手持技术在中学化学实验中的应用与案例开发
试谈手持技术在中学化学教学中的应用
试谈手持技术在中学化学教学中的应用——以气体“温室效应”的探究实验为例李金花1谢素梨2黄菲菲1 钱扬义1*（1 华南师范大学化学教学与资源研究所，广州，510006；2 广州市第八十中学）摘要本文通过利用手持技术设计具体的实验，测定了在太阳光下不同气体温度随时间的变化、在红外灯照射下不同浓度CO2之间以及CO2和CH4温度随时间的变化，验证了气体种类和浓度是影响“温室效应”的重要因素的结果。
最后以本实验为例并结合手持技术仪器的特点探讨了手持技术在中学化学教学中的应用。
关键词手持技术温室效应温室气体化学教学1 前言地球的大气层起着温室玻璃的作用，允许波长较短的太阳辐射穿过，抵达地球表面，却能够吸收波长较长的地球的红外辐射热，使地球保持着一种温暖的状态，这种现象被形象地称为“温室效应”。
大气中具有“温室效应”的气体称为温室气体，主要包括水蒸气、CO2、O3、CH4、CO、NO x以及CFC（Chloro-fluoron-carbon 的简称，属氟氯烃类化合物）等[1-2]。
因此，“温室效应”的增强所导致的全球气温的增幅就应该跟温室气体的性质以及含量有关，借助手持技术仪器便携、实时、准确、直观、综合性强等优点，可以设计学生实验进行验证。
“温室效应”是全球关注的环境问题之一，而与“温室效应”有关的知识成为我国近年来中考、高考、模拟考化学的考查热点。
笔者在高三年级解答学生问题时，发现学生对“温室效应”产生的本质以及“温室效应”对环境的影响等问题理解存在困难。
由此访问了几位中学教师，他们普遍反映：学生平时自主的积累与“温室效应”有关的知识是不足的，而教师在课堂上也没有深入展开“温室效应”相关知识的教学，更重要的是他们也没有想到以何种方式开展此专题的教学活动。
为了解决学生和化学教师的困难，笔者以“温室效应”为主要关键词查阅了相关的文献资料和书籍，欣然的发现，通过引导学生设计“温室效应”影响因素的探究实验来解决以上的教学难点。
中学化学复杂性实验的手持技术运用与教学探讨.
中学化学复杂性实验的手持技术运用与教学探讨内容导读：杂性实验:化学反应速率的测定、白酒中甲醇含量的测定、碳酸钠和碳酸氢钠系列定量探究实验、维生素C泡腾片综合探究实验,通过研究笔者以为|教育论文网|手持技术是进行化学复杂性实验开发的有力工具,手持技术的应用可以变复杂为简单、变抽象为直观、变静态为动态、变定性为定量,为化学复杂性实验问题的解决探索出了一条新的途径手持技术作为一种新兴的实验手段,与化学实验的结合极大地丰富了化学实验的研究内容、拓展了化学实验的研究范围,为信息时代下的化学实验带来了新的变革。
本文在文献研究的基础上深入研究了国内外手持技术实验研究现状,发现当前研究中涉及的化学实验问题简单、实验研究方法单一、重复劳动过多,没有切实发挥手持技术在化学实验设计和教学应用中的功能,因此本文将视角聚焦于化学复杂性实验的研究。
鉴于现有资料中没有化学复杂性实验的概念描述,本论文首先鉴戒了复杂性科学的相关研究成果,从实验的构成要素和实验分类等方面对化学复杂性实验进行了比较完整的界定,然后从化学复杂性实验的手持技术开发设计与教学应用两方面进行了研究。
本论文利用手持技术设计了四个化学复杂性实验:化学反应速率的测定、白酒中甲醇含量的测定、碳酸钠和碳酸氢钠系列定量探究实验、维生素C泡腾片综合探究实验,通过研究笔者以为|教育论文网|手持技术是进行化学复杂性实验开发的有力工具,手持技术的应用可以变复杂为简单、变抽象为直观、变静态为动态、变定性为定量,为化学复杂性实验问题的解决探索出了一条新的途径。
为考察基于手持技术的化学复杂性实验在教学应用中的具体情况,本文选取了60名师范本科生为被试,以水质分析复杂性化学实验为载体进行了实证研究,结果表明学生对手持技术持欢迎态度,并认可了手持技术在化学复杂性实验中的应用价值。
笔者在研究中还发现,手持技术设备的稳定性和精确性是影响实验效果的两个重要因素,因此为进一步推动化学复杂性实验的手持技术应用与教学,有必要扫清技术上的障碍。
手持技术在中学化学教学中的应用
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 (2)
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。
手持技术在中学化学实验教学中的案例开发与应用
手持技术在中学化学实验教学中的案例开发与
应用
中学化学实验教学是学生学习化学的一种重要形式，虽然它不仅
有益而且有趣，但是传统化学课堂中学生仍然感到厌烦。
由于现
代手持技术的引入，中学化学实验教学取得了重大突破。
一方面，利用手持技术提高实验教学的有效性。
比如，可以使用
手持数据采集器实时监测和记录实验过程中的温度、pH值、浓度、气体特性等实验变量。
学生不仅能够得到系统完整的实验过程数据，可以通过多维空间图谱、数据分析以及可视化功能，提高实
验教学的精度和有效性，并实现学生主动学习。
另一方面，使用手持技术增强课堂体验。
由于手持设备可以支持
全屏大图、彩色图像以及视频，学生理解实验过程可以更容易表
现出来，降低学生的学习成本，同时也有助于学生的想象力和记
忆的增强。
最后，使用移动技术让学生有机会完成自身的实验。
学生可以使用不同的诊断工具，对实验现场环境、设备、安全防护装置以及实验题目进行实时分析，解决突发的技术问题，增强实验技术水平和分析思维。
手持技术在中学化学实验教学中的案例开发与应用
为中学化学实验教学提供了一种新的理论依据和实践方法，可以更好地活跃学生的学习兴趣，促进学生对实验的认知、掌握和运用。
运用手持技术提升初中化学实验教学实效性应用分析
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。
手持技术在初中化学实验教学中的应用
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。
手持技术在中学化学实验教学中的运用介绍(发给学生)
手持技术在中学化学实验教学中的运用介绍(发给学生)随着科技的发展，手持技术已经逐渐走进我们的生活之中。
在化学实验教学中，手持技术也逐渐发挥着越来越重要的作用。
它可以让化学实验教学更加高效、更加安全、更加生动有趣，能够为学生提供多样化、个性化的学习体验。
本文将介绍手持技术在中学化学实验教学中的应用。
一、手持设备在实验前提供知识引导我们都知道，化学实验是需要积累大量理论知识后才能进行的。
在传统实验教学中，老师往往需要大量的时间来给学生介绍实验基础知识。
但是，现在我们可以通过手持设备，在实验前向学生提供相关知识引导。
例如，老师可以通过手持设备向学生展示一些图片、视频、图表、动画等多媒体资料，这些资料可以为学生带来更加直观丰富的感受，有助于让学生更加深入地理解化学实验的基础知识。
二、手持设备在实验中提供实时操作指导学生在进行化学实验的过程中，可能会遇到一些操作上的困难。
此时，老师可以通过手持设备为学生提供实时操作指导。
例如，老师可以通过手持设备为学生展示某个化学试验的操作过程，可以在学生实验的过程中向他们发出一些提示和建议，或者通过视频通话等方式对学生进行远程指导。
这样可以为学生提供更加贴心的服务，使他们更加顺利地完成实验，减少实验中的安全风险，提高实验教学效果。
三、手持设备在实验后提供实验报告撰写指导化学实验完毕后，学生需要编写实验报告。
在传统的实验教学中，老师往往需要花费大量的时间来进行报告的评改和指导。
但是，现在我们可以通过手持设备，在实验后提供实验报告撰写指导。
例如，老师可以通过手持设备为学生提供一些报告的模板，或者为学生展示一些优秀报告的例子，可以通过手持设备对学生的报告进行在线评估，并对不足之处进行指导。
这样可以大大减轻老师的工作量，为学生提供更加针对性的评估和指导，促进学生的学习发展。
综上所述，手持技术在中学化学实验教学中的应用非常广泛。
可以帮助学生更好地理解化学实验的基础知识，提供实时的操作指导，助力于学生完成化学实验，同时也为学生提供了更加个性化、高效的学习体验。
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手持技术在中学化学实验中的应用与案例开发
作者：***
来源：《广东教学报·教育综合》2022年第53期
【摘要】本文通过利用手持技术设计实验室制取氧气的实验，测定了双氧水分别在二氧化锰粉末和二氧化锰块状负载催化剂的条件下发生分解反应制取氧气。
通过比较试管内温度随时间的变化，让学生更直观地认识到改变溶液和催化剂的接触面积，可以控制反应与速率。
在实验过程中，利用手持技术监测反应过程帮助学生更好地学习与吸收相关化学知识。
【关键词】中学化学;手持技术;催化剂;反应速率;温度传感器
一、教材分析
《制取氧气》是人教版九年级化学教材中第二单元教材内容，主要有“氧气的制取和性质”“二氧化碳的实验室制取与性质”这两个实验活动。
而氧气也是中学生从化学性质中学习到的第一个物质。
经过前期的学习后，学生也了解了氧气这个生活中必不可少的物质。
而制造氧气，也是中学化学学习过程中的首个制备气体实验活动，这个实验也为接下来其它气体的学习打下牢固的基础。
所以，在化学教学活动中，制取氧气的地位较高。
在本节课的教学活动过程
中，教师也要精心准备实验教学活动，在课堂演示中积极引导学生参加教学活动，提高学生的实验能力和化学素养。
二、学情分析
（一）教学目标
1.知识和技能
通过本节课的学习，掌握手持技术温度传感器的应用，了解温度传感器的优势。
2.过程与方法
在学习过程中掌握制取氧气的不同方法，了解不同方法的优点和不足之处。
3.情感态度与价值观
在改进双氧水的过程中制取氧气，切身体会化学知识与实际生活之间的联系，然后学习如何用温度传感器检测改进，最后，在小组合作探讨中完成实验，体会合作学习的意义。
（二）教学重难点
1.教学重点：通过本节课的学习，掌握手持技术温度传感器的应用，了解温度传感器的优势。
2.教学难点：在学习过程中掌握制取氧气的不同方法，了解不同方法的优点和不足之处。
三、实验步骤
（一）课前学习——了解手持技术
在正式实验之前，通过访谈，笔者发现大部分学生都不了解手持技术，也没有使用过。
所以，在实验之前，笔者专门花了一节课的时间向学生介绍了手持技术的相关知识，其中，包括了手持技术概念、手持技术相关实验活动等。
通过一节课的介绍，学生已经对手持技术有了初步的了解和掌握。
（二）情境导入
教师假设情境：当实验室内存在制取氧气不足情况。
师：同学们，你们知道制取氧气都有哪些方法吗？
学生自主思考、小组探讨不同的制取氧气方法，然后从价格、资源再利用等方面确定制取氧气方法。
（三）回顾知识
教师引导学生将制取氧气的三种方法书写在黑板上：高锰酸钾制取氧气、二氧化锰分解双氧水制取氧气、加热氯酸钾制取氧气。
学生思考三种方法的优缺点，然后从操作简单、安全、环保等方面考量，选择了分解双氧水制取氧气。
该方法操作比较简单，而且节能环保，可以节约时间和原料。
在知识的回顾中，可以引导学生深入发掘教材知识，并探讨其中的不足之处。
（四）实验探究
1.实验仪器与药品
（1）实验器材：威尼尔数据采集器（图1）、威尼尔温度传感器（图2）、怡宝矿泉水瓶、蒸发皿、剪刀、酒精灯、玻璃棒、导管、纸槽、试管、试管夹等。
（2）实验药品：二氧化锰粉末、5%过氧化氢溶液。
2.实验步骤
（1）制作二氧化锰块状催化剂：首先，将矿泉水瓶剪成小碎片，然后将其放在蒸发皿上，利用酒精灯加热至其融化，融化后停止融化，并撒上一层二氧化锰粉末。
等其开始固化后，用矿泉水瓶盖按压粉末，吸附牢固。
待其冷却后，去除未吸附的二氧化锰粉末，并将其剪成细块，这就是二氧化锰块状负载催化剂。
（2）制取氧气：在试管中放5个块状催化剂，然后倒入10毫升5%过氧化氢溶液。
这时，块状催化剂的表面会出现很多气泡，利用提放铜丝来控制反应速率，静止2分钟后收取氧气。
等反应结束之后，清洗、晾干块状催化剂，重复以上实验步骤。
3.实验数据及分析
（1）本次实验载体是随处可见的矿泉水瓶，瓶身材质是聚乙烯，可以将其制作成能吸附二氧化锰的块状负载催化剂（详见图3）。
利用聚乙烯材质制作的催化剂可以防止在实验过程中出现反应速率过快情况，也不会出现黑色浑浊液体（详见图4）。
在实验过程中，要注意等块状催化剂开始固化之后才能用瓶盖按压，而蒸发皿加热后需要防止一段时间后才能用冷水清洗。
（2）利用启普发生器控制反应速率，但是大部分初中生不熟悉启普发生器，这也会在一定程度上增加实验难度。
在本实验的操作过程中，可以利用光滑的粗铜丝将块状负载催化剂固定在前，然后穿进橡胶塞后搭建反应发生装置（详见图5），利用手动提放铜丝可以更好地控制塊状负载催化剂和过氧化氢溶液的接触，然后再加强对反应的控制。
需要注意的是，过氧化氢溶液即配即用，要保证铜丝可以穿橡胶塞，并在铜丝外层包裹住不与过氧化氢起反应的软管。
（3）利用0.5g二氧化锰粉末与负载0.5g二氧化锰粉末的块状催化剂分别催化10毫升5%过氧化氢溶液，再利用手持技术随时检测实验过程中的温度变化情况（详见图6和图7）。
通过实验结果可以看出，二氧化锰可以让过氧化氢溶液快速分解，二氧化锰粉末的催化速度及反应速率非常快，在15秒左右完全反应。
而二氧化锰块状负载催化剂的催化过程则较为平缓，在2分钟左右完全反应。
由此可见，利用粉末催化剂制取氧气很难控制，反应速度过快且散热过多，致使收集到的氧气中水蒸气过剩，反应现象也无法准确观察。
而块状负载催化器在制取氧气的过程中，溶液和催化剂的接触面积较小，可以更好地控制反应与速率，制取的氧气也较为纯净，可以更好地开展课堂实验教学。
（4）块状催化剂回收操作比较简单，且能反复利用。
反复利用完6次之后还有明显的反应（详见图8），可以将使用过的负载催化器冲洗、晾干后妥善保管。
4.实验结论
就安全、操作简单、环保等方面来分析初中化学制取氧气三种方法的好坏，选择了分解过氧化氢来制取氧气。
将矿泉水瓶的聚乙烯材质剪碎当作载体来吸附二氧化锰粉末，将其制成块状催化剂。
然后，利用块状催化剂催化过氧化氢，分解制成氧气。
在实验过程中，利用手持技术监测反应过程，得出此方法有控制反应、操作简单、可以反复回收利用的结论，可以帮助初中生更好地学习与吸收相关化学知识。
（五）小結反思
本次实验较为安全，且操作简单，也从根源上改变了大部分学生“只要能反应就可以做实验原料”的这一理念。
矿泉水瓶在生活中十分常见，但是将其黏附二氧化锰粉末，制成块状催化剂，会有效激发学生的学习积极性。
在实验过程中，利用手持技术来准确检测反应中的温度变化，也能帮助学生切身感受温度传感器的效果，并体会到和传统一起相比，手持技术的优势。
就本次实验教学而言，效果比较成功，学生的反馈也很好。
四、教学反思
在本节课的教学过程中，首先带领学生学习、了解什么是手持技术，然后再在课堂上利用手持技术完成制取氧气的实验。
在课后，笔者也进行了一下反思：
（1）学生在手持技术实验活动中得到了明显的发展。
对于手持技术，大部分学生都是十分陌生的。
但是，初中生的探索欲望较强，在学习中可以很快掌握手持技术的应用方法，也能在实验中不断提高学生的合作能力和实践操作能力。
在制取氧气的实验中，学生可以准确掌握化学和现实生活之间的紧密联系，然后在猜测、质疑、实验中求真。
等到本次实验结束之后，大部分学生都可以自主完成手持技术实验。
（2）教师在手持技术实验中活动中得到了明显的提高。
对于化学教师而言，除了要准确掌握教材中的理论知识外，还要有丰富的实验知识素养。
而在本次实验活动中，笔者也和学生共同利用手持技术完成了制取氧气的实验，在加强对手持技术了解的同时，提高了自身实验能力和教学水平。
本节课主要是利用手持技术开展的单一实验，但是手持技术还有着丰富的教学资源，还需要教师深入地学习与探索，在接下来的化学课堂中，带领学生深入地学习与了解，为学生接下来的化学学习奠基牢固的基础。
责任编辑陈红兵。