中學(xué)化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例開發(fā)及其應(yīng)用研究

陳麗

摘要：若想合理地采用信息技術(shù)來有效地填補(bǔ)過去實(shí)驗(yàn)方式所帶來的弊端，讓數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中能夠全面地體現(xiàn)出其價(jià)值，那么相關(guān)教育工作者就要根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究經(jīng)驗(yàn)，來對(duì)全新的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式進(jìn)行鉆研，在和傳統(tǒng)的教學(xué)形式進(jìn)行比較之后，充分發(fā)揮數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，并研究出數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的案例，這樣一來就能夠讓學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)數(shù)字?實(shí)驗(yàn)教學(xué)?教學(xué)案例

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式概述

若想合理地制定數(shù)字化實(shí)驗(yàn)案例，并將其與中學(xué)化學(xué)進(jìn)行結(jié)合，那么就要在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，將各種案例巧妙地與教學(xué)模式進(jìn)行融合，如此一來就能夠讓師生合理地采用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)案例.現(xiàn)在，不管是傳統(tǒng)的教學(xué)形式，或是最新研究出的教學(xué)形式，已經(jīng)較為成熟的已經(jīng)有以下幾種：實(shí)驗(yàn)探究模式、課題探究模式等.

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)案例開發(fā)

1.用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究石灰水與濃燒堿溶液吸收CO2的能力.

（1）研究背景

在進(jìn)行初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)期間，很多教師覺得能夠采用石灰水來吸取CO2，不過盡量要采用燒堿溶液來進(jìn)行吸取，通過認(rèn)真地研究發(fā)現(xiàn)，飽和石灰水沒有較高的濃度，單位體積中的OH-也不大，所以不能夠隨意吸取CO2.通過計(jì)算得知，50mL的飽和石灰水如果全部被CO2所吸取，那么也就能夠獲取25mL，燒堿溶解度不錯(cuò)，而且單位體積中的OH-數(shù)量也較多，所以能夠吸取全部的CO2.而如今比較先進(jìn)、使用較為普遍的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，則能夠直接比較它們?cè)谖O2方面的差別.

（2）儀器、藥品

計(jì)算機(jī)、Y型管、止氣夾、膠皮管等.

（3）實(shí)驗(yàn)裝置圖

（4）實(shí)驗(yàn)步驟

如圖1所示，連接號(hào)儀器，采用止氣夾K3.

運(yùn)行數(shù)字化信息系統(tǒng)操作界面，先打開“波形圖”，之后再點(diǎn)“開始”按鈕，這個(gè)時(shí)候壓強(qiáng)傳感器所檢測(cè)出的結(jié)果就是瓶里真實(shí)的CO2的壓強(qiáng).

使用止氣夾K1，往瓶子里灌進(jìn)50mL飽和石灰水，結(jié)束以后對(duì)細(xì)口瓶進(jìn)行輕輕的搖晃，然后查看波形圖.

④在曲線穩(wěn)定以后，再采用止氣夾K2，往瓶里灌進(jìn)50mL濃燒堿溶液，結(jié)束以后停止使用止氣夾K3，輕輕的搖晃細(xì)口瓶，過段時(shí)間以后再搖晃細(xì)口瓶，然后查看波形圖.

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（6）實(shí)驗(yàn)分析

在圖2當(dāng)中，壓強(qiáng)起始值是101kPa，曲線起點(diǎn)到a點(diǎn)體現(xiàn)出的是瓶里的原始?xì)鈮?，a點(diǎn)到b點(diǎn)曲線處于升高狀態(tài)，是因?yàn)榉胚M(jìn)的石灰水會(huì)給瓶里的氣體構(gòu)成擠壓，b點(diǎn)到c點(diǎn)，曲線下降，是因?yàn)槭宜×艘恍〤O2，c點(diǎn)大于a點(diǎn)，這就表明所吸取的氣體體積不大于石灰水的體積，c點(diǎn)到d曲線還處于升高狀態(tài)，這是因?yàn)榉湃肓藵鉄龎A溶液，d點(diǎn)到e點(diǎn)，曲線下滑幅度較明顯，這是因?yàn)闈鉄龎A溶液在迅速的吸取瓶里的CO2.

在圖3中，f點(diǎn)到g點(diǎn)，曲線處于下滑狀態(tài)，最后降到了28kPa，這主要是因?yàn)槌煞值膿u晃了細(xì)口瓶，造成濃燒堿溶液能夠充分吸取瓶里剩余的CO2.

最終的實(shí)驗(yàn)表明，飽和石灰水吸取不能夠全面吸取CO2，不過相同量的濃燒堿溶液則能夠全面吸取CO2.

2.用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究人體吸入空氣與呼出氣體的差異.

（1）儀器、藥品

計(jì)算機(jī)、塑料瓶、濕度傳感器等、二氧化碳傳感器等.

（2）實(shí)驗(yàn)裝置圖

（3）實(shí)驗(yàn)步驟

①如圖4，將各種儀器以及數(shù)據(jù)線進(jìn)行銜接，并采用二氧化碳傳感器.

②進(jìn)入到數(shù)字化信息系統(tǒng)操作界面，然后先打開“波形圖”，然后點(diǎn)“開始”按鈕，這個(gè)時(shí)候傳感器所檢測(cè)到的是瓶里空氣里所包含的氧氣、二氧化碳等.

③利用膠皮管往塑料瓶里呼出氣體，瓶里的氣體就會(huì)在三個(gè)傳感器的插口的細(xì)縫中排除，這樣瓶里的氣體就能夠進(jìn)行互換，然后再查看波形圖.

④依次保存三個(gè)通道界面的圖像.

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（5）實(shí)驗(yàn)分析

在圖5當(dāng)中，所體現(xiàn)的是氧氣含量，初始值是19.1%，呼出氣體后，曲線就會(huì)逐漸降低，最后確定在16.5%.這就很好地表明氧氣含量降低了，但是降低幅度并不明顯.

圖6體現(xiàn)出的是二氧化碳含量的波形圖，初始值是575ppm，在呼出氣體后，曲線迅速升高，最后確定為45100ppm，這就表明二氧化碳含量迅速的升高，而且升高的程度還非常明顯，擴(kuò)大了80倍.

圖7所體現(xiàn)的是水蒸氣含量的波形圖，初始值是42.5%，在呼出氣體后，曲線會(huì)迅速升高，最后確定為98.5%，這就表明水蒸氣含量會(huì)快速升高，而且升高幅度非常的明顯，擴(kuò)大了2倍.

通過實(shí)驗(yàn)我們能夠了解到，要將數(shù)字化徹底的與教材進(jìn)行結(jié)合，以此來強(qiáng)化數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的作用.有一部分師生還不完全認(rèn)可數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，主要是因?yàn)榻滩牟]有和其進(jìn)行結(jié)合，對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也沒有采取具體的規(guī)定，而如果能夠有效融合的話，那么就能更好地推動(dòng)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的效果，而且能夠更好地讓師生所接受.

參考文獻(xiàn)：

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