试论手持设备在高中化学实验教学中的作用

廖运飞

【摘 要】本文阐述化学手持设备在化学实验中的作用，高中化学教师在化学实验教学中运用手持设备，可以在实验中落实学生的学习主体性、促进学生进行学习交流、使化学实验更具实践性。

【关键词】化学教学 化学实验 手持设备

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）05B-0143-02

在高中化学实验中应用的手持设备，是现代化实验教学中的一部分。现代化的高中化学实验室在实验设备中安装了传感器，通过数据传输导线把传感器、计算机、手持设备连接起来。传感器可自主地搜集实验数据，然后通过数据传输导线把数据传输到计算机中，由计算机智能地处理数据，然后应用数字、表格、统计图的方法把处理的数据呈现出来，并将呈现出来的结果传输到手持设备中。当前探讨的在高中化学实验教学中手持设备的应用，是探讨现代化实验设备中手持设备呈现出的数据结果的应用。

一、利用手持设备强化学生的学习主体性

在传统的化学教学中，因为化学实验设备不能精确地反应出化学实验的结果，于是带来一些教学问题。第一，如果化学实验不能精确地反映出化学反应结果，那么学生就找不到化学实验探讨的方向，从而使化学实验失去开展的意义。第二，如果教师要想精确地得出这些较为复杂的化学实验结果，那么就必须让学生反复做同样的实验。当学生反复地做同样的实验时，学生就会感觉到学习的精力被耗费在化学操作过程中，因而没有更多的精力去完成化学实验分析，带来化学实验本末倒置的问题。第三，如果教师因为化学实验结果不精确而放弃化学实验教学，而用理论教学替代化学实验教学，那么学生就会难以理解化学理论知识的意义，并在运用这些化学知识的时候，会犯各种化学知识错误，由此带来了学生学习主体性失落的问题。化学教师仔细地考虑了以上的教学问题以后，一般大都会运用手持设备来开展实验教学活动，以解决以上的教学问题。

以双氧水分解中二氧化锰的催化剂作用的教学为例。在缺少手持设备的支持下，教师只能让学生看到二氧化锰能够加快化学反应，而二氧化锰的多少会不会对化学反应时间有影响不得而知，因为学生很难通过肉眼来观察化学反应的时间。如果学生不能精确地了解这一化学实验的结果，那么就不能了解在双氧水分解实验中二氧化锰最佳的运用分量。当学生觉得自己参与化学实验，却不能得到准确的化学实验数据结果，或者即使获得了数据结果，但其结果也不精确，不具备数据分析意义的时候，学生就会失去参与化学实验的兴趣，化学实验就会变得形式化。

如果应用手持设备，那么教师就可以引导学生仔细地观察到化学反应过程。化学教师在手持设备支持的环境下，可以引导学生观看压力传感器测到的氧气分解的压力。学生通过观察这个数值的变化，就可以观测到把不同量的二氧化锰投入到双氧水中使双氧水分解的速度存在不同，有明显的区别。通过观察这样的实验，学生会对催化剂的运用理解得更加深刻。

在遇到比较复杂的化学实验时，应用传统的实验方法，难以取得满意的效果，会使得化学实验变成形式化。在这样的化学实验环境中，学生会失去学习的主体性。当教师应用了手持设备开展教学活动以后，手持设备能提供给学生需要的化学实验数据，获得更直观的实验体验。针对复杂的化学实验，教师运用手持设备开展教学活动，能更好地体现学生的学习主体性。

二、利用手持设备强化学生的学习交流性

高中化学教师在开展化学实验教学时，有时会要求学生做较为复杂的化学实验。这些化学实验操作流程比较复杂、操作精度要求高、需要分析的数据多，有时学生很难通过一次实验来抓住化学实验的要点。在传统的化学实验教学中，化学教师难以引导学生进行这类较为复杂的化学实验，其原因就是因为传统的化学实验环境不能准确地记录实验数据。高中化学实验室引进手持设备以后，教师就能开展这种较为复杂的化学实验，引导学生学习相关的知识。

以可溶性铝盐性质实验为例，在传统的实验教学中，一般很难一次实验就能成功，因此会让学生产生怀疑化学理论和化学实验结果不一致的现象。为了解决这个问题，教师可以引导学生以小组为单位，分组运用手持设备进行实验。将铝分别与氢离子浓度相同的氢氧化钠溶液和盐酸进行化学反应实验，看哪一组反应速度较快。学生在开展实验以前已经阅读了化学课本，知道Cl-能破坏铝表面的氧化物物质保护膜。学生结合这一理论知识，认为铝与盐酸的反应比较快。然而当学生进行实验以后发现，铝与氢氧化钠溶液反应更快。因此，有一个学习小组成员就以为自己的操作步骤发生了错误。为了进一步验证实验结果，这个学习小组成员询问了其他小组，发现所有的学习小组都获得了这样的实验结果。这一个学习小组成员认为，所有的学习小组不可能同时出现操作失误的问题，那么出现理论与实验结果不一致的原因是什么呢？这一学习小组成员因此运用移动设备查找网上有关资料，终于在化学学习网上找到问题的答案。化学学习网上的资料表明，在相同浓度下，影响铝与酸、碱反应的因素有两个。一个是还原电势的因素、一个是 OH+、OH- 对Al3+吸引能力的因素。铝在酸性条件下的还原电极电势为 =-1.622V，而在碱性条件下还原电极电势为 =-2.33V。结合这两个因素，找到了问题的原因。在这一次的教学中，如果学习小组没有应用手持设备，就不能够准确地了解化学实验过程，因此只能选择反复做实验来验证实验结果，耗费大量的学习时间。学习小组运用了手持设备，便能够准确地控制了实验的过程，准确地检验了化学理论。

高中化学教师在化学实验教学中引入了手持设备以后，可以让学生更好地观察化学实验，收集实验数据，也能让教师根据学生学习的需要进行化学实验数学。学生运用了手持设备以后，能够更加高效地进行化学实验，开展化学实验交流活动。

三、利用手持设备强化学生的学习实践性

高中学生在进行化学实验的时候，如果不能详细地了解化学实验数据，那么有时便不能深入地理解化学实验的机理，不知道操控化学实验过程的要点在哪里。如果学生在实验的时候能够获得准确的化学实验数据，那么学生就能根据化学实验结果分析化学实验原理，更好地掌握化学理论知识。

以教师引导学生运用手持设备进行碳钢与电解质溶液接触产生自腐蚀实验为例，在传统的化学实验中，学生只能通过实验了解电解质溶液会对碳钢产生腐蚀作用，但却不知道具体的数量关系，也看不到具体的反应过程。这样的化学实验只存在理论性的意义，没有化学实践上的意义。运用手持设备进行实验，学生通过观察手持设备给出的实验数据，就能发现碳钢与电解质溶液产生的自腐蚀现象有一个腐蚀和钝化的过程。即当碳钢初与电解质接触时，随着电压升高，电流的数值会由不稳定开始变高；而当电流升高到一定的程度后又会反转变得越来越低。通过观察学生就会思考，决定电流升高或降低的原因是什么？这原因能否使电流升高或降低的幅度？学生抱着这一学习好奇心利用手持设备进行探究，发现电压只能改变电流升高或降低的周期和频率，却不能改变峰值。可见，手持设备能使高中化学实验更具有实践性。化学教师可引导学生积极使用现代化的化学实验设备进行实验，使学生能够运用实验的方法理解深奥的化学理论知识。

高中化学教师在化学教学的过程中引导学生开展化学实验的目的，就是通过化学实验观察的化学反应过程，获得准确的實验数据，并通过观察化学反应中各因素之间的关系来了解化学实验发生的机理，从而更好地对数据进行分析，理解和掌握理论知识。高中化学教师在化学实验教学中应用手持设备，可以提高化学实验的效率，提高学生的学习能力。