上形成的,而非這些知識、技能的簡單集合。探究能力是一個(gè)有機(jī)的整體,對探究能力的培養(yǎng)是一個(gè)復(fù)雜的過程。通常是在教師的組織和指導(dǎo)下,學(xué)生在適宜探究的環(huán)境中,能夠獨(dú)立、自主地發(fā)現(xiàn)問題,運(yùn)用頭腦已有的知識進(jìn)行猜想,通過一系列的科學(xué)探索活動解決問題,自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中分析問題,得出結(jié)論中來掌握知識和技能、體會探究的過程與方法,樹立自己科學(xué)的價(jià)值觀,從而培養(yǎng)自己的探究能力。
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3相關(guān)研究綜述.......3
3.1手持技術(shù)研究狀況.......3
3.1. 1國外研究現(xiàn)狀.......3
3. 1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀.......4
3. 2探究學(xué)習(xí)研究狀況.......6
3. 2. 1國外研究現(xiàn)狀.......6
3.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀.......6
3.3手持技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生探究能力研究狀況.......7
3.3. 1國外研究狀況.......7
3.3.2國內(nèi)研究狀況.......8
4理論基礎(chǔ).......9
4.1探究學(xué)習(xí)理論.......9
4. 2建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論.......9
4. 3多元智力理論.......9
4.4直觀教學(xué)理論.......10
5實(shí)驗(yàn)研究.......10
5.1基于手持技術(shù)對碳酸鈉和碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)研究.......10
5.1.1實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容.......10
5. 1.2實(shí)驗(yàn)過程.......11
5.1. 3實(shí)驗(yàn)小結(jié).......13
5. 2難溶電解質(zhì)溶解平衡的實(shí)驗(yàn)研究.......14

6基于手持技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)

研究教學(xué)是學(xué)校教育的核心,也是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的基本途徑。而教學(xué)設(shè)計(jì)是教師化學(xué)教學(xué)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是為了保證教學(xué)順利完成的準(zhǔn)備工作。只有一個(gè)好的教學(xué)設(shè)計(jì)才能提高教學(xué)效率,使得教學(xué)活動卓有成效,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。本文研究是將手持技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中,通過軟件處理的圖像直觀給學(xué)生展示教學(xué)內(nèi)容的客觀事實(shí),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究化學(xué)內(nèi)容的自主能力和創(chuàng)新能力。

6.1《碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)》教學(xué)案例

本節(jié)內(nèi)容是選自人民教育出版社的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)(必修1)》第3章第2節(jié)。該內(nèi)容出現(xiàn)在金屬化合物知識學(xué)習(xí)的重要階段,在認(rèn)識了金屬性質(zhì)、金屬氧化物知識的內(nèi)容下,進(jìn)一步了解金屬化合物的有關(guān)內(nèi)容,教材中將這部分內(nèi)容設(shè)計(jì)成科學(xué)探究板塊,因?yàn)樵搩?nèi)容涉及較多實(shí)驗(yàn),可以通過科學(xué)探究的形式進(jìn)行教學(xué),不僅有利于引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更可以讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)完成這一知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。充分發(fā)揮學(xué)生課堂主體地位,培養(yǎng)學(xué)生多方面的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)情感。

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結(jié)論

本研究立足在新課程理念指導(dǎo)下,主要利用手持技術(shù)對學(xué)生的探究能力的培養(yǎng)做了相關(guān)研究。文中選取的代表實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)教材中碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)和難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡內(nèi)容。將手持技術(shù)作為探究實(shí)驗(yàn)的工具,結(jié)合實(shí)驗(yàn)變化的實(shí)時(shí)、動態(tài)、直觀的圖像解釋知識的本質(zhì),并在教學(xué)中給予合理的設(shè)計(jì),得出手持技術(shù)在培養(yǎng)學(xué)生探究能力的方法上有明顯的優(yōu)勢。第一,手持技術(shù)的應(yīng)用幫助解決學(xué)生已有的思維定勢。如在已有的知識概念中,學(xué)生很容易對固體溶解都是放熱的產(chǎn)生根深蒂固的印象,個(gè)別吸熱的可能也是死記硬背的結(jié)果,而利用手持技術(shù)直觀圖像的顯示,初步扭轉(zhuǎn)了學(xué)生頭腦中的印象,有利于幫助學(xué)習(xí)牢記知識;第二,手持技術(shù)的應(yīng)用可以鍛煉學(xué)生制定有效的實(shí)驗(yàn)方案。在常見的化學(xué)傳感器中,主要應(yīng)用廣泛的有溫度傳感器、pH傳感器、壓力傳感器等。每一種化學(xué)傳感器能研究和解決的問題不同,面對不同的實(shí)驗(yàn)研究和最佳的教學(xué)效果,學(xué)生根據(jù)具體需要選擇最合適的傳感技術(shù)來制定有效的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。第三,手持技術(shù)的應(yīng)用可以提高學(xué)生在化學(xué)知識學(xué)習(xí)中探究的能力。手持技術(shù)能及時(shí)將實(shí)驗(yàn)過程中變化的數(shù)據(jù)用圖線、表格的形式表示出來,不僅讓學(xué)生對問題有效的解決,還幫助學(xué)生建立新的學(xué)習(xí)方式,對結(jié)果的分析更直觀,給出的結(jié)論更深刻,做到舉一反三更強(qiáng)化的目的。有效的幫助學(xué)生研究問題的同時(shí)掌握探究步驟與方法,逐漸形成用探究的角度發(fā)現(xiàn)知識的本質(zhì)。
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參考文獻(xiàn)(略)

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本文編號：40090