NEWS CENTER
新闻中心
高中手持技术实验：创新教学利器，点燃科学探究热情
发布时间：
2026-2-9 19:42:09
在当今科技飞速发展的时代，高中化学、物理、生物等理科教学正经历着一场深刻的变革。其中，高中手持技术实验作为一种新兴的教学模式，正以其便携性、实时性和互动性，悄然改变着传统实验室的边界，将科学探究的触角延伸至课堂内外。它不仅仅是仪器的更新换代，更是一种教育理念的革新，旨在培养学生的核心素养与实践能力。
什么是高中手持技术实验？
高中手持技术实验，通常指利用便携式数据采集器、传感器（如pH传感器、温度传感器、力传感器、光强传感器等）以及配套的软件，在课堂或课外进行的实时数据采集与科学探究活动。这套系统将看不见的微观变化或抽象概念，转化为直观、动态的图表和数据，让科学过程“可视化”。例如，在探究酸碱中和反应时，学生可以使用pH传感器实时监测溶液pH值的变化曲线，亲眼见证滴定终点的突跃，这比传统滴定实验仅靠颜色判断更为精确和深刻。
手持技术实验的核心优势与教学价值
相较于传统实验，高中手持技术实验展现出多方面的独特优势。首先，它极大地提升了实验的效率与精度。传统需要长时间观察或手动记录数据的实验，现在可以瞬间完成并自动生成图表，学生能将更多精力集中于分析数据、提出假设和得出结论上。
其次，它打破了时空限制，实现了探究的泛在化。学生可以手持设备测量教室内的光照强度、走廊的温度湿度，甚至回家测量不同饮料的酸度，将科学学习与真实生活紧密相连。最后，它有力地支撑了探究式学习。学生可以自主设计实验方案，通过实时反馈的数据不断调整探究路径，真正体验科学家发现问题、解决问题的完整过程。
高中手持技术实验的典型应用案例
案例一：化学——探究金属的腐蚀速率
在化学必修课程中，铁的生锈是一个经典课题。使用手持技术，学生可以将氧气传感器密封在装有铁钉、不同电解质溶液的容器中，实时监测容器内氧气浓度的下降速率。通过对比数据曲线，能定量分析电解质种类、浓度等因素对钢铁腐蚀速率的影响，使原本耗时数天的定性观察转变为短时间内可完成的定量探究。
案例二：物理——验证牛顿第二定律
在物理力学部分，传统验证牛顿第二定律的实验受摩擦力影响较大。利用力传感器和运动传感器，可以实时、同步地采集小车受到的拉力和加速度数据，软件直接绘制出a-F关系图。图像清晰直观，有效减小了系统误差，帮助学生更好地理解力与运动的瞬时关系。
案例三：生物——探究环境因素对光合作用的影响
学生可以使用二氧化碳传感器和光强传感器，密闭监测水生植物在不同光照强度下，周围水体中二氧化碳浓度的变化速率。通过数据对比，能定量得出光强与光合作用速率的关系，将课本上的结论转化为自己探究得出的鲜活证据。
有效开展手持技术实验的实用技巧
为了让高中手持技术实验发挥最大效能，教师和学生可以参考以下技巧：
- 循序渐进，注重融合：初期可选择教材中的经典实验进行技术升级，让学生熟悉设备操作。后期鼓励学生开展开放性的课题研究。
- 强化数据分析能力：实验的重点应从“做出现象”转向“读懂数据”。教师要引导学生学会从图表中提取信息、寻找规律、合理解释异常数据。
- 组建合作学习小组：设备数量有限时，小组合作是最佳模式。可设置操作员、记录员、分析师等角色，让每位学生都深度参与。
- 建立数字化实验资源库：学校可将成功的实验案例、典型数据曲线、学生研究报告归档，形成校本资源，供师生学习借鉴。
面临的挑战与未来展望
尽管前景广阔，但高中手持技术实验的普及仍面临一些挑战，如设备采购与维护成本、教师相关技术培训的缺乏、与现有课程体系和评价方式的融合等。然而，随着教育信息化2.0行动的深入推进和“强基计划”对基础学科拔尖人才的重视，手持技术作为连接理论与实践的桥梁，其重要性日益凸显。
未来，我们期待传感器技术更加微型化、智能化，成本进一步降低。同时，实验内容将更加跨学科、项目化，与人工智能、物联网技术结合，为学生创设更复杂的真实问题情境。可以预见，高中手持技术实验必将从一种新颖的教学辅助手段，发展成为培养未来科技创新人才不可或缺的常态化工具，持续点燃高中生对科学世界的探究热情。
