陳建文
[摘 要]實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要組成部分,將數(shù)字化手持技術(shù)運(yùn)用到高中化學(xué)教學(xué)中,是大勢所趨。文章著眼于數(shù)字化手持技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和優(yōu)越性,探討數(shù)字化手持技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)相融合的具體措施。
[關(guān)鍵詞]高中化學(xué);數(shù)字化;手持技術(shù)
[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2024)12-0056-04
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中占據(jù)著重要的地位。新課標(biāo)強(qiáng)化對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求,更加注重實(shí)驗(yàn)過程的合作性與探究性,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。數(shù)字化手持技術(shù)作為技術(shù)、信息和教育融合的產(chǎn)物,為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了強(qiáng)有力的工具支持。數(shù)字化手持技術(shù)以信息技術(shù)為載體,生動(dòng)地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,可使學(xué)生更為直觀地理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程及其原理。該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)采集并分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外,數(shù)字化手持技術(shù)還能模擬實(shí)驗(yàn),確保學(xué)生在安全環(huán)境下操作,提高實(shí)驗(yàn)效率。借助此項(xiàng)技術(shù),學(xué)生不僅可以深入探討化學(xué)反應(yīng)原理,還能培養(yǎng)探究精神和團(tuán)隊(duì)合作意識。教師亦可以根據(jù)此技術(shù)更好地指導(dǎo)學(xué)生,從而提升教學(xué)質(zhì)量。
一、數(shù)字化手持技術(shù)簡介及應(yīng)用現(xiàn)狀
(一)數(shù)字化手持技術(shù)簡介
數(shù)字化手持技術(shù)是基于信息化數(shù)字技術(shù)發(fā)展起來的,俗稱“掌上技術(shù)”。該技術(shù)是由“傳感器+數(shù)據(jù)采集器+計(jì)算機(jī)+處理軟件”組成的,能夠采集化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并以圖表的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化技術(shù)手段。其構(gòu)成部件小,教學(xué)過程中能在手掌上操作。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)變化有助于判斷實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,同時(shí)利用計(jì)算機(jī)對傳回的數(shù)據(jù)變化趨勢進(jìn)行分析,將實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過程還原出來,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化記錄與存儲。數(shù)字化手持技術(shù)有著強(qiáng)大的感知、信息整合、儲存及后期數(shù)據(jù)處理等功能,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)圖結(jié)合、記錄細(xì)微過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成圖像,以及讓化學(xué)反應(yīng)的瞬間可視化,有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。
數(shù)字化手持技術(shù)大約在2O世紀(jì)9O年代開始進(jìn)入我國,在我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的應(yīng)用和研究起步較晚。它最初被用于物理教學(xué),隨后才被引入到化學(xué)教學(xué)中。目前,數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)在大部分高校已得到廣泛推廣,但在中學(xué)階段對該技術(shù)的使用還不普遍。因此,如何將該技術(shù)合理運(yùn)用到高中化學(xué)教學(xué)中任重道遠(yuǎn)。
(二)數(shù)字化手持技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
第一,數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備的配套建設(shè)比較落后。利用數(shù)字化手持技術(shù)進(jìn)行化學(xué)教學(xué),不僅能提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,還能借助傳感器降低學(xué)習(xí)難度和時(shí)耗。然而,現(xiàn)階段擁有數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室并不多,這就限制了數(shù)字化手持技術(shù)的使用。因此,只有加大數(shù)字化手持技術(shù)配套化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的研究與開發(fā)力度,才能使高中化學(xué)數(shù)字化手持技術(shù)得以推廣。
第二,數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備老舊,穩(wěn)定性和精確度欠佳。數(shù)字化手持技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比明顯具有優(yōu)勢,但這些優(yōu)勢的發(fā)揮需建立在數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備具有良好的穩(wěn)定性和精確性基礎(chǔ)上。然而,目前各高中學(xué)校的傳感器性能穩(wěn)定性欠佳、精確度不高,建議采購時(shí)直接對接儀器廠商,并提出具體精度要求。
第三,高中化學(xué)教師對該技術(shù)的運(yùn)用度不高。大部分教師仍習(xí)慣于傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)方式,對信息技術(shù)的運(yùn)用停留在圖片展示、視頻引入、PPT播放等淺層次,忽略對數(shù)字化手持技術(shù)的研究和使用。建議加強(qiáng)對高中化學(xué)教師的數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備使用培訓(xùn),并在人才庫、資源庫建設(shè)方面投入更多資金,讓新實(shí)驗(yàn)儀器能更好地為教師所用。
二、數(shù)字化手持技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)融合的優(yōu)點(diǎn)
數(shù)字化手持技術(shù)是一種現(xiàn)代化、高效、便捷的實(shí)驗(yàn)技術(shù),將其與高中化學(xué)教學(xué)相融合,不僅能滿足新課改中對探究性實(shí)驗(yàn)的要求,還能為學(xué)生提供一種創(chuàng)新且高效的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)途徑,同時(shí)推動(dòng)教學(xué)模式的革新,為教育改革注入新的活力。這種融合的一些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式無法比擬的,這些優(yōu)點(diǎn)有助于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
(一)實(shí)驗(yàn)更加現(xiàn)代化、簡易化
數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)不局限于實(shí)驗(yàn)室,可以隨時(shí)隨地開展,突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在時(shí)間和地點(diǎn)上的限制。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以表格、圖像等直觀形式展示,便于學(xué)生觀察與分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提升實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和效率。相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作簡便,易于掌握,能實(shí)時(shí)記錄和分析數(shù)據(jù),減少實(shí)驗(yàn)誤差,提高成功率。
在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,針對現(xiàn)象不明顯、過程不明朗、耗時(shí)長、會(huì)產(chǎn)生有毒或有害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn),教師只能通過口頭描述或播放視頻的方式進(jìn)行教學(xué),而運(yùn)用數(shù)字化手持技術(shù)則可以讓學(xué)生更加直觀地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提高學(xué)習(xí)的趣味性,激發(fā)學(xué)生的探究欲望。學(xué)生不僅能夠觀察實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果,還能夠利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)了解其中包含的化學(xué)原理。
(二)幫助學(xué)生建立微觀概念
化學(xué)是研究分子及類分子的科學(xué),宏觀看現(xiàn)象、微觀找原因,宏微結(jié)合是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法。如在講授“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”課程時(shí),很多抽象的化學(xué)概念無法用宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行說明,學(xué)生很難理解其原理。然而,借助數(shù)字化手持技術(shù)可以讓學(xué)生通過簡單的實(shí)驗(yàn)操作,清晰直觀地看到實(shí)驗(yàn)圖像的變化,從而分析物質(zhì)內(nèi)部微粒間的相互作用,感受物質(zhì)的變化過程。例如,在探究影響分子間作用力大小因素時(shí),利用溫度傳感器分別測量正丁醇、正丙醇、乙醇、甲醇4種醇揮發(fā)時(shí)的溫度。學(xué)生可以根據(jù)曲線清晰地看到不同醇揮發(fā)時(shí)溫度的變化情況,從而得出:組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,克服分子間引力使物質(zhì)氣化所需的能量越多,熔沸點(diǎn)越高,而能形成分子間氫鍵的熔沸點(diǎn)更高。通過數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了從抽象到直觀、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從無形到有形的轉(zhuǎn)換,這增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性,更便于學(xué)生理解、強(qiáng)化記憶。
(三)助推學(xué)生成為課堂主體
數(shù)字化手持技術(shù)可提供實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生可運(yùn)用數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備迅速獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并通過相關(guān)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,這不僅能提升實(shí)驗(yàn)效率,更有助于學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)原理及化學(xué)規(guī)律。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生往往只是通過肉眼觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,難以直觀地認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的微觀過程,而數(shù)字化手持技術(shù)將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以數(shù)字化方式呈現(xiàn),便于學(xué)生在直觀感受的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索化學(xué)原理。同時(shí),也便于教師獲取學(xué)生輸出的信息,隨時(shí)了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況,從而促成課堂中信息的多向交流,真正實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)、生生互動(dòng),使學(xué)生成為課堂的主體。
三、數(shù)字化手持技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)的融合探究
將數(shù)字化手持技術(shù)引入高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)結(jié)合,旨在改變學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式,從而優(yōu)化教學(xué)過程、強(qiáng)化定量分析、減少實(shí)驗(yàn)誤差,進(jìn)而有效發(fā)展學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建知識體系的能力,提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。
(一)通過“術(shù)”“學(xué)”融合,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)
隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,數(shù)字化手持技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在傳統(tǒng)的溶液配制過程中,學(xué)生需利用滴定管、移液管等工具,操作過程中極易產(chǎn)生誤差。而手持儀器如pH計(jì)、溶解氧儀等,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測溶液的pH值、溶解氧含量,助力學(xué)生更加精確地配制溶液。學(xué)生還可運(yùn)用手持光譜儀或色譜儀,快速對樣品進(jìn)行定性分析,辨別物質(zhì)的組成及性質(zhì)。利用手持氣體傳感器,學(xué)生可實(shí)時(shí)檢測氣態(tài)化學(xué)物質(zhì),從而提升實(shí)驗(yàn)的安全性和舒適度。
數(shù)字化手持技術(shù)能實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程中的各項(xiàng)參數(shù),如溫度、壓力等,有助于實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)異常情況并及時(shí)處置,確保實(shí)驗(yàn)安全。若實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)安全問題,可通過數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備立即啟動(dòng)緊急停止程序,確保實(shí)驗(yàn)安全。教師可利用數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,讓學(xué)生更直觀地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提高教學(xué)效果。學(xué)生可通過數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備與同伴分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果,促進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作與交流,提升實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。總之,數(shù)字化手持技術(shù)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入了新的活力,豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,提升了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性和安全性,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
此外,實(shí)際教學(xué)中教師應(yīng)致力于通過簡便易操作的實(shí)驗(yàn)方法為學(xué)生營造開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境,以提升他們自主探究的能力。例如,在“鈉及其化合物”一課中,教材要求學(xué)生驗(yàn)證Na2CO3和NaHCO3溶液堿性的強(qiáng)弱,以及探究Na2CO3和NaHCO3溶于水的放熱情況。學(xué)生可以向等濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加等量酚酞,判斷兩種溶液堿性的強(qiáng)弱,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯。但在Na2CO3和NaHCO3溶于水的放熱實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)闊崃孔兓⑷?,肉眼難以觀察到,易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。對此,運(yùn)用溫度傳感器可直接呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化情況,使學(xué)生直觀地感受物質(zhì)溶于水的熱量變化。數(shù)字化手持技術(shù)準(zhǔn)確地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),不僅能夠加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解,還能夠培育學(xué)生的“宏觀辨識與微觀探析”學(xué)科核心素養(yǎng)。
(二)通過“術(shù)”“學(xué)”融合,強(qiáng)化定量分析
高中化學(xué)教學(xué)一直圍繞“分析現(xiàn)象與得出結(jié)論”展開探究,而疏于對現(xiàn)象與結(jié)論深層次的關(guān)聯(lián)研究,致使學(xué)生對化學(xué)的理解處于“只見樹木不見森林”的層面,難以做到靈活運(yùn)用。我們可以借助數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)現(xiàn)定性研究與定量分析的有機(jī)融合,促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)宏觀辨識,并從微觀切入觀察,更準(zhǔn)確、更客觀、更科學(xué)地解讀各項(xiàng)結(jié)論,引領(lǐng)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)?!坝绊懟瘜W(xué)平衡的外界因素”是高中化學(xué)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容,如壓強(qiáng)對NO2的雙聚平衡的影響:隨著壓強(qiáng)的增大,反應(yīng)向生成四氧化二氮的方向進(jìn)行,透光率降低;而在較低壓強(qiáng)下,反應(yīng)向生成二氧化氮的方向進(jìn)行,透光率升高。通過測量透光率的變化,學(xué)生能夠更加直觀和精確地探究壓強(qiáng)對NO2雙聚平衡的影響,這種方法不僅操作簡便,而且能夠獲得更可靠的結(jié)果。
又如,利用硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)出現(xiàn)沉淀的快慢來判斷外界條件對反應(yīng)速率的影響時(shí),由于人眼視覺具有較強(qiáng)的主觀性,故通過肉眼來觀察判斷存在一定的誤差。而利用數(shù)字化手持技術(shù)探究“相同濃度硫代硫酸鈉與不同濃度稀硫酸的反應(yīng)”時(shí),通過光電色度計(jì)采集反應(yīng)體系中的透光率數(shù)據(jù),繪制隨時(shí)間變化的透光率曲線圖,能直觀地呈現(xiàn)出濃度對反應(yīng)速率的影響。
再如,利用數(shù)字化手持技術(shù)監(jiān)測二氧化碳與水反應(yīng)過程中的pH、二氧化碳濃度的變化,可揭示壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響。通過精確的數(shù)據(jù),學(xué)生更易于理解:對于有氣體參與的反應(yīng),壓強(qiáng)會(huì)影響濃度,從而影響反應(yīng)速率。利用數(shù)字化手持技術(shù)還可定量探究、比較同濃度氯化鐵和氯化銅對過氧化氫催化分解的影響效果。借助數(shù)字化手持技術(shù),可以將傳統(tǒng)的定性實(shí)驗(yàn)改成定量實(shí)驗(yàn),這樣既能在教學(xué)過程中無形滲透并發(fā)展控制變量法的學(xué)科思維方法,同時(shí)還能使實(shí)驗(yàn)具有更強(qiáng)的說服力,有利于提升學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力和定量分析能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
(三)通過“術(shù)”“學(xué)”融合,減少實(shí)驗(yàn)誤差
通過人的感官分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果,容易造成誤差,而數(shù)字化手持技術(shù)能夠很好地解決這一問題。在氧化還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生以往需通過觀察顏色變化來判斷反應(yīng)進(jìn)度,但此方法易受人為及環(huán)境因素影響,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性較低。引入數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備,如電化學(xué)傳感器、光譜分析儀等,能實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)過程中的電化學(xué)信號變化,從而精確判斷反應(yīng)進(jìn)度,減少實(shí)驗(yàn)誤差。在物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生通常通過肉眼觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來判斷物質(zhì)性質(zhì),但這種方法受實(shí)驗(yàn)條件、觀察角度等因素影響,使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性不高。數(shù)字化手持技術(shù)設(shè)備,如紅外光譜儀、拉曼光譜儀等,能實(shí)時(shí)測量物質(zhì)的光譜特性,從而準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì)。此外,這些數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備還具備存儲及對比不同物質(zhì)譜圖的功能,有助于學(xué)生深入理解物質(zhì)性質(zhì)。
例如,傳統(tǒng)的酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)以滴定管和指示劑為主要工具,但由于滴定管的操作較為復(fù)雜,指示劑變色范圍廣,并不容易掌握,無疑增加了實(shí)驗(yàn)失誤率。而且由于人體辨識度的差異,容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。教師可以運(yùn)用滴定儀和電導(dǎo)率傳感器來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程,提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和效率?;陔妼?dǎo)率曲線的變化情況,可準(zhǔn)確地確定滴定終點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加可靠。
依托數(shù)字化手持技術(shù)顯化實(shí)驗(yàn)過程,可以幫助學(xué)生捕捉關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),對實(shí)驗(yàn)原理形成深刻的認(rèn)知。此外,實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新有助于打破學(xué)生的思維定式,讓學(xué)生學(xué)會(huì)多角度思考問題,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望,擺脫“拿來主義”學(xué)習(xí)思維,更積極主動(dòng)地探索更為簡單易操作的實(shí)驗(yàn)方法,促進(jìn)思維能力的進(jìn)一步發(fā)展。
(四)通過“術(shù)”“學(xué)”融合,強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力
高中化學(xué)課堂教學(xué)不僅僅是知識的傳授,更是對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。因此,教師要擺脫過度依賴教材和教學(xué)參考書的教學(xué)模式,轉(zhuǎn)向根據(jù)化學(xué)課程的內(nèi)在規(guī)律以及學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)來設(shè)計(jì)教學(xué)。數(shù)字化手持技術(shù)的應(yīng)用為教師提供了新的教學(xué)工具和手段。通過運(yùn)用數(shù)字化手持技術(shù),教師可以構(gòu)建一個(gè)更為直觀和互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境,幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識。這種技術(shù)不僅有助于學(xué)生了解、辨識、表述化學(xué)知識,還能幫助他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、分析和決策,從而在實(shí)踐中培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力。
在一些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中,數(shù)字化手持技術(shù)發(fā)揮了不可替代的作用。例如,在實(shí)驗(yàn)物質(zhì)具有危險(xiǎn)性時(shí),傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法讓學(xué)生親自動(dòng)手操作,而數(shù)字化手持技術(shù)則可以模擬實(shí)驗(yàn)過程,讓學(xué)生在安全的環(huán)境中學(xué)習(xí)和實(shí)踐。這種教學(xué)方式不僅可以避免危險(xiǎn),還能讓學(xué)生更深入地理解實(shí)驗(yàn)原理,提高他們的實(shí)驗(yàn)技能。如在“酚類與醇類”的教學(xué)中,教師將這兩種物質(zhì)進(jìn)行對比分析,讓學(xué)生觀察它們的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。由于酚類的代表物質(zhì)苯酚有毒,不適合用于學(xué)生實(shí)驗(yàn),但學(xué)生可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)模擬測量苯酚的密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理性質(zhì),還可以模擬化學(xué)反應(yīng),并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生理解知識,把握原理。這樣,學(xué)生不僅能夠掌握酚類的基本性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用,還能理解它與其他有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
綜上所述,數(shù)字化手持技術(shù)和高中化學(xué)教學(xué)相融合,是提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生探究能力、數(shù)據(jù)處理能力、分析解決問題能力的有效途徑。只有不斷優(yōu)化教學(xué)資源、提升教師專業(yè)素養(yǎng)、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、加強(qiáng)硬件設(shè)施建設(shè)及注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng),才能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化手持技術(shù)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值,進(jìn)一步推動(dòng)我國高中化學(xué)教育的發(fā)展。
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