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常被 忽視。手持技術可以有效地定量地將這些微妙 的變化轉化成可量化的直觀的數據和圖表，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計比賽的初中 化學作品之一。 【微 課 主 題】數 形 結 合 下 NaOH 與 CO2 反應( 科教版九年級化學) 【教材分析】NaOH 與 CO2 的相關知識是九 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 于如何直觀地檢驗 NaOH 與 CO2 反應，相關試 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，但是對于部分 學生理解仍然較為困難。手持技術的應用，將 NaOH 與 CO2 反應變化的定性現象與定量現象 相結合，不僅有助于學生的理解，更有助于培養 學生定量分析實驗圖表、實驗數據的能力。 【學情分析】在經過九年級將近一年的化 學學習后，該階段的學生已經具備了一定的實 驗探究能力和數據分析能力。但該階段的學生 對于化學反應中溫度、壓強和熱量的變化難以 感知察覺，因此對于某些實驗現象的理解較為 困難。手持技術的應用是數字化教學的引入， 對于開發學生高階思維能力具有重要意義，亦 使化學實驗呈現多樣化。 【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、固態干冰、磁力攪拌器(采用其林貝爾磁力攪拌器)。【實驗裝置圖】如圖 1 所示。 【教學過程】 ( 1) 轉化 【提問】我們之前學習過 Ca( OH) 2 溶液與CO2 反應的實驗現象是什么? 之前我們又是如 何通過實驗現象檢驗水與 CO2 發生了反應呢? 【學生 1】Ca( OH) 2 溶液與 CO2 反應的實 驗現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 發生了反應。 【教師】那么請同學們思考，根據實驗儀器 有 NaOH 溶液、CO2 氣體和密閉條件下的氣球， 試著設計出實驗方案，來探究 NaOH 能否 與 CO2 反應。

( 2) 量化感知 【教師】為了更好地對比 NaOH 與 CO2 反 應和水與 CO2 反應，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值變化和圖 像變化來探究 NaOH 能否與 CO2 反應。

( 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值的變 化。可以觀察到什么現象?

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 反應的實驗現象有白色 沉淀; ②利用氣球和塑料瓶，根據實驗現象檢驗 水與 CO2 發生反應。這是 從一個定性的角度去判斷化學反應是否發生。 于是教師引導學生將定性思維轉化為定量思 維。可以通過手持技術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 圖定量地觀察反應是否發生。學生通過實驗對比，觀察到的氣球的變化、 壓強數值變化、溫度數值變化、壓強隨時間變化、溫度隨時間變化。手持技術的使用使得實驗現象直觀可視化。學生通過視覺通道，可以 明顯感知化學反應的過程與變化。



 

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