其林贝尔分析认知模型评析手持技术的过程

一、问题的提出

为了更好地进行化学概念的教学，突破化 学概念教学的难点，我们尝试把 TQVC 概念认 知模型运用于手持技术的化学实验教学中，取 得了较好的教学效果。 化学实验中常常伴随有温度、压强和热量 等的改变，但是有些因肉眼无法观察而经常被 忽视。手持技术可以有效地定量地将这些微妙 的变化转化成可量化的直观的数据和图表，从 一定程度上将化学难点分解，从而直观简单化。

二、化学实验微课教学案例

本案例选取于某实验教学设计比赛的初中 化学作品之一。 【微 课 主 题】数 形 结 合 下 NaOH 与 CO2 反应( 科教版九年级化学) 【教材分析】NaOH 与 CO2 的相关知识是九 年级化学中教师教学与学生学习的重点，亦是 历年中考中实验题或其他题型的考查重点。关 于如何直观地检验 NaOH 与 CO2 反应，相关试 题多是从实验装置的变化，或利用检验生成的 Na2CO3 等方法。这些方法多是从定性的角度 来剖析检验 NaOH 与 CO2 反应，但是对于部分 学生理解仍然较为困难。手持技术的应用，将 NaOH 与 CO2 反应变化的定性现象与定量现象 相结合，不仅有助于学生的理解，更有助于培养 学生定量分析实验图表、实验数据的能力。 【学情分析】在经过九年级将近一年的化 学学习后，该阶段的学生已经具备了一定的实 验探究能力和数据分析能力。但该阶段的学生 对于化学反应中温度、压强和热量的变化难以 感知察觉，因此对于某些实验现象的理解较为 困难。手持技术的应用是数字化教学的引入， 对于开发学生高阶思维能力具有重要意义，亦 使化学实验呈现多样化。 【实验仪器与药品】250mL 平底五颈瓶、气 球、气压传感器、温度传感器、装有 20mL 15% NaOH 溶液的注射器、装有 20mL 蒸馏水的注射 器、固态干冰、磁力搅拌器(采用其林贝尔磁力搅拌器)。【实验装置图】如图 1 所示。 【教学过程】 ( 1) 转化 【提问】我们之前学习过 Ca( OH) 2 溶液与CO2 反应的实验现象是什么? 之前我们又是如 何通过实验现象检验水与 CO2 发生了反应呢? 【学生 1】Ca( OH) 2 溶液与 CO2 反应的实 验现象是有白色沉淀生成。之前我们在一个装 满 CO2 气体的塑料瓶中倒入蒸馏水，观察到塑 料瓶变瘪，证明蒸馏水与 CO2 发生了反应。 【教师】那么请同学们思考，根据实验仪器 有 NaOH 溶液、CO2 气体和密闭条件下的气球， 试着设计出实验方案，来探究 NaOH 能否 与 CO2 反应。

( 2) 量化感知 【教师】为了更好地对比 NaOH 与 CO2 反 应和水与 CO2 反应，老师这里有两个宝贝。一 个是压强传感器，另一个是温度传感器。我们 将传感器与实验装置和电脑相连接，从气球的 变化，以及电脑中温度与压强的数值变化和图 像变化来探究 NaOH 能否与 CO2 反应。

( 3) 视觉感知 【教师】下面我们进行实验操作。向五口 瓶中放入固体干冰，用磁力搅拌器进行搅拌，让 干冰充满五口瓶。请观察气球和电脑数值的变 化。可以观察到什么现象?

三、基于 TQVC 概念模型认知分析

课上教师首先通过两方面回顾旧知识: ① Ca( OH) 2溶液与 CO2 反应的实验现象有白色 沉淀; ②利用气球和塑料瓶，根据实验现象检验 水与 CO2 发生反应。这是 从一个定性的角度去判断化学反应是否发生。 于是教师引导学生将定性思维转化为定量思 维。可以通过手持技术中的压强传感器和温度 传感器连接实验装置和电脑软件，观察温度和 压强的变化，以及温度、压强随时间的变化曲线 图定量地观察反应是否发生。学生通过实验对比，观察到的气球的变化、 压强数值变化、温度数值变化、压强随时间变化、温度随时间变化。手持技术的使用使得实验现象直观可视化。学生通过视觉通道，可以 明显感知化学反应的过程与变化。



 

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