一、問題的提出

為了更好地進行化學概念的教學，突破化 學概念教學的難點，我們嘗試把 TQVC 概念認 知模型運用于手持技術(shù)的化學實驗教學中，取 得了較好的教學效果。 化學實驗中常常伴隨有溫度、壓強和熱量 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 一定程度上將化學難點分解，從而直觀簡單化。

二、化學實驗微課教學案例

本案例選取于某實驗教學設(shè)計比賽的初中 化學作品之一。 【微 課 主 題】數(shù) 形 結(jié) 合 下 NaOH 與 CO2 反應(yīng)( 科教版九年級化學) 【教材分析】NaOH 與 CO2 的相關(guān)知識是九 年級化學中教師教學與學生學習的重點，亦是 歷年中考中實驗題或其他題型的考查重點。關(guān) 于如何直觀地檢驗 NaOH 與 CO2 反應(yīng)，相關(guān)試 題多是從實驗裝置的變化，或利用檢驗生成的 Na2CO3 等方法。這些方法多是從定性的角度 來剖析檢驗 NaOH 與 CO2 反應(yīng)，但是對于部分 學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，不僅有助于學生的理解，更有助于培養(yǎng) 學生定量分析實驗圖表、實驗數(shù)據(jù)的能力。 【學情分析】在經(jīng)過九年級將近一年的化 學學習后，該階段的學生已經(jīng)具備了一定的實 驗探究能力和數(shù)據(jù)分析能力。但該階段的學生 對于化學反應(yīng)中溫度、壓強和熱量的變化難以 感知察覺，因此對于某些實驗現(xiàn)象的理解較為 困難。手持技術(shù)的應(yīng)用是數(shù)字化教學的引入， 對于開發(fā)學生高階思維能力具有重要意義，亦 使化學實驗呈現(xiàn)多樣化。 【實驗儀器與藥品】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)?！緦嶒炑b置圖】如圖 1 所示。 【教學過程】 ( 1) 轉(zhuǎn)化 【提問】我們之前學習過 Ca( OH) 2 溶液與CO2 反應(yīng)的實驗現(xiàn)象是什么? 之前我們又是如 何通過實驗現(xiàn)象檢驗水與 CO2 發(fā)生了反應(yīng)呢? 【學生 1】Ca( OH) 2 溶液與 CO2 反應(yīng)的實 驗現(xiàn)象是有白色沉淀生成。之前我們在一個裝 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】那么請同學們思考，根據(jù)實驗儀器 有 NaOH 溶液、CO2 氣體和密閉條件下的氣球， 試著設(shè)計出實驗方案，來探究 NaOH 能否 與 CO2 反應(yīng)。

( 2) 量化感知 【教師】為了更好地對比 NaOH 與 CO2 反 應(yīng)和水與 CO2 反應(yīng)，老師這里有兩個寶貝。一 個是壓強傳感器，另一個是溫度傳感器。我們 將傳感器與實驗裝置和電腦相連接，從氣球的 變化，以及電腦中溫度與壓強的數(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】下面我們進行實驗操作。向五口 瓶中放入固體干冰，用磁力攪拌器進行攪拌，讓 干冰充滿五口瓶。請觀察氣球和電腦數(shù)值的變 化?？梢杂^察到什么現(xiàn)象?

三、基于 TQVC 概念模型認知分析

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



 

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