从误区走向真实：基于手持技术的化学试题情境分析

利用手持技术数字化实验测量曲线分析5道中、高考试题,对此类化学试题情境的真伪加以求证,以案例探究化学试题情境如何从教学误区走向真实情境,使试题的命题立意更高,情境更真,设问更实,更加有效地探查学生批判性、创新性等高阶思维,从利于“甄别选拔”逐步过渡到兼顾“导向教学”,发挥试题的育人价值和功能。     

利用手持技术数字化实验促进学生原电池概念认知*——ZnCu稀硫酸原电池与Zn和稀硫酸反应的比较

以ZnCu稀硫酸原电池与Zn和稀硫酸反应的比较实验为例,探讨根据TQVC概念认知模型,设计促进学生原电池概念认知的手持技术数字化实验。具体过程是:将原电池概念关键内涵转化为可测量的温度和电流概念的关联属性,利用温度传感器和电流传感器测量实验的热能和电能的变化,通过实验数据、曲线及其四重表征分析得到实验结论,并判断实验设计的有效性。对实验设计的关键和实验证据的使用进行了讨论。     

运用数字化手持技术改进“测量化学反应速率”实验的教学实践

剖析人教版高中化学教材《化学反应原理》第2章中"测量化学反应速率"实验的教学意义与价值,重点通过数字化手持技术进行实验改进设计,引导学生从"宏观-曲线-微观-符号"四重表征的角度对实验过程进行分析,并应用互动课堂反馈系统对教学效果进行即时检测。教学结束后,从学生对化学反应速率的知识掌握程度、学习目标达成程度、四重表征思维状况3个方面进行测查分析,探讨"手持技术"与"四重表征"整合的互动课堂教学模式的实施效果。     

化学“四重表征”教学模式的理论建构与实践研究——从15年数字化手持技术实验研究的回顾谈起

回顾15年数字化手持技术实验研究中对“曲线表征”定量分析方法的论述,剖析化学“四重表征”教学模式理论的建构背景,采用文本分析法,从“四重表征”的理论创新、研究内容和应用案例3部分进行分析.以此为落脚点提出3点建议:提高教师的“四重表征”意识和转换水平;从心理机制层面研究学生迷思概念的成因;积极开发基于定量探究实验的教学案例,进而培养学生定量分析的思维,提高学生“四重表征”间转换水平和科学概念转变能力.     

利用数字化手持技术探究原电池电流和温度的变化

对学生原电池学习的认知难点——铜锌原电池为何能产生电流进行了深入分析。利用数字化手持技术定量测定单液和双液铜锌原电池的反应电流、溶液的温度变化曲线,进而比较2种电池的效率,从宏观、微观、符号、曲线表征4个方面深入分析,得出结论:与单液铜锌原电池相比,双液铜锌原电池的电流稳定性较好,能量转化效率较高,因此电池效率也更高。手持技术实验结合"四重表征"模式进行教学,以期为原电池的探究式教学提供案例参考和教学建议。     

数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的应用研究

主要将数字化手持技术实验和高中化学课堂教学相整合, 重点研究数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的1个应用实例: 运用数字化手持技术实验系统改进"探究影响Fe3+水解的因素"实验, 并提出行之有效的课堂教学设计方案, 探索数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的应用方法.     

利用数字化手持技术探究电解硫酸铜水溶液过程中阳极附近pH变化

将手持技术数字化实验与传统实验相结合,利用pH传感器测量电解硫酸铜水溶液过程中阳极附近pH变化之前,需探究电解过程中"电源电压"及"硫酸铜溶液浓度"是否会对传感器的测量值产生影响。将所得曲线进行对比分析及四重表征综合分析,得到结论:(1)电源的存在,是传感器受影响的本质原因,电压越大,影响越大;(2)硫酸铜溶液浓度会对传感器测量值产生影响,但2者之间不是简单的线性关系;(3)pH曲线变化趋势符合事实,反映了电解过程中离子迁移及离子反应的真实状态。引导读者以新视角看待pH传感器在电解池中的使用问题,深化对电解过程的认识,为相关内容的教学提供参考。     

“中学化学手持技术数字化实验案例”的多维分析*——以钱扬义工作室20年研究的期刊论文为例

以华南师范大学钱扬义工作室20年研究的“中学化学手持技术数字化实验案例”的36篇期刊论文为例,从实验主题、实验设计和实验价值等3个维度,使用内容分析法探讨手持技术实验案例的情况。研究发现:(1)实验案例共有28个实验主题,包括各年级、各知识模块的重要内容,聚焦22个重要的学科核心概念,对学生认识发展具有启发性。(2)29个实验案例设计为相互对照实验,27个实验案例使用1种传感器,总结形成7环节实验案例开发方式。(3)实验案例的实验价值包括“曲线表征”“概念形成”“概念转变”认识价值,主要以“概念形成”为认识价值取向,促进学生破解概念认知难点。对未来的手持技术实验案例研究作出展望。     

手持技术数字化实验支持下的抽象化学概念学习*——以探究比较丁醇同分异构体的分子间作用力大小为例

根据TQVC概念认知模型设计手持技术数字化实验,比较丁醇同分异构体的分子间作用力大小,并应用“四重表征”理论对实验结果进行解释与分析。研究发现:蒸发时温度下降速度越快,同分异构体的空间位阻越大,其分子间作用力越小;同分异构体混合液的分子间作用力比任一组分的分子间作用力小。     

基于数字化手持技术的混凝剂净水效果比较及净水机理研究*

利用数字化手持技术比较混凝剂净水效果和研究净水机理,即通过色度计和pH传感器从混凝剂投入量、净水速率、pH适应范围以及腐蚀性等4个方面对比3种混凝剂的净水效果。研究结论显示:聚合硫酸铁(PFS)的净水效果优于硫酸铁和明矾;明矾的最佳投入量约为125 mg/L,硫酸铁以及PFS的最佳投入量均约为75 mg/L。依据四重表征教学模式对净水过程的pH变化曲线进行分析,得出混凝剂净水的一般机理。     

利用数字化手持技术探究“电解池阳极与原电池负极金属腐蚀速率”的大小

引入数字化手持技术设计6个实验,将金属腐蚀速率问题转换为金属腐蚀过程气体产生速率问题,进而转换为一定时间内密闭体系压强变化问题。实验关键是用气压传感器测定一定时间密闭体系气压变化,得到压强-时间曲线,根据曲线斜率分析反应速率,进而解决"金属腐蚀速率"问题。同时,还从"宏观-曲线-微观-符号"四重表征角度深入分析实验,有助于学生深入理解实验过程与反应原理。本实验研究结论是:(1)同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀速率大于原电池原理引起的腐蚀速率;(2)对同种电解质溶液,在一定浓度范围内,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。     

利用手持技术数字化实验促进学生对配合物概念的学习*——以铜氨配合物的形成和破坏过程为例

从高中“配合物”概念教学中值得探讨的问题出发,以手持技术TQVC 概念认知模型为理论依据,利用手持技术pH和电导率传感器对铜氨配合物的形成与破坏过程进行探究。首先以氨水滴定硫酸铜溶液,然后以硫酸反滴定铜氨配合物溶液。与此同时,利用手持技术获取反应过程中的pH和电导率变化曲线。再根据四重表征模型,从宏观、微观、符号、曲线4个角度对反应过程进行分析,从而揭示反应的本质,多维度实现“配合物”概念的有效建构。     

手持技术数字化实验学生态度量表的初步编制和应用*

为探析学生对手持技术数字化实验的态度,基于技术接受模型TAM3和《教师对手持技术实验的态度》量表,初步编制手持技术数字化实验学生态度量表。以4所中学的91名高一学生为调查对象,结果显示:(1)量表信效度良好;(2)学生对手持技术数字化实验整体持积极态度,尤其是产出品质和行为意向;(3)不同学校、不同教学时长的学生在技术焦虑维度存在显著性差异;(4)聚类分析法将学生分成“S1低易用组” “S2高意向组”和“S3高焦虑组”,3组学生在技术焦虑、感知易用性和行为意向维度相互存在显著性差异。     

手持技术数字化实验探究夹心式膜电池的创新改进*

借助手持技术,用阳离子交换膜代替盐桥,滤纸代替烧杯,将双液铜锌原电池改进为高效化、微型化的夹心式阳离子交换膜原电池。通过实验探究、微观分析得出阳膜电池具有电流示数大且较稳定、装置简易、操作方便、药品用量小、绿色无污染等优点。本实验不仅揭示膜电池的工作原理、还原高考膜电池实验、构建化学电源的基本模型,还贴近生活,提高学生的自主实验探究能力,培养学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识的核心素养。     

手持技术数字化实验支持下的化学概念教学研究进展*

以“中国知网”数据库发表的手持技术数字化实验支持下的化学概念教学研究主题的期刊论文为研究对象,使用内容分析法,从概念选取、应用价值、应用策略等3个维度综述手持技术数字化实验支持下的化学概念教学的研究进展。最后,基于已有研究,得出相应启示,并提出该领域的研究展望。     

手持技术数字化实验支持下的“盖斯定律”认知*

在“多重转化、比较建构”认知模型指导下,利用手持技术数字化实验和改进装置,在中学化学教材中“中和热的测定”实验的基础上进行拓展设计,用温度传感器测量3个变化过程的反应热:强碱固体溶解于水、强碱固体与稀盐酸反应以及强碱溶液与稀盐酸反应,并基于“四重表征”理论进行分析,实现对“盖斯定律”的验证,促进对“盖斯定律”的内涵认知。克服了操作烦琐、可视性不佳、实验误差大等问题,有助于在教学中渗透化学核心素养。本研究是对教材内容的补充和拓展,为教师进行“盖斯定律”教学实践提供一定参考。     

利用数字化实验探究氢氧化铁胶体粒子的形成过程

利用数字化实验对氢氧化钠溶液和氯化铁溶液反应制备氢氧化铁胶体过程中电导率和浑浊度的变化进行探究,得到电导率和浑浊度随氢氧化钠溶液滴加的变化规律。通过宏观、微观、符号和曲线四重表征深入分析,阐明了胶体、溶液和浊液的本质区别是分散质粒子直径的不断增大,从而帮助学生从微观上理解不同分散系的本质区别。     

手持技术数字化实验慕课使用意愿的影响因素研究*——基于TAM3模型的PLS-SEM分析

在第三代技术接受模型(TAM3)的理论基础上,以华南师范大学化学学院2017级职前化学师范生为研究对象,构建手持技术数字化实验慕课的使用意愿模型。利用SmartPLS3.0软件,以偏最小二乘结构方程实证该模型的科学性。结果发现:(1)主观规范、产出品质和个体创新对感知有用性存在显著的正相关;(2)自我效能和感知愉悦性对感知易用性存在显著的正相关,而个体创新对感知易用性的影响并不显著;(3)感知易用性对感知有用性存在显著的正相关,2者对行为意向有显著的直接影响,而主观规范对行为意向的影响并不显著。基于以上结果,对手持技术数字化实验慕课的建设提出对策建议。     

手持技术探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀速率

通过手持技术探究铁钉在8种溶液中的吸氧腐蚀实验,并用四重表征理论对实验进行分析,发现溶液的酸、碱性对吸氧腐蚀速率有较大影响,氯离子会增大铁钉的腐蚀程度。     

运用手持技术在高三理科班实施“四重表征”化学教学模式实践研究

在高三理科化学教学中,运用手持技术通过测定酸碱中和反应过程的电导率变化,对“酸碱滴定实验”进行“四重表征”教学模式的探究.在教学完成之后,对53名高三理科学生采用问卷调查的方式,从教学内容、教学效果、教学手段等方面调查学生的情感态度,并通过纸笔测试的方法来评价学生的学习效果.研究结果表明该模式学生喜欢,教学方便且有效,为今后手持技术在中学化学课堂教学应用提供参考.