一、問題的提出

為了更好地進(jìn)行化學(xué)概念的教學(xué)，突破化 學(xué)概念教學(xué)的難點(diǎn)，我們嘗試把 TQVC 概念認(rèn) 知模型運(yùn)用于手持技術(shù)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，取 得了較好的教學(xué)效果。 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常伴隨有溫度、壓強(qiáng)和熱量 等的改變，但是有些因肉眼無法觀察而經(jīng)常被 忽視。手持技術(shù)可以有效地定量地將這些微妙 的變化轉(zhuǎn)化成可量化的直觀的數(shù)據(jù)和圖表，從 一定程度上將化學(xué)難點(diǎn)分解，從而直觀簡(jiǎn)單化。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課教學(xué)案例

本案例選取于某實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)比賽的初中 化學(xué)作品之一。 【微 課 主 題】數(shù) 形 結(jié) 合 下 NaOH 與 CO2 反應(yīng)( 科教版九年級(jí)化學(xué)) 【教材分析】NaOH 與 CO2 的相關(guān)知識(shí)是九 年級(jí)化學(xué)中教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，亦是 歷年中考中實(shí)驗(yàn)題或其他題型的考查重點(diǎn)。關(guān) 于如何直觀地檢驗(yàn) NaOH 與 CO2 反應(yīng)，相關(guān)試 題多是從實(shí)驗(yàn)裝置的變化，或利用檢驗(yàn)生成的 Na2CO3 等方法。這些方法多是從定性的角度 來剖析檢驗(yàn) NaOH 與 CO2 反應(yīng)，但是對(duì)于部分 學(xué)生理解仍然較為困難。手持技術(shù)的應(yīng)用，將 NaOH 與 CO2 反應(yīng)變化的定性現(xiàn)象與定量現(xiàn)象 相結(jié)合，不僅有助于學(xué)生的理解，更有助于培養(yǎng) 學(xué)生定量分析實(shí)驗(yàn)圖表、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。 【學(xué)情分析】在經(jīng)過九年級(jí)將近一年的化 學(xué)學(xué)習(xí)后，該階段的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的實(shí) 驗(yàn)探究能力和數(shù)據(jù)分析能力。但該階段的學(xué)生 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)中溫度、壓強(qiáng)和熱量的變化難以 感知察覺，因此對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解較為 困難。手持技術(shù)的應(yīng)用是數(shù)字化教學(xué)的引入， 對(duì)于開發(fā)學(xué)生高階思維能力具有重要意義，亦 使化學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)多樣化。 【實(shí)驗(yàn)儀器與藥品】250mL 平底五頸瓶、氣 球、氣壓傳感器、溫度傳感器、裝有 20mL 15% NaOH 溶液的注射器、裝有 20mL 蒸餾水的注射 器、固態(tài)干冰、磁力攪拌器(采用其林貝爾磁力攪拌器)。【實(shí)驗(yàn)裝置圖】如圖 1 所示。 【教學(xué)過程】 ( 1) 轉(zhuǎn)化 【提問】我們之前學(xué)習(xí)過 Ca( OH) 2 溶液與CO2 反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么? 之前我們又是如 何通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象檢驗(yàn)水與 CO2 發(fā)生了反應(yīng)呢? 【學(xué)生 1】Ca( OH) 2 溶液與 CO2 反應(yīng)的實(shí) 驗(yàn)現(xiàn)象是有白色沉淀生成。之前我們?cè)谝粋€(gè)裝 滿 CO2 氣體的塑料瓶中倒入蒸餾水，觀察到塑 料瓶變癟，證明蒸餾水與 CO2 發(fā)生了反應(yīng)。 【教師】那么請(qǐng)同學(xué)們思考，根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器 有 NaOH 溶液、CO2 氣體和密閉條件下的氣球， 試著設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，來探究 NaOH 能否 與 CO2 反應(yīng)。

( 2) 量化感知 【教師】為了更好地對(duì)比 NaOH 與 CO2 反 應(yīng)和水與 CO2 反應(yīng)，老師這里有兩個(gè)寶貝。一 個(gè)是壓強(qiáng)傳感器，另一個(gè)是溫度傳感器。我們 將傳感器與實(shí)驗(yàn)裝置和電腦相連接，從氣球的 變化，以及電腦中溫度與壓強(qiáng)的數(shù)值變化和圖 像變化來探究 NaOH 能否與 CO2 反應(yīng)。

( 3) 視覺感知 【教師】下面我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。向五口 瓶中放入固體干冰，用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，讓 干冰充滿五口瓶。請(qǐng)觀察氣球和電腦數(shù)值的變 化。可以觀察到什么現(xiàn)象?

三、基于 TQVC 概念模型認(rèn)知分析

課上教師首先通過兩方面回顧舊知識(shí): ① Ca( OH) 2溶液與 CO2 反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有白色 沉淀; ②利用氣球和塑料瓶，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象檢驗(yàn) 水與 CO2 發(fā)生反應(yīng)。這是 從一個(gè)定性的角度去判斷化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生。 于是教師引導(dǎo)學(xué)生將定性思維轉(zhuǎn)化為定量思 維。可以通過手持技術(shù)中的壓強(qiáng)傳感器和溫度 傳感器連接實(shí)驗(yàn)裝置和電腦軟件，觀察溫度和 壓強(qiáng)的變化，以及溫度、壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線 圖定量地觀察反應(yīng)是否發(fā)生。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，觀察到的氣球的變化、 壓強(qiáng)數(shù)值變化、溫度數(shù)值變化、壓強(qiáng)隨時(shí)間變化、溫度隨時(shí)間變化。手持技術(shù)的使用使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀可視化。學(xué)生通過視覺通道，可以 明顯感知化學(xué)反應(yīng)的過程與變化。



 

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