基于手持技术实验研究的《实验化学》模块教学案例开发——以“食物中铁元素含量测定”为例

摘要

本课题以高中化学课程改革为背景，针对以往手持传感技术在我国高中化学教学中研究内容主要集中在研究性学习活动，而在常规探究教学案例相对缺失的现状，本研究选择高中化学[鲁科版]《实验化学》模块主题3物质的检测（课题2物质中某组分含量的测定——“活动2补铁剂中铁含量的测定”）为研究内容，论文形成以下几部分内容:
　　第一部分，绪论。介绍本研究的选题背景和研究意义，对国内外的相关研究成果进行了综述，并对本研究的创新点进行提炼。
　　第二部分研究的理论基础。阐述了建构主义理论、最近发展区理论，合作学习理论等学习理论的内涵，以及不同理论在本研究中拟指导的作用建议。
　　第三部分，基于教材中“食物中铁元素含量测定”内容的分析。
　　通过对[人教版][苏教版][鲁科版]教科书“铁含量”测定专题的横向比较，结论:①新课程教科书更注重从生活的角度设置学习内容，并以探究专题的形式进行拓展性学习。②新课程教科书对实验教学注重从片段知识的验证性技能转变为半定量和定量的系统化探究方法技能。③新教科书将该实验的手段由传统基本手段转为具有现代内涵特征的半定量和定量实验手段。④新课程教科书注重“应用已有知识解决实际生活问题，提高实践能力和创新精神。
　　原人教版与[鲁科版]教科书纵向比较分析，结论:①[鲁科版]教科书有关“铁含量”的内容分别呈现在正文和拓展内容两部分，为适应不同学生的弹性教学设定了方向。②[鲁科版]教科书对内容的设置体现了系统化的探究实验特征，实验教学的弹性和开放空间更大，有利于实现教师指导下的小组合作学习。③[人教版]教科书实验内容设置定性和半定量两部分，[鲁科版]教科书实验内容设置半定量和定量两部分，为教学选择和教学延伸提供了弹性空间。④[鲁科版]教科书在“目视比色法”实验的基础上又采用“色度传感器法”进行定量检测，从对样品溶液的处理方面更加强化了具体实验的环节技能和过程方法，实验编排的系统性较强，探究性更强，除此还让学生了解和体验现代手持分析仪器在解决身边案例中的作用。
　　第四部分，基于教材中“食物中铁元素含量测定”内容的实验研究。
　　利用“色度传感器”对生活中常见食物及补铁剂中的铁含量进行系列测定，结论:①补铁剂药品和木耳、海带等食物材料在生活中容易获得，并且含铁量高，易于检测;②利用手持技术仪器检测这些高铁食物能够凸显仪器实时、准确、直观和定量的特点，在中学化学实验教学中更好发挥定量探究实验的作用。
　　基于以上实验测定结果和结论，提出如下教学建议:①尽量选取选取铁含量高的材料或补铁剂;②注意实验样品的处理规范处理;③准确掌握色度传感器的使用要求;④注重教师指导下实验小组的分工与合作。
　　第五部分，教学案例开发设计。基于该研究第三部分的结论和建议，以建构主义学习理论、最近发展区理论、合作学习理论为指导，以信息技术与课程整合的时代要求和高中化学课程标准的要求作为教学设计案例开发的理性依据，对“食物中铁元素含量测定”一课进行了教学案例的设计，并为该案例的实施提出了配套的实施策略。
　　第六部分，结论与展望。对本论文各部分的结论与建议进行归纳总结;客观分析已有研究尚存的不足，为深化和完善后续的研究提供指导性建议。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 社会信息化教育的发展趋势

1．1．2 新课程改革的要求

1．1．3 基于手持技术的化学实验教学有待进一步研究开发

1．2 国内外手持技术相关研究现状

1．2．1 国外手持技术相关研究现状

1．2．2 国内手持技术相关研究现状

1．3 本研究中相关概念的界定与研究内容的确定

1．3．1 相关概念的界定

1．3．2 研究内容的确定

1．4 本研究的意义

1．5 本研究的创新点

2 本课题的理论基础与指导价值

2．1 建构主义理论

2．2 最近发展区

2．3 合作学习理论

3 教科书中“食物中铁元素含量测定”内容的分析

3．1 教科书中本专题内容的比较分析

3．2 人教版、苏教版以及鲁科版教科书该部分内容的比较分析

4 教材中“食物中铁元素含量”内容的系统实验研究

4．1 实验原理

4．2 实验仪器及药品

4．3 实验过程

4．3．1 校正色度计和设置数据采集器的参数

4．3．2 标准溶液的配制

4．3．3 绘制标准曲线

4．3．4 样品处理与实验结果

4．4 实验结论

4．5 教学建议

5 基于色度传感器测定“食物中铁元素含量”的教学案例开发

5．1 教学设计案例的理性依据

5．1．1 符合信息技术与课程整合的时代要求

5．1．2 体现课程标准的基本要求

5．1．3 体现教育教学理论对该教学设计的指导作用

5．2 教学过程实施的前期准备

5．2．1 实验仪器的准备

5．2．2 实验药品的准备及待测食物的处理

5．2．3 学生学习任务的指导

5．3 《实验化学》模块“物质中铁元素含量测定”的教学设计

5．3．1 教材分析

5．3．2 学情分析

5．3．3 教学目标

5．3．4 教学重难点

5．3．5 教学手段与方法

5．3．6 教学准备

5．3．7 教学过程设计

5．3．8 板书设计

5．3．9 作业设计

5．3．10 教学设计反思

6 基于本教学案例设计的教学策略

6．1 前期教学资源的开发策略

6．2 教学过程的实施策略

7 论文研究的阶段成果与未来展望

7．1 论文研究的阶段成果

7．2 论文研究的局限与未来展望

7．2．1 论文研究的阶段局限

7．2．2 论文研究的未来展望

参考文献

附录

致谢