【《高中化学教学中渗透数形结合思想的体系构建案例分析》16000字（论文）】

III高中化学教学中渗透数形结合思想的体系构建案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u13832高中化学教学中渗透数形结合思想的体系构建案例分析 1326761.1现状调查 2129031.1.1数形结合思想在化学高考中的考查趋势 2306061.1.1数形结合思想在课堂教学中的运用情况 3110641.2教学策略 6298341.2.1改变观念树立数形结合教学意识 7252351.2.2研读教材抓住典型案例 855531.2.3剖析关系绘制曲线图像 9130841.2.4借助技术绘制数字图像 10274511.2.5解析图像挖掘数量关系 11132291.2.6迁移应用活用证据线索 12251081.3教学流程 12289511.1.1确定内容 1384741.1.2主题导入 13140491.1.3作出猜想 1334031.1.4实验探究 14264331.1.5得出结论 1452301.1.6迁移应用 1491241.4策略运用原则 1466551.4.1目标性原则 14210991.4.2系统性原则 15911.4.3反复渗透原则 16132791.4.4学生参与原则 17226651.5评价方式 1818861.5.1课堂参与评价 18217781.5.2课后应用评价 20关于数形结合思想的相关研究数不胜数，如何在数学教学中渗透数形结合思想也已经具备了较完整的教学策略体系。但是如何在化学教学中渗透数形结合思想的研究几乎为零，在化学教学中渗透数形结合思想不仅仅要注意发现化学中的数量关系，还要能够将数量关系以图式的方式呈现，现如今化学教学中推崇的手持技术正好满足了这一要求，借助手持技术可以根据不同的知识点绘制不同的实验图像辅助教学知识。如何借助借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想对于一线教师来说很难把握数形结合思想，如怎样通过数解形，如何借形解数，教师在教学中应该采取什么样的策略才能达到渗透数形结合思想的效果。基于此，本研究尝试提出借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想的教学策略并选取合适案例进行实践。1.1现状调查1.1.1数形结合思想在化学高考中的考查趋势随着数形结合思想在化学教学中的逐渐发展，其在高考中的考查频率也显著增加，数形结合思想的渗透也是对学生证据推理核心素养的考查，要求学生根据化学反应或者数量关系的变化趋势分析曲线的走势，亦或者结合曲线变化的趋势解答题目关于数量关系或者反应历程的提问。表3-1是2018年-2020年全国各地高考中部分渗透数形结合思想的化学题目。表3-12019年-2020年各地高考题中渗透数形结合思想题目统计年份题号考查知识数形结合思想的体现2020年江苏卷15题化学平衡分析曲线的变化判断反应的焓变，根据反应物的量的变化判断曲线的走势江苏卷16题离子平衡根据题中给出的数量要求解析曲线，根据曲线的变化探究反应历程江苏卷20题转化率根据数形结合探究反应历程变化新课标Ⅰ7题酸碱滴定分析曲线的变化判断分别为哪种反应物的变化，数形结合判断反应进行情况新课标Ⅰ10题(1)(2)平衡转化率，化学反应速率分析曲线变化推出熟练关系计算，根据数量关系判断曲线变化原因新课标Ⅱ8题(2)电离常数根据曲线变化计算得出数量关系新课标Ⅲ10题(2)平衡转化率根据曲线的变化判断分别为哪种反应物，根据曲线数量关系判断反应焓变天津卷13题(4)化学反应速率根据曲线变化判断反应变化天津卷16题(4)化学平衡分析曲线变化判断反应焓变及反应的临界点山东卷15题离子平衡分析曲线的变化得出反应中物质浓度的数量关系山东卷18题(3)平衡转化率根据曲线变化得出数量之间的关系浙江卷29题化学反应热分析反应数量变化画出曲线变化2019年北京卷12题盐类水解根据曲线变化判断反应物之间的数量关系北京卷27题(1)化学平衡分析曲线计算得出数量关系与反应方程式海南卷9题沉淀溶解平衡根据曲线变化得出反应物的数量关系江苏卷15题化学平衡根据曲线变化得出化学数量关系江苏卷15题化学平衡根据数量关系解释曲线变化原因江苏卷15题化学平衡转化率结合曲线变化与数量关系解释曲线的变化原因新课标Ⅰ11题酸碱滴定根据曲线的变化和数量关系解释反应的过程新课标Ⅰ28题(4)反应速率根据数量关系判断曲线变化所属物质新课标Ⅱ12题沉淀溶解平衡根据曲线与数量关系判断物质的变化新课标Ⅱ27题(3)反应速率根据曲线的变化与给出的数值得出反应物的数量关系新课标Ⅲ28题(2)化学平衡由曲线变化判断数量关系并通过数据计算发出平衡常数天津卷5题弱酸电离平衡分析图像中曲线变化结合数量关系分析反应的历程天津卷10题化学反应热根据数量变化分析曲线临界点的反应历程2018年天津卷6题电离、水解平衡结合曲线图中的数值变化分析反应的进程与物质变化天津卷10题（2）反应速率分析曲线变化了解曲线拐点的原因，基于此做题全国卷Ⅱ27题（2）反应速率分析反应的变化并根据反应的不同区分图像全国卷Ⅲ12题沉淀滴定和Ksp分析图像的滴定终点数据解答问题全国卷Ⅲ28题（3）化学平衡分析曲线中化学平衡和温度的关系，区分曲线计算转化率北京卷26题（4）反应速率根据曲线图分析后温度升高H2O2分解速率的变化和浓度的变化解答题目北京卷27题（2）化学平衡根据曲线变化确定温度相同压强不同时，H2SO4物质的量分数的平衡移动方向确定压强大小江苏卷13题化学平衡分析图像观察温度改变后平衡常数K的变化与平衡移动方向的关系江苏卷16题（2）反应速率根据曲线的变化分析得出去除率的变化江苏卷19题（3）溶解度分析曲线的变化，根据溶解度曲线拐点的分析该反应的变化过程江苏卷20题（4）反应速率考虑温度和催化剂对化学反应速率的影响分析曲线迅速上升段、缓慢上升等主要原因浙江卷23题离子平衡根据反应分析曲线每一个拐点的原因浙江卷30题平衡转化率分析曲线中温度与质量分数的关系从而解答题目海南卷16题（3）反应速率根据曲线变化得出pH与反应物之间的关系解答题目题目结合图形考查反应速率、反应热和化学平衡等知识点，题中都需要借助形来解答问题，题目所给的数据反映了反应体系的变化或者题目中各物质的关系，学生需借助数形结合的思想利用数量之间的关系在图形中找到所需要的答案，亦或者利用图形中的变化得出最终的数量关系算出答案。可见数形结合思想在化学教学中的运用极为重要，在化学课堂中培养学生的数形结合思想，有助于学生在解题过程中运用数形结合思想去分析题目[33]。1.1.1数形结合思想在课堂教学中的运用情况本研究在进行实践之前先就目前高二学生化学学习的状态以及学习水平做了了解，为了更好地设计构建借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想的教学策略模型，本研究运用调查问卷的方法对吴忠市某中学的学生进行调查。本研究在设计调查问卷时已经了解到该校已经引进了手持技术数字化实验装置，因此研究从“手持技术实验”“数形结合思想的运用”“证据推理素养的形成”“知识掌握程度”四个方面的能力着手编制问题。共编制10道题，其中1、2、3、4题调查学生对手持技术实验的认识，5、6题调查数形结合思想的运用情况，7、8、9题分别调查学生证据推理素养的形成和知识掌握程度，这为实施借助手持技术的数形结合思想的化学教学提供了基础。选取高二年级的两个班进行调查，共发放问卷129份，回收问卷122份，问卷回收率为95%。利用SPSS软件对调查问卷的信度和效度进行检测，检测结果如下：对调查问卷进行信度分析如表3-2，由检测结果可知该问卷调查总体一致性系数为0.878，由于0.878>0.5，因此该问卷调查符合要求，由此调查数据得出的结果真是有效。表3-2CronbachsAlpha系数Cronbach’sAlpha相数0.8786（1）问卷题目与结果分析①学生对手持技术实验的了解表3-3学生对手持技术实验的了解题目有没有1.您有很喜欢做实验吗？0530%100%2.您在之前是否听说过“手持技术实验”或“数字化传感器实验”吗？5489.43%90.56%1.您之前在课堂上看老师演示过手持实验吗？2511.7%96.2%4.您在之前有自己动手做过手持实验吗？0530%100%由表3-3可知，大多数的学生都很喜欢做实验，几乎没有人不喜欢做实验。但是调查发现学生几乎手持技术实验一无所知，只有少数极个别同学听说过手持技术实验，由此可知，学生对手持技术实验即传感器实验只有略微了解，据访谈了解极个别学生接触过的手持技术实验，有的是从网络资源得知，有的是观看优质课得知，有的是从校外辅导机构得知。学生几乎没有在课堂上见过老师演示手持技术实验，只有极个别的同学是在其他的机构上看到过，由此可以认为该中学中学生手持技术实验基本零基础，基于此在该中学开展简单、综合化的手持技术实验意义重大。②学生对数形结合思想运用情况的了解表3-4学生“数形结合思想”在学习中的运用情况题目会不会5.您会通过做图的方式来解答一些化学问题时吗？48590.56%9.43%6.您会运用数量关系来解释曲线的变化趋势吗？411277.35%22.64%由表3-4可知，高二1、2班学生中能够通过作图的方式来解答化学问题的同学占全班总人数90.56%，其他9.43%的人都没有办法用用作图的方式解答化学问题。由于问卷调查期间学生正好学习到化学反应平衡阶段，因此学生中大多数还是能够运用数形结合思想的。关于运用数量关系解释曲线的变化趋势的问题，有77.35%认为自己可以运用数量关系解释曲线的变化，只有相对少部分的同学对于运用数量关系解释曲线的变化趋势不是很会。表3-5学生解答渗透数形结合思想题型情况题目ABCD7. 5243112340.31%31.33%8.5%17.82%8.475324536.43%1.8%24.8%34.88%9.233476617.82%26.35%5.42%51.16%由表3-5可知，两个班的学生对于渗透数形结合思想的题型做起来还存在一定的问题，除了知识的掌握不够牢固外，还有学生的读图能力不够强，不会将数与形结合解题。7、8、9三道题的准确率只有40.31%、24.8%和51.16%，学生在解题时无法准确地找出支撑答案的证据，不能分析得出答案。（2）学生问卷调查结果总结通过分析问卷内容可得到以下几点：第一，大部分高二的学生都喜欢做实验，但是对于手持实验几乎学生没有听说过，老师也没有在教学中运用手持技术实验。这种现象并不是只存在于被调查的学生所处的环境中，还有一些学校都是这样的情况。笔者认为，实验是化学教学中必不可少的一个环节，借助手持技术进行实验是现代技术发展的必然要求。高二学生现阶段正处于对微观变化发的概念理解困难的阶段，借助实验将微观现象宏观化能够有效地提高教学效率。第二，通过分析发现数形结合思想这一概念对于高二的学生还是比较陌生的，但是有部分同学是能够运用数形结合思想解答问题的，只是并不知道这是数形结合思想。数形结合思想正是“授人以鱼不如授人以渔”的直接体现，在教学中渗透数形结合思想有助于学生掌握并运用思想方法解答问题。学生在通过数形结合思想解题的过程中也能够逐步形成证据推理核心素养。第三，学生在做题时，不能够明确的找出题中给出的证据，不能做到将“数”与“形”这两个证据有机结合进行推理。这表明大部分的学生证据推理的核心素养都没有很好地形成，能够灵活运用数形结合思想的方法做题是证据推理核心素养形成的直接体现。（3）教师访谈分析与总结在对学生进行问卷调查后，笔者对该校的7名化学教师进行了访谈，访谈的内容主要围绕借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想展开，现对教师的访谈结果整理如下：第一，随着课程的不断改革，教师都逐渐意识到了手持技术在化学教学中的重要地位，学校也已经引进了相关的器材，但是大多数教师都依恋口头传授知识，在教学中加入实验的次数都少之又少，手持技术几乎是没有运用过，这是导致学生在课程中无法很好的形成核心素养的主要原因之一。实验是化学教学中不可分割的一部分，随着技术的不断发展，借助手持技术的化学教学逐渐登上舞台，这也意味着借助手持技术进行化学教学是发展的必然性。第二，虽然大部分化学教师都意识到数形结合思想在化学教学中的重要性，但是访谈中却发现，教师们对于在教学中渗透数形结合思想的重视程度不够，不能够深入挖掘教材发现渗透数形结合思想的典型案例，教师大多数是以传授知识为主，对于学生核心素养的培养往往会因为偏重知识传授而忽略。正是由于这种原因导致学生无法清楚的运用一些思想方法解答问题，也没有能够在课堂中形成一定的化学核心素养。第三，多数教师往往将知识与题分裂开来，并没有将知识背后的数形结合思想的方法渗透给学生，这就导致学生只知其形，不明其意。教师明白数形结合思想的重要性，但是由于课时问题以及教师自身的问题，无法做到真正的渗透，使思想方法大多数都只流于形式，成为空谈，学生掌握不深。因此，笔者通过对调查问卷和测试卷的结果分析，掌握了高二学生对于实验以及手持实验的接受程度期待程度，以及对数形结合思想的运用情况和证据推理核心素养的形成情况等内容。为借助手持技术渗透数形结合思想的化学教学提供下面一些策略，希望可以为一线教育工作者提供一些有益参考。1.2教学策略数形结合思想的渗透即是给定数量关系或图像，根据数量关系与图像的变化判断对应的曲线变化和数量关系，借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想是以手持技术为教学手段，引导学生通过手持技术实验得到对应的曲线变化根据曲线的变化分析数量关系从而掌握相关的知识点。借助手持技术在高中化学教学中渗透数形结合思想的教学策略建构主要以图式理论、建构主义理论和表征理论为指导思想。图式理论即是要求学生具备将自己所获知识以图像的形式进行表征的能力。借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想要求学生能够通过系统的分析知识之间的关系将关系的变化情况以曲线的形式表征。因此学生要学会分析知识点和数量关系，能够抓住知识点和数量关系变化的关键点来绘制对应的图像。能够运用图像的形式表征知识点也能够提升学生的读图能力和分析变化的能力。建构主义理论即是学生能够将不同的量联系起来形成一种新的认识，这就要求学生成为学习的主体，能够积极主动的参与到学习的过程中。在高中化学教学中渗透数形结合思想主要依托于过程的实施，借助手持技术即是为数形结合思想的渗透提供工具，手持技术实验内容部分可以引导学生绘制图像，再将理论与实践图像相结合即是利用数量关系解释图形变化。渗透数形结合思想的学习包括主题的导入、实验探究和剖析知识，每个环节学生都参与其中，包括通过对知识的了解预测图形的变化，通过实验绘制实验图形帮助理解抽象的数量关系以及最后通过数据解释图像的变化。教学过程重点培养学生的证据推理核心素养，学生通过证据收集、证据演绎和证据应用最终达到核心素养的形成。表征理论即是能够将数量关系以曲线形式呈现也能够将曲线变化过程用数量关系表示。学生在参与课堂的整个过程都需要自己在笔记本上建构预测的图像，学生在参与的过程中，需要依据微观的知识预测宏观的图像，也需要通过宏观曲线的变化深入了解微观的知识用图形、符号等方式进行表征。曲线的变化手持技术实验是将反应的变化数字化，能够使微观变化宏观化，便于学生更清晰的了解曲线的变化，因此学生要学会捕捉反应中各物质之间的关系，要能够分析图像中曲线的变化趋势以及曲线的拐点的变化原因。基于此本研究提出借助借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想的教学策略，如图3-1所示。图3-1借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想的教学策略1.2.1改变观念树立数形结合教学意识现如今大多数教师都习惯于“走老路”，在教学中都偏向于自己传统的教学方法，大多数都采用单一的口头传授的教学方法，现代社会发展急速，教育工作者更需跟着社会的发展走，了解去前沿的发展。现如今大部分教师在教学中都忽略了将思想方法渗透的教学过程中，只是单一的在讲题过程中运用，这样只会导致学生在这个过程中无法真正的掌握思想方法，更不会灵活的应用。因此，教师应当改变旧的教学观念，应当树立渗透数形结合思想的教学意识。教师树立渗透数形结合思想思想的意识是在化学教学中渗透数形结合思想的关键一步，意识是指导教师进行教学探究的动力源泉，树立正确的意识能够引导教师向着创新的教学方向发展[34]。由于数形结合思想的最初提出是在解决数学问题时运用的思想方法，因此数形结合思想在学生和老师的观念里都会归类为一种数学思想，从而忽略了数形结合思想在化学教学中也极为重要这一点。因此首先要改变化学教师的这一固有观念，可以引导学校的教师观看一些关于数形结合思想在化学教学中渗透的教学案例与学习型的讲座，改变教师的观念。通过与教师的访谈交流，发现大多数化学教师都认为在化学教学中渗透数形结合思想是很有必要的，但是却没有在教学中渗透数形结合思想，说明教师在教学中渗透数形结合思想的意识并没有形成，因此在要在教学中渗透数形结合思想应该先引导大多数教师改变观念，树立数形结合思想的教学意识。1.2.2研读教材抓住典型案例借助手持技术在高中化学教学中渗透数形结合思想的教学要注重内容的选取，内容选择要注意因材施教原则，即是要按照本研究培养学生证据推理核心素养的目标，根据学生的特点选择相关的内容，一定要紧密结合教材，以教材为主要依托进行设计，深度研读并研究教材发现数形结合思想的典型案例，要在教学中引导学生去关注教材。还要考虑选择的内容要能够充分调动学生的积极性和主动性，能够引导学生进行相关内容的学习，建立在学生自觉的基础上。内容的选取在设计时要注意由浅入深，要让学生能够接受，而不是一蹴而就的知识直接上来贯穿式教学。所选取的内容要考虑学生的阶段，例如本次研究笔者所选取的班级是高二年级，因此在内容的选取中要注意这个阶段的学生是否具备能接收相关知识的能力，要能够保证选择的内容学生能够接受。重点还是要注意在内容上要能够与“数形结合思想”紧密的结合，要能够将数形结合思想渗透其中，从而培养学生的证据推理素养。以笔者本次研究的教材《化学反应原理（人教版选修四）》为例，由图3-2可知人教版选修四种有很多内容都可以渗透数形结合思想，渗透数形结合思想也有助于学生更好的理解相关的知识。图3-2《化学反应原理》（人教版选修四）目录教师在研读教材的过程中首先需要对应考纲和课标掌握教材中的知识的重难点和教学目标，其次在了解了知识点的基础上寻找最有利于学生学习和掌握相关知识点的方法。在教学中渗透数形结合思想要注意不能趋于表面的渗透，要充分了解知识的基础上思考该知识点是否适合渗透数形结合思想，切忌张冠李戴。如图，第一章的内容中，教师在进行第一节化学反应与能量变化的教学时，要注意渗透数形结合思想，化学反应的能量变化经常会以曲线的形式呈现，教师要引导学生明白反应前后能量变化趋势代表的意义。第二章化学反应速率与化学平衡的教学中，要注意在进行化学反应速率计算的教学时要引导学生学会处理曲线，通过剖析数据计算得到化学反应速率的值。化学反应速率的影响因素很多，高考的考查中也经常以曲线的形式呈现外界各种因素对反应速率的影响情况，因此教师在进行这部分内容的教学时，要注意将曲线与数据的变化相结合引导学生了解一种或多种因素对化学反应速率的影响，要学会通过曲线确定反应的走向。可逆反应都存在化学反应平衡，当改变反应的浓度、温度和压强等条件时，化学反应的平衡也会进行移动从而形成新的平衡，因此平衡的移动方向极为重要，但是学生在理解化学反应平衡移动的方向时存在一定的困难，图像就能很好的解决这一点，借助曲线表征化学平衡方向的移动能够引导学生掌握相关的内容。第三章水溶液中的离子平衡也是渗透数形结合思想的重点内容，弱电解质的电离存在电离平衡，因此一些条件的改变会使溶液中的各离子随之变化，曲线能够表征出溶液中各离子在不同条件下的变化关系。水的电离与溶液的酸碱性都是微观变化，因此借助手持技术将微观的变化宏观化能够帮助学生里面反应的变化。难溶电解质的溶解平衡在教学中也能够渗透数形结合思想，通过曲线的变化能够清晰的看到平衡的变化。因此教师要认真研读教材，选取能够渗透数形结合思想的典型案例，通过渗透数形结合思想帮助学生建构知识。1.2.3剖析关系绘制曲线图像在教学中渗透数形结合思想并不意味着硬生生的将数形结合思想强加入其中，要注意将“数”与“形”有机的渗透，还要注意两者的结合，渗透数形结合思想实质上也是对知识的深度剖析，因此在教师对知识进行讲授时。要注意主动调动学生的参与性，将知识的讲授与学生的主动参与相结合，在对知识进行讲授后要引导学生参与其中，尝试通过曲线的形式表示相关的知识的变化趋势或者数量关系。尝试绘制曲线图像不仅仅能够帮助学生对知识之间的联系更加清晰，还能够提升学生绘制图像的能力。在进行手持技术绘制之前先进行绘制图像也是提出自己的一种猜想，通过后期的验证能够更加加深学生的知识掌握程度。曲线的绘制即是将自己掌握的知识系统的展示出来，因此曲线图像的绘制极为重要。学生在绘制图像时要遵循如图3-33所示的步骤。图3-3绘制曲线图流程在绘制曲线时首先要对相关的知识点了解的清晰，掌握知识点才能剖析其关系。以绘制过氧化氢分解的氧气反应的浓度对化学反应速率的影响曲线为例，首先要掌握反应过氧化氢分解产生氧气的反应原理，了解当过氧化氢的浓度改变时反应速率的变化。然后确定绘制曲线的横坐标是时间，纵坐标是产生氧气的体积或者物质的量画出横纵坐标。第三步骤是分析等体积10%和30%的过氧化氢分别在加入一定量催化剂后产生氧气物质的量的变化，随着时间的递增氧气的量逐渐增多，然后比较不同浓度曲线的区别在哪。接着确定曲线的起始点，反应刚开始氧气的物质的量为0，因此两条曲线都从0开始，观察实验发现浓度越大反应越剧烈，因此30%的过氧化氢的曲线的斜率要大于10%的，反应刚开始产生大量氧气因此曲线急剧上升，随着反应的进行，产生氧气的速率越来越慢因此曲线逐渐趋于平缓，最终与横坐标平行但30%过氧化氢产生氧气物质的量要多余10%的，因此曲线要在上方。最后一个步骤就是根据分析的结果绘制出曲线图，因为坐标中有两条曲线，因此要明确标出每条曲线的名称。1.2.4借助技术绘制数字图像本研究中借助手持技术进行实验教学，因此对实验的选取也要注意科学性、可行性、安全性和绿色化原则。可行性是指设计化学实验时所用的实验原理在实际操作中切实可行，所选的化学试剂、实验仪器、设备和方法在中学的现有条件下能够满足，本研究设计实验时首先要注意所选取的实验能够与知识点紧密的结合，能够通过图像表征相关的知识点，要将知识点或者数量关系与图像紧密结合，其次还要依据学生的实际情况，把握难度，保证学生在有限的时间内经过自主和协作学习能够完成任务。另外选择的实验要具有理论支撑的，是能够用理论进行解释的。还要实验药品安全，实验产物安全，实验的过程也安全。实验中不仅仅要选择不具污染性的药品也要注意处理污染性的物质，手持技术实验即是用量较少，正好可满足减少污染这一项，满足绿色化原则。实验过程中用到了传感器，传感器近几年也逐渐在不同的学校引进，因此中学的条件满足本研究所以实验，为提高学生处理问题的能力，在探究实验过程中更加得心应手，提前培训学生熟练进行传感器配套软件的学习以及电脑的操作，提高了本研究在高中开展的可行性。图3-4案例实验中的传感器选择借助手持技术关键点在于传感器的选择，不同的实验会有对应适合的传感器，如图3-4所示，要依据实验内容选择合适的传感器[35]。以测定化学反应速率这一节内容为例，测定化学反应速率要在实验中精确的确定反应的时间与对应的反应进程，以绘制锌与硫酸反应的反应速率曲线图为例，传统的实验要人为的将时间的变化与产生氢气的体积对应起来，具有一定的误差，因此可以借助手持技术，首先要掌握金属锌与硫酸反应的原理，分析可以反应有氢气产生，因此随着反应的进行体系压强也会有相应的变化，根据pv=nRT可知当反应温度一定时可以根据反应的压强变化表征化学反应速率的变化，由此确定选择压强传感器进行实验，绘制以时间为横坐标，体系压强为纵坐标的数字化图像。借助手持技术要选择典型的实验，确定实验后要根据实验原理选择对应的数字化传感器，才能够绘制出有助于深度剖析知识点的曲线图像。选择好传感器以后再根据传感器的特点组装对应的实验装置图，然后开始实验绘制对应的数字图像。1.2.5解析图像挖掘数量关系借助手持技术绘制图像后接着就要对绘制的图像进行深度的解析，首先要从整体观察曲线的走势，其次要将实验的过程与图像的变化相结合，通过曲线的走势解释实验现象的变化。图像对于知识的理解起到辅助的作用，要借助图像的变化对知识进行结合，达到对知识的深度理解。在对图像进行解析时要注意将横坐标与纵坐标相结合，要注意观察数量与曲线的变化关系，要将“数”与“形”相结合对图像进行解析，数形结合思想的渗透能够帮助学生在教学的过程中形成证据推理的核心素养，因此学生在解析图像的时候，要注意寻找相关的证据，注意证据演绎，具有一定的证据意识。数形结合思想的运用不仅仅要求学生学会以形助数，还要能够以数解形，通过处理或者分析曲线图像得到对应的数量关系。以测定锌与硫酸反应的化学反应速率为例，化学反应速率的计算要找到在一定时间内对应体系压强的变化值，借助手持技术可以得到该反应的P-t图，计算其化学反应速率可根据要求选择对应时间段并找到该时间段压强的变化值，通过计算即可得到该时间段内的此反应的化学反应速率大小。也可以通过直接对采集到的数据进行求导，求导后的数据即是每个时间点的瞬时反应速率，可以直接通过观察曲线的变化分析实验进行过程中的速率大小。1.2.6迁移应用活用证据线索真正的掌握是要能够学会应用，无论知识或者方法能够活学活用才是达到了教学的最终目的。学生学习的过程中重点需要掌握的是知识的本质，要能够举一反三。“百变不离其宗”这就是为什么一类知识点的题型各种各样，但是如果能够掌握知识与解题方法，就可以很容易的解答不同的题。化学领域中有很多题也必须要采用数学领域的思想方法，因此在化学试题中有很多题学生都要学会寻找题中的“数”和“形”的证据，通过数形结合来解答题中的问题。数形结合是一种思想，教学中形成的思想方法与证据推理的核心素养能够帮助学生进行知识的迁移，而不仅仅局限在课堂中的一部分知识内容。迁移应用是借助手持技术渗透数形结合思想教学策略中的最后一项，也是检验学生在过程中核心素养的形成情况。教师可在一节内容的教学内容结束后布置一道渗透数形结合思想的典型例题，通过学生的做题情况检测学生对于本节内容的掌握程度以及解答渗透数形结合思想的题型的能力，能否找到题目中的隐藏证据并根据得到的证据分析得到题目的答案。以浓度对化学反应平衡的影响为例，教师可以布置一道围绕化学反应平衡知识点的内容，但是不一定要固定是教学中选用的反应，可以以其他的反应为例提出对应的问题，题目中给出图像让学生通过分析图像得到某离子的变化对平衡的影响，也可以直接告诉某离子的变化从而分析反应的平衡变化。教师可通过学生的作答检测学生证据推理意识的形成。1.3教学流程借助手持技术渗透数形结合思想的化学教学旨在要求学生能够依据自身的经验构建系统的知识体与思想，关注学生在“做中学”，通过实际操作，了解化学手持技术实验的操作过程，了解科学探究的步骤，动手形成动作记忆，让知识形成变成动态记忆，学生间自主学习相互合作交流，发挥自己的优势，创造性的解决问题。教学主要包括主题导入、作出猜想、实验探究、得出结论和迁移应用五个环节，教师在这几个环节中引导学生逐渐得出所学知识，教学中采用“借助手持技术渗透数形结合思想的教学策略”，学生进行学习的过程中收集证据、演绎证据到最后证据应用，达到对学生核心素养的培养。整个环节学生占据主体地位，教师只是对学生进行引导，引导学生进行实验，最终得出结论进行解释。学生在整个环节中是参与者、研究者和实施者，经历所有环节，包括搜收集证据，演绎证据和最后运用证据解释形的变化，得出结论，具体操作流程如图3-5所示图3-5教学流程1.1.1确定内容借助手持技术渗透数形结合思想的化学教学第一步要确定内容，包括教学内容、实验内容和教学目标。并不是任何化学知识都能够渗透数形结合思想，因此教师要研读教材，对教学内容熟悉后再确定该内容能否渗透数形结合思想，切忌生搬硬套的渗透方式，要保证渗透数形结合思想可以帮助学生更好的理解和掌握相关的知识点。确定了教学内容后就要对内容所设计的实验进行设计，要选择合适的数字化传感器进行实验，合适的传感器能够绘制出本节内容所需要的最贴切的曲线帮助学生进行证据推理。在确定好教学内容与实验内容的基础上开始制定教学目标和运用策略的目标，要保证学生能够积极主动的参与到教学环节并在此过程中建构相关的知识体系。1.1.2主题导入一堂完整的课是由一个完美的导入开始的，主题性的导入要有目的性的进行情境创设，要求学生在本环节中获得一定的证据，要能够启发性的进行引导。借助手持技术渗透数形结合思想的化学教学是要求学生进行实验前要尝试绘制出自己猜想的曲线，因此主题的导入要引导学生回顾传统的实验过程以及实验的原理等内容，要保证学生在具备一定证据的基础上进行教学的后续环节，因此主题导入的内容需要精心设计。此环节不仅仅要为学生提供一定的情境引导学生收集证据，还要在环节的最后提出问题，要求学生对于教学的内容进行思考并能够依据自己的理解回应老师的问题。1.1.3作出猜想借助手持技术渗透数形结合思想的化学教学要求学生要成为课堂的主体，教师起引导作用，因此教师在引导学生对教学内容有了清晰的认识后，接着要求学生以时间为横坐标，某物理量为纵坐标做出曲线图。该环节不仅仅是引导学生全欣投入教学过程中，还需要学生在绘制曲线图像的过程中能够思考，回顾旧知，在脑海中对于相关的知识点建立一个清晰的认知并能够在回顾旧知的过程中收集证据。该环节起承上启下的作用，既要求学生能够通过上一个环节收集到的证据进行猜想，还需要学生在下一个环节中检验自己的猜想是否正确。1.1.4实验探究实验探究是借助手持技术渗透数形结合思想化学教学中的重要环节，该环节要求学生以小组为单位，在教师的引导下确定教学目的，教学原理和教学步骤，并按照老师的指导安装实验仪器并进行实验。此环节能够培养学生小组合作能力、语言表达能力和实验观察、实验操作、实验记录等基本实验技能。学生可以在此环节验证自己的猜想是否正确，也可以在此环节通过已有的证据演绎得出新的证据。借助手持技术的实验能够将一些微观的变化以宏观的数据图呈现，可以帮助学生更清晰的认识相关的知识点并通过曲线得到更多的证据。1.1.5得出结论一堂课的成功与否不仅仅要看学生是否参与到课堂中还要看是否完成本节内容的教学目标，因此本环节极为重要，本环节考验学生是否已经在脑海中建构知识内容，教师可以通过导学案中学生的分析部分观察学生对于知识的理解程度和掌握的多少。本环节学生不仅仅要验证自己绘制出的曲线是否正确，还要辨别自己所收集证据的准确性，通过分析最终建构本节知识点，回答老师的最初提问。学生在分析曲线时教师要注意引导学生通过观察曲线的变化得出数量之间的关系或者通过数量的变化关系解释曲线的趋势，不仅要分析曲线的整体趋势，还要阶段性的进行分析最终得到正确完整的结论。1.1.6迁移应用迁移应用即是将获得的知识或者技能在另一模块的内容中进行使用，因此本环节能够检验学生对于知识或技能的掌握程度。教师在本环节要设计一道与课程内容相关的题目但是要具有一定的区别，检验学生是否真正掌握了所学的内容已经证据推理的核心素养是否得到提升，因此题目的解答过程要求学生能够书写出来，通过观察学生的解答过程检验学生能否真正的使用已经得到的证据并通过读题收集到题目中隐藏的证据。学生能够活用证据线索可以反映出教学策略的运用是否成功，因此本环节也是对本研究核心部分的支撑环节，能够反映出本研究所提出策略的可行性，有助于研究的顺利进行。1.4策略运用原则1.4.1目标性原则在进行课堂教学的过程中，首先要确定教学的目标，借助手持技术渗透数形结合思想的教学要明确在课堂中渗透数形结合思想达到对学生证据推理核心素养的培养。其实在化学教学中很多内容的学习中都用到了数形结合的思想，但教材上没有给出数形结合思想的具体概念，这就要求教师统筹帷幄。化学教学中大多数教师只会在做题的过程中提到数形结合思想的方法，实际上教学中数形结合思想的渗透还没有落实到位，主要原因就是没有明确的教学目标，因此，教师在教学中要把渗透数形结合的思想作为教学目标之一，在教学设计过程中明确需要利用哪些知识如何去渗透数形结合的思想。（1）知识目标在运用借助手持技术渗透数形结合思想时要注意策略的运用与教学过程是对应的，因此其也要遵循完成课堂教学目标的教学原则，因此策略在运用过程中要注重循序渐进，完成教学目标。以影响化学反应速率的因素为例，本节内容的目标使引导学生掌握影响化学反应速率的因素并清楚速率对化学反应速率是怎样影响的，因此教学策略在运用过程中要注重选取合适的案例，案例的选择要注重全面性，化学反应速率的影响因素有很多，在教学时要注意分析不同因素的影响情况，因此本节内容在教学时可选择过氧化氢的反应，因为该反应不仅能够通过实验验证催化剂对化学反应速率的影响，还能够测定浓度、温度的因素对化学反应速率的影响。（2）策略目标借助手持技术渗透数形结合思想的策略在运用的过程中首先要遵循策略目标性原则，借助手持技术渗透数形结合思想的策略中“迁移应用，活用证据线索”是最终的目标，因此在策略的运用过程中要注重循序渐进，层层递进，学生在逐步的引导下最终能够灵活的运用数或者形解答对应的问题[36]。以测定化学反应速率为例，学生不仅仅要能够借助手持技术绘制对应的图像，还要能够通过处理图形即求导得出数量关系。但是学生不能只会求教学中的案例锌与硫酸反应的化学反应速率，如果将反应变为碳酸钠与盐酸的反应或者其它反应，亦或者题目通过产物体积等物理量表征该化学反应速率时学生也要能够随机应变，要活用数形结合，不仅仅局限于一个知识点或者一个反应，要能够通过数量关系解释曲线变化或者借助图像展示数量关系。策略在运用过程中主线要想着最终的目标出发，还要注意每一个策略的运用的阶段性目标，小目标逐一推进，最终达到最终目标。1.4.2系统性原则所有知识的安排和教学的顺序都是息息相关的，只有具有一定的系统性才能在学生的脑海中构建出正确的知识体系。数形结合思想蕴含在很多知识模块中，而这些知识分布在不同的章节，并且这些知识的教学不按先后顺序发生，可能这一节课的知识可以渗透数形结合的思想，下一节课就没有渗透数形结合思想的载体，所以渗透数形结合思想的教学存在分散性、不成体系等缺点，导致教学中渗透数形结合思想存在不完善性[37]。因此，教师要遵循系统性原则，归纳总结渗透数形结合思想的知识载体，让学生对数形结合思想有一个系统的认知。借助手持技术渗透数形结合思想的策略在运用过程中要注意缺一不可，策略是环环相扣，前后联系的，教师在运用过程中切忌跳跃式的运用，要遵循策略的先后顺序。运用策略也要注重知识内容的选择，策略是对一节知识的运用，并不要求一整个章节的渗透，教师在选取教学内容时要注意选择能够渗透数形结合思想的知识载体，不能生搬硬套导致学生认知上的错误。例如进行影响化学反应速率的因素教学时，教师要注重影响因素包括催化剂、浓度和温度等，教学时要注重逐一渗透，引导学生逐步认识催化剂、浓度和温度对化学而反应速率的影响，每个因素都有一定的环节且是运用了完整的策略，让学生对策略与知识内容都能够建构系统的认知。1.4.3反复渗透原则借助手持技术在化学教学中渗透数形结合思想并不是指一节课或者一次活动，而是全程的渗透，不一定要连续但是要经常渗透，因为数形结合思想比较抽象，学生难以理解与掌握[38]。因此在教学过程中，教师应遵循循序渐进的教学原则，引导学生从主题导入、作出猜想、实验探究、得出结论和迁移应用的过程中逐步认知数形结合的思想。它的学习是一个从简单到复杂，从抽象到具体的过程，只有经过反复操练，反复渗透，学生才能逐渐理解与应用数形结合的思想。因此，教师在要遵循反复渗透的教学原则。学生脑海中建构一定的知识或者思想方法是要经过一段时间的反复循环的，因此在教学中渗透数形结合思想并不仅仅局限在几次，教师在选择了合适的内容后要在教学中反复渗透数形结合思想，引导学生逐步突破[39]。例如教师在进行化学反应速率的影响因素这节知识点时，每一个影响因素都渗透完整的教学策略，最后进行的习题讲解中依旧逐步渗透数形结合思想，引导学生寻找题目给出的数量关系或者曲线变化从而得到正确的答案。学生在倾听老师讲解时思考知识内容寻找物质之间的数量关系，在预测图像时猜测数量变化关系，并了解形助数的方法，紧接着在实验中验证自己的方法并通过曲线的变化分析得到数量关系，最终数形结合掌握相关知识点。1.4.4学生参与原则教学中教师具有引导作用，但不能忽视学生的主体地位，只有让学生积极参与到教学活动中，学生才能发现知识的本质，打开思维，真正理解数形结合思想的含义。借助手持技术渗透数形结合思想的化学教学在教学过程中设置实验环节需要学生在此过程中自己动手进行实验验证自己的猜想，全过程都需要学生占主体地位，因此，教师在教学活动中，要让学生成为主角，引导学生积极参与课堂，反思总结，体会数形结合思想的含义，并在将“数”与“形”结合的过程中形成证据推理的核心素养。借助手持技术渗透数形结合思想的教学策略中，要求学生尝试绘制曲线，因此教师要引导学生剖析相关的实验内容，要主动参与到课堂中来提出自己猜想的曲线图像，手持技术实验也是设置学生实验环节，由学生自主实验并通过实验绘制需要的图