中學(xué)化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)研究(編輯修改稿)
2025-10-08 08:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 停留在十九世紀末二十世紀初的水平的現(xiàn)狀，而今一門先進、高效的教育技術(shù) — 中學(xué)化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)在全國各地迅速推廣，為了使我省的中學(xué)化學(xué)教學(xué)的步伐跟上將先進的科學(xué)技術(shù)的引進教育教學(xué)及科學(xué)發(fā)展的節(jié)奏，對中學(xué)化學(xué)數(shù)字化實驗的研究具有不可忽視的必要性 。 作為一項先進的技術(shù)引入課堂教學(xué)中甚至在課堂教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，必然是個長期的過程，需要研究和解決的問題還很多。 本文將圍繞中學(xué)化學(xué)數(shù)字化貴州師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 實驗教學(xué)在中學(xué)化學(xué)教育教學(xué)中的幾大優(yōu)越性方面的內(nèi)容進行論述： 1 中學(xué)化學(xué)數(shù)字化 實驗使許多定性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)槎繉嶒灣蔀榭赡? 在以往的傳統(tǒng)實驗在操作過程中，雖然能體會和觀察到實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，但是那往往是學(xué)生的感性認識或者直接感知現(xiàn)象的存在；假如我們將數(shù)字化實驗的傳感器，數(shù)據(jù)采集器以及處理數(shù)據(jù)的計算機運用到實驗當中，那么在實驗過程中出現(xiàn)的各種參數(shù)變化就會以數(shù)據(jù)集表格和圖像的形式呈現(xiàn)在我們的眼球里，并且還能通過計算機的分析和處理得出更加細致的實驗數(shù)據(jù) [1]，如此一來，我們就能獲取到實驗過程中可能出現(xiàn)的某些超出人能感知的范圍的細微變化的數(shù)據(jù)，因為人的感官和感知是有局限的，那么，下面筆者就 如下實驗案例來具體說明。 例如在研究化學(xué)反應(yīng)的過程中能量的變化時，我們選取中和熱的測定實驗來進行具體分析： 中和熱的測定實驗 （探究型課程） 傳統(tǒng)實驗 數(shù)字化實驗 實 驗 目 的 化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的變化，是化學(xué)反應(yīng)的一大特征，酸與堿的中和反應(yīng)，同樣是一類重要的化學(xué)反應(yīng)。通過實驗弄明白中和反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生探究能力。 實 驗 原 理 強酸與強堿的實質(zhì)是：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成 1 mol /L 水時，所放出的熱量稱為中和熱。 藥 品 1 mol /L 鹽酸、 1 mol /L 氫氧化鈉溶液 實 驗 器 材 量筒、燒杯、 溫度計 計算機、數(shù)據(jù)傳感器、溫度計傳感器 貴州師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 實驗操作及步驟 分 別配置 1 mol / L 鹽酸 、 1 mol /L 氫氧化鈉溶液各 50 mL 。 分別取上述兩種溶液各 20mL ，同時加入 50mL 的燒杯中，并先用手撫摸燒杯外壁再用溫度計測量溶液的溫度，觀察其變化情況。 記錄問的溫度變化的數(shù)據(jù)。 實驗分析及總結(jié)。 分別配 置 1 mol /L 鹽酸、 1 mol /L 氫氧化鈉溶液各 50mL 。 將準備好的數(shù)據(jù)采集器與電腦連接，并將溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集器連接并檢查好接觸，同時將溫度傳感器置于一 50mL 干凈的燒杯中固定好，觀察計算機屏幕，并設(shè)置數(shù)據(jù)采集為每秒采集 10個數(shù)據(jù)，共采集 1000個數(shù)據(jù)。及圖像顯示和校準好溫度。 分別取上述兩種溶液各 20mL ，同時加入50mL 的燒杯中，并在計算機上點擊開始采集數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)及圖像的保存。 實 驗 數(shù) 據(jù) 學(xué)生主觀感覺燒杯有熱量產(chǎn)生 以表格及 tT 圖像形式 由上述實驗可知，從傳統(tǒng)實驗中學(xué)生僅僅能通過感覺及主觀認識認為燒杯外壁有熱量產(chǎn)生，亦即是燒杯內(nèi)實驗有 熱量的放出，但是對于有多少熱量產(chǎn)生及在反應(yīng)一段時間后熱量的變化情況等一無所知，又假如實驗過程中放出的熱量極小不足以使人能夠在燒杯外壁感覺到，用溫度計測量的變化也不明顯，那么學(xué)生又如何去了解此實驗是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，難道只能靠書本理論來檢驗這些問題嗎，當然，對比一下此實驗的數(shù)字化實驗的效果：實驗數(shù)據(jù)每秒采集 10個溫度數(shù)據(jù)，共采集 1000個數(shù)據(jù)，并同步將采集的數(shù)據(jù)繪制成圖像顯示與計算機屏幕上，如圖示： 1020304050607080901005 10 15 20 25 30 35 40 45 50t / s 圖 中和熱的測定數(shù)據(jù)圖譜 貴州師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）
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