利用手持技术发展化学学科核心素养

手持技术背景下创新思维的培养——以“酸碱中和滴定”为例四川省南充市西充县教育科学研究室 黄文周化学学科核心素养是学生终身学习和发展的重要基础，学生通过化学知识的学习，可以逐步形成正确的价值观念、必备品格和关键能力。

教师在日常的化学教学中，可以通过设计创新实验，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的实践能力和创新精神。

一、基于手持技术的酸碱中和滴定实验手持传感技术在突破概念认知，尤其在传统实验无法验证概念的情况下，是化学教学中极为有力的工具。

在实验教学中利用手持技术中的数据采集器与pH传感器等，可及时了解反应过程中随着滴加碱的量的pH变化情况，通过实验让学生观察到碱与酸发生了反应。

“酸碱滴定”实验作为中学阶段的重要实验，教师应如何在教学中让学生直观地看到酸与碱发生了反应，进一步帮助学生理解酸碱中和的实质？酸碱中和滴定在工业生产和科学研究中有很重要的作用。

酸碱中和滴定一般是在理论计算的基础上画出pH-V曲线，教师用滴定曲线解释pH曲线绘制教学过程，而这样就使酸碱中和滴定的“曲线特征”听起来很抽象，不利于学生对pH-V曲线图像变化过程的理解。

（一）中和滴定原理酸、碱发生中和反应时，反应物和反应物之间是按照一定的物质的量之比进行的，酸碱滴定是用已知浓度的酸（或碱）去测定未知浓度的碱（或酸），并利用指示剂（甲基橙或酚酞）颜色的变化指示滴定终点的到达，反应的实质是H++OH-=H2O。

（二）实验仪器与试剂实验仪器包括磁力搅拌器、pH传感器、数据采集器、碱式滴定管、25mL移液管、洗耳球、100mL烧杯等。

试剂包括0.1mol/LHCl溶液、0.1mol/LNaOH溶液、酚酞溶液。

实验步骤如下：（1）向洗净并润洗过的碱式滴定管中加入0.1mol/LNaOH溶液超过“0”刻度线，调整液面使初始读数为0.00mL。

（2）用移液管移取25mL 0.1mol/LHCl溶液至烧杯中，并加入几滴酚酞；取出pH传感器，用蒸馏水洗净并放入烧杯中（注意：防止pH传感器探头接触烧杯底部）。

核心素养下数字化实验在化学教学中的应用作者：李爱玲来源：《考试与评价》2022年第02期化学是一门以实验为基础的学科。

化学教学更是离不开化学实验。

可以说如果离开化学实验，化学教学就成了“无源之水，无本之木”。

化学实验在为教师进行化学教学提供真实的情境问题的同时，也为学生学习化学概念和化学反应原理等理论知识提供了事实依据。

学生进行实验方案设计、实验观察时，还可以培养学生的思考能力和观察能力，渗透了“宏观辨识与微观探析”核心素养，发展了“科学探究与创新意识”核心素养，提高了“科学态度与社会责任”核心素养。

从古到今，人类探索未知世界的方法与手段总是不断在进步。

纵观化学实验教学的历史发展：早期由于实验条件的限制，化学实验教学以老师讲实验为主，辅以少量演示实验;中期随着教育理念的发展和实验条件的完善，化学教师对教材实验进行了改造和创新，同时每学期的化学实验教学都安排有一定数量的学生分组实验;随着现代信息技术的发展，实验视频、计算机模拟实验处处可见，这些信息技术手段的使用，将实验微观过程可视化、三维化、立体化。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）年》指出：信息技术对教育发展具有革命性影响，必须高度重视。

如何切实加强信息技术与学科教学的融合，现在已越来越引起教育行政部门和广大中小学的普遍关注，已成为教育信息化的一个重要目标。

目前许多一线教师已参与到其中，但教师对信息技术与学科融合还存在以下问题：认识理解不到位（认为使用多媒体课件、播放视频、微课录播等就是融合）;对它的开展存在懒于改变、畏惧困难的心理;自身掌握的技术操作欠缺等。

因此对信息技术与学科融合研究较多的、成果显著的偏向于经济发达地区、资源丰富的学校，而不发达地区和农村学校受设备、技术等条件的影响研究较少。

基于以上认识，笔者（所处学校为农村中学）将数字化手持技术应用于实际教学的案例与大家分享。

一、应用pH数字化实验探究浓度对盐类水解的影响1. 教材实验分析以苏教版《化学反应原理》专题三第三单元“影响盐类水解的因素”为例。

2018·05高中化学课程是学生化学学科核心素养形成和发展的主要载体，而化学是一门以实验为基础的自然科学，化学课堂教学的顺利进行离不开实验。

手持技术具有便携、准确、综合、直观等特点，引入手持技术可以实现将微观反应宏观化、完成一些实验现象不明显的传统实验等。

因此，应用手持技术的化学课堂在培养学生化学核心素养方面具有重要意义。

摘要关键词手持技术；学科核心素养；高中化学手持技术在化学学科核心素养建构中的应用许美金（莆田第二中学，福建莆田351131）学生发展核心素养是学生必须具备的最关键、最基本的共同素养，该素养体系的构建已然成为我国全面深化教育改革的关键环节。

普通高中化学课程在学生发展核心素养形成和发展的过程中发挥着不可替代的关键作用［1］。

高中化学课程标准修订组按照教育部课标修订的要求，提出包含“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”等五个要素的高中化学学科核心素养。

学生高中化学学科核心素养的形成和发展离不开正确的化学学习过程和学习方式。

手持技术是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段，具有便携、实时、准确、综合、直观等特点，可以随时随地进行探究活动，且能将实验的过程存储。

同时仪器会自动显示清晰的实验结果而无需进行复杂的数据处理工作［2］。

将手持技术应用于高中化学实验教学的教学模式，能转变学生的学习方式，培养学生的化学学科核心素养，体现了新一轮基础教育改革的思想和理念。

那么，如何将手持技术与教材中的实验结合起来应用于学生化学学科核心素养的建构中呢？与传统化学课堂相比，运用手持技术的教学模式又有什么优势？一、微观反应宏观化是建构“宏观辨识与微观探析”素养的重要保障“宏观辨识与微观探析”素养要求学生能够通过观察一定条件下物质所发生的变化这一宏观现象，应用已有的知识进行辨识、探析，然后准确地运用符号表征物质及其变化等。

2019年第1期第35卷（总第457期）吉林省教育学院学报JOURNAL OF EDUCATIONAL INSTITUTE OF JILIN PROVINCENo.1,2019Vol.35Total No.457利用手持技术发展化学学科核心素养刘姝姮，金士宝（长春五十二中赫行实验学校，吉林长春130000）摘要:将手持技术应用于化学教学实践有利于发展学生的核心素养,给予学生未来发展必备的話格和关键能力、手持技术和传统教法有机融合，可以突破教学难点，促进学生理解，使复杂的问题简单化、定性的问题定量化、模糊的问题清晰化。

关键词：手持技术;传感器;化学;核心素养doi:10.16083/ki.1671-1580.2019.01.019中图分类号:G632文献标识码:A文章编号：1671—1580（2019）01—0084—04一、问题的提出手持技术又称数字化实验室，是由传感器、数据采集器、计算机和相关数据处理软件组成。

它与实验装置连接，测量、采集、处理实验数据。

手持技术传感器可以测量电流、电压、气体压强、温度、湿度、电导率、氧气浓度、二氧化碳浓度、酸碱度、色度等等。

在数据采集的同时，计算机进行实时的数据处理和图像分析。

将不同的传感器应用于化学教学实践，教师可以更直观和便捷地呈现教学内容、学生可以更精准和具体地理解实验数据，有利于传统教学的创新、演示实验的改良、学生探究的量化。

初中阶段的化学课程注重发展学生核心素养，是适应世界教育改革发展趋势、提升我国教育国际竞争力的迫切需要。

手持技术在一些发达国家的理科教学已经应用了30多年，在我国发展时间较短，且普及度较低，近年来国内研究不断发展深入，在化学教学领域也开发了手持技术的应用案例。

将手持技术应用于化学教学，突破教学难点、促进学生理解，可以更好地发展学生的化学学科核心素养，在全球信息化的环境中给予学生未来发展必备的品格和关键能力。

二、例谈手持技术的应用（一）利用手持技术发展“宏观辨识与微观探析”素养“测定空气中氧气含量”时，氧气肉眼不可见，学生在理解上存在困难，改进实验装置，在实验装置内接入氧气传感器和压强传感器，把红磷燃烧过程中氧气和气压的数据实时呈现于电脑屏幕，学生会清楚地理解氧气减少和气压减小，感受红磷燃烧过程中氧气被消耗,还原化学反应的本质，此外，手持技术的引入使实验更准确，将粗略测定优化为精确测定。

手持技术在中学化学教学中的应用
摘要：本文旨在研究手持技术在中学化学教学中的应用，阐述其优点和不足，并结合丰富的实践经验，提出有针对性的改进措施。

首先，简要介绍了关于手持技术的相关背景知识，着重介绍了手持技术在中学化学教学中的应用。

其次，重点介绍了手持技术的应用优点，为学生的学习提供全新的学习形式；提供可视化的教学资源；可以改善学生的学习效果；可以提高教师的教学效率；改善课堂氛围等优势，并且从两个方面，即实施难度以及使用成本来分析手持技术的不利因素。

最后，在总结的基础上，结合实际情况分析手持技术在中学化学教学中的应用，提出：建立高效的技术支持体系，采取技术人员引导、师生一起学习的方式，在教学中保留一定完成度，增加学生的自主学习时间，鼓励学生积极参与，完善考核体系等改进措施，以促进手持技术在中学化学教学中的应用。

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数字化手持技术在高中化学的应用
数字化手持技术在高中化学的应用有很多，以下是其中的一些例子：
1. 实验指导：数字化手持技术可以提供实验指导，包括实验步骤、仪器使用方法、实验数据采集等。

学生可以通过数字化设备上的应用程序或软件来查看实验说明，并跟随指导完成实验。

2. 实时数据采集：数字化手持设备可以连接到各种实验仪器，如天平、pH计、温度计等，实时采集实验数据并显示在屏幕上。

这样学生可以更方便地记录实验数据，并及时分析数据。

3. 化学计算工具：数字化手持设备可以配备化学计算软件，包括计算分子量、摩尔质量、配平化学方程式、计算酸碱平衡等。

学生可以在课堂上或独立学习时使用这些工具来解决化学计算问题。

4. 虚拟实验室：通过数字化手持设备上的应用程序或软件，学生可以在虚拟实验室中进行化学实验。

这种虚拟实验室可以提供类似真实实验室的环境和操作，帮助学生更好地理解实验原理和操作步骤。

5. 交互式学习资源：数字化手持设备上可以安装化学学习应用程序或软件，提供交互式学习资源，如化学动画、模拟实验、互动问题等。

这些学习资源可以帮助学生更好地理解抽象概念和化学过程。

总的来说，数字化手持技术在高中化学教学中可以提供更多的实践机会、实时数据采集和分析、计算工具以及交互式学习资源，有助于提高学生对化学的理解和兴趣。

以手持实验技术探究“影响弱电解质的电离平衡因素”的教学［摘要］弱电解质的电离平衡遵循化学平衡移动的原理，学生可以根据掌握的影响化学平衡的因素的基础知识，从定性和定量的角度来理解影响弱电解质的电离平衡因素。

利用数字化手持技术实验探究，通过问题引导，结合实验图像进行分析推理，强化学生的探究意识，提升其探究能力和分析能力。

［关键词］电离平衡；化学平衡移动；手持实验技术一、设计的依据培养学生化学学科核心素养的“变化观念与平衡思想”是《高中化学课程标准（2017年版）》所规定的5个化学学科核心素养之一，旨在培养学生的“证据意识，建立观点、结论和证据之间的逻辑关系”“揭示现象的本质和规律”的能力。

宏观辨析与微观探析：重点基于宏观的相同浓度的醋酸以及盐酸和镁条的对照实验存在不一样的现象及pH不同作出了具体的分析，指导学生更进一步的去了解不一样的电解质在水溶液当中电离程度所具有的区别。

变化观念与平衡思想：采用升温、稀释、加相同离子的电解质的方式进行实验研究，指导学生更真实的去体会弱电解质在水溶液里面具有的电离平衡。

证据推理以及模型认知：利用实验以及构建思维模型的方式,使学生学会从本质上理解弱电解质电离平衡移动的原因。

这节课要求学生应该拥有的重要能力：利用对比实验的方式，进一步的了解弱电解质在水溶液里面所具有的电离平衡，可以有效的判断弱电解质在水溶液当中存在的电离平衡方向，能通过运用证据推理和模型认知学会从本质上分析温度、浓度、外加物质等因素对电离平衡的影响。

可以通过变化观念以及平衡思想来更加清晰的了解弱电解质电离平衡的平衡常数以及电离度,能够对弱电解质所具有的电离程度大小进行有效的衡量。

需要学生具备的必备品格：通过在解决醋酸电离平衡问题的过程当中来形成思维模型，一般来讲，电解质在水溶液里面存在着比较复杂的电离状态，而且具有很多动态的电离平衡状态。

可以让学生更加真实的去体会从微粒的种类、来源及微粒间的相互作用以及结果等多个方面对学生具有的辩证思维进行有效的培养。

运用手持技术提升初中化学实验教学实效性应用分析作者：***来源：《家长》2023年第10期手持技術是一种基于数字化技术展开实验的方式，也称为掌上实验室，具有高效、便捷、直观的特点。

其在初中化学实验教学中的应用具有重要作用，能够提升实验教学的实效性，助力教师打造高效化学教学课堂。

本文分析了手持技术在化学实验教学中的应用优势，探讨了如何将手持技术与初中化学实验教学融合，优化初中化学实验教学，如何运用手持技术进行初中化学实验教学，提升学生的化学思维品质和实验探究能力，从而提升化学实验教学的实效性。

一、初中化学实验教学功能《义务教育化学课程标准（2022年版）》明确指出，初中化学实验教学有如下功能：1.培养学生的数据素养，助力学生科学探究能力的形成，让学生在观察实验现象中获取、搜集、整理和分析数据，并形成结论以及建构模型，让化学实验教学可视化、数据化，辅助学生认识化学问题的本质；2.加强对传统实验方式的改进，并借助数字化技术的力量实现实验形式的多元化转变。

基于此，教师可引入手持技术，构建数字化实验课堂，实现现代信息技术与化学实验的深度融合，让化学实验数据化、直观化，降低学生学习化学的难度，提高学生探索化学的兴趣，达到提升学生科学探究能力的目的。

二、手持技术概述（一）定义手持技术是一种便携式、易于操作的实验设备，具有高度集成化、智能化、数据实时处理等特点。

它由微电子技术和计算机技术构成，主要包括计算机及配套软件①、传感器②、数据采集器③三个主要部件。

其中部件①发挥数据的加工和呈现作用，部件②起到数据的传输作用，部件③发挥的是数据采集作用。

（二）特性1.准确性。

准确性主要是指实验数据展现的准确性。

原因主要有以下两点：一是部件③和部件②均是特殊的精密仪器，能准确采集和传输各种实验数据；二是部件①具有强大的数据分析和呈现能力，能将搜集的数据进行准确分析和呈现。

2.直观性。

在部件③采集数据后，可通过部件②传输到部件①，并在部件①中完成数据的分析，以及数据呈现方式的选择，如可选择数字、表格、图像等，以便于研究人员直观了解各种数据的分布、变化等，从而提升实验的直观性。

基于“证据推理与模型认知”核心素养的教学设计——以原电池教学为例摘要:培养学生化学学科核心素养是化学教育的核心目标。

秉承这一理念，在高中化学必修课程“原电池”的教学中，设计了基于“证据推理与模型认知”发展的原电池工作原理教学。

通过实验加以证实，利用电流计佐证电子的迁移、电势传感器探知电势差，应用微粒观和平衡观分析离子的定向移动，聚焦学科知识本质，抽丝剥茧地引导学生从原理、装置、过程等角度分析和把握原电池的本质特征、构成要素及其相互关系，进而建构原电池工作原理一般模型，为解决原电池问题提供一般思路和方法，有利于促进学生“模型认知”素养的发展。

关键词：核心素养证据推理模型认知原电池教学设计一、高中化学学科核心素养《中国学生发展核心素养》认为核心素养是“学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。

[1]高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分。

“普通高中化学学科核心素养”提出“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任”等五个维度的素养。

“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”要求学生形成化学学科的思想和方法；“科学探究与创新意识”从实践层面激励学生勇于创新；“科学态度与社会责任”进一步揭示了化学学习更高层次的价值追求。

[2]教学设计是联结教育理念与教学实践的纽带，良好的教学设计是教师成功进行课堂教学的基础和保障。

基于此，以高中化学核心主题“原电池”为例，笔者进行“证据推理与模型认知”核心素养指导下的化学教学设计研究。

二、“原电池”教学知识价值分析1、学情分析从课程内容的设置来看，“原电池”主题是高中化学必修课程“化学反应与能量转化”模块的重要内容，该部分内容既是对前面氧化还原反应和物理电学相关知识的应用、拓展和提升，又是后续选修课程深入学习电化学相关知识的必备基础，具有承前启后的重要作用。

手持技术在初中化学实验教学中的应用手持技术又称“掌上技术”，是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统。

其最突出的特点是便携、实时、准确、直观，数据变化过程与实验过程同步进行，可将实验数据以数字或图像的方式实时显示出来，因此能够较为直观、定量和全面地辅助化学教学。

义务教育化学新课标鼓励实验教学创新，提出“条件较好的学校，应积极开展改进、创新教师演示实验和学生实验的活动，创造条件让学生接触一些先进的实验仪器和设备，努力提高实验条件和实验手段的现代化水平” 。

通过创造条件让学生接触一些先进的实验仪器和设备，例如将手持技术应用于初中化学实验教学，既可以开阔学生的视野、提高化学学习兴趣，又有助于学生对知识的理解，提高分析问题和解决问题的能力，促进学生科学素养的提高。

笔者结合教学实践，开发了几个将手持技术中的温度传感器和气体压力传感器应用于初中化学实验教学的案例，供同行参考。

一、温度传感器的应用在物理变化和化学变化过程中常伴随能量变化，利用温度传感器可以定量测量物质变化过程的温度，进而判断物质变化过程中的能量转换。

做这类实验通常是通过手触摸容器外壁和使用温度计来定性和定量地测定体系温度变化，但这两种方法的灵敏度都比较低，尤其是物质溶解于水的过程和一些化学反应因能量变化不大或因为反应速率较慢，仅凭用手触摸或一般的测量方法，不易观察吸热或放热现象。

利用温度传感器可以方便快捷地测量物质溶解于水和化学反应过程中的温度变化，不仅增强了检测的灵敏度，而且计算机可以实时显示物质溶解于水和化学反应时的温度—时间曲线，使学生在观察实验现象的同时，能够以直观、可视的方式对实验数据结果进行观察，有利于学生对物质变化过程中的温度变化进行判断，加深理解，利于记忆。

“溶解时的吸热或放热现象”是人教版《化学》（九年级下册）第九单元“溶液”课题1中的探究实验，内容是：请学生利用所给的仪器和药品设计实验方案，探究3种固态物质分别溶解于水时是放出热量还是吸收热量。