探究傳感器技術(shù)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

李 君

(安徽省蚌埠第二中學(xué) 233000)

現(xiàn)階段，信息技術(shù)在我國教育改革的過程中具備著極其重要的作用，怎樣將信息技術(shù)在教學(xué)中的作用全面的發(fā)揮出來，則成為了廣大學(xué)者、專家研究的熱點(diǎn)問題.傳感器技術(shù)進(jìn)入我國之后，在其開發(fā)性、便攜性以及智能性等相關(guān)特點(diǎn)的作用下，迅速成為了教育界研究的一個(gè)熱點(diǎn).

一、傳感器應(yīng)用于常規(guī)實(shí)驗(yàn)

高中化學(xué)教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，主要通過眼、耳、手、鼻等來對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，但部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象稍縱即逝，學(xué)生難以觀察到此種現(xiàn)象，如此一來教師只可以運(yùn)用口頭說教的方式將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論講述給學(xué)生聽，進(jìn)而造成學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度十分被動(dòng)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)的說服力差強(qiáng)人意.而傳感器則可以把這種變化抓住，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，以讓學(xué)生圍繞這些數(shù)據(jù)展開探討，加深其對(duì)實(shí)驗(yàn)真實(shí)存在的感受，有利于課堂教學(xué)效率與學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升.

以“碳酸鈉和碳酸氫鈉溶于水溫度變化”相關(guān)知識(shí)為例，教師在教學(xué)過程中，在體積相同的水中將質(zhì)量為1g的碳酸氫鈉和碳酸鈉溶入其中，給予學(xué)生引導(dǎo)，讓其借助手的觸摸，感受試管外壁溫度的改變.由于實(shí)驗(yàn)只運(yùn)用了很少的試劑量，同時(shí)學(xué)生的感知不一樣，因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯，如果將用量增多，又會(huì)浪費(fèi)試劑，就算使用溫度計(jì)也有一定的差異存在，最終結(jié)果難以讓學(xué)生信服.而運(yùn)用溫度傳感器，則能將碳酸氫鈉和碳酸鈉溶于水后的溫度準(zhǔn)確測量出來，并和數(shù)據(jù)相結(jié)合，把溫度改變的量計(jì)算出來，讓實(shí)驗(yàn)更加的具體與真實(shí).通過溫度傳感器開展實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生清楚的看到溫度變化量，而并非通過手的觸摸來辨別溫度的變化情況，讓定性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成了定量實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可較好的得出正確結(jié)論，也就是碳酸鈉溶于水會(huì)致使熱量產(chǎn)生，碳酸氫鈉溶于水會(huì)吸收熱量.這種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有可靠性和真實(shí)性，只需要少量便能將顯著的效果得到.

二、利用傳感器突破高中化學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)

在高中化學(xué)教學(xué)中，酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)屬于重難點(diǎn)知識(shí)，為了能夠讓學(xué)生熟練地掌握這方面的內(nèi)容，就需要引導(dǎo)學(xué)生理解酸堿中和滴定中pH存在的突躍.就傳統(tǒng)酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)而言，學(xué)生難以較為真實(shí)的感受到pH突躍的存在，通過對(duì)pH傳感器的運(yùn)用，則可以解決此問題.高中化學(xué)教師在進(jìn)行酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的過程中，可配合使用pH傳感器和滴數(shù)傳感器，進(jìn)而測算出滴定時(shí)混合溶液在pH方面呈現(xiàn)出來的變化情況，并通過圖像來表現(xiàn)出pH隨著濃度出現(xiàn)的變化，進(jìn)而得出酸堿綜合滴定曲線.

其次，在研究過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)的過程中，為了能夠?qū)羞^氧化鈉的空氣面罩進(jìn)行模擬，需要在氣球之中放入過氧化鈉，將其固定到三頸燒瓶口處，然后利用氧氣與二氧化碳傳感器，測定空氣之中氧氣與二氧化碳出現(xiàn)的濃度變化.將呼出的氣體吹入燒瓶內(nèi)經(jīng)干燥管之中，如此一來二氧化碳濃度就會(huì)上升，計(jì)算機(jī)之中顯示的數(shù)據(jù)變化為，二氧化碳由450ppm上升為12000ppm，氧氣則由20.8%減少到18.9%，如果通過總表顯示圖像，那么能觀察到過程性變化.其次，將氣球直立，在燒瓶底放入過氧化鈉，對(duì)氧氣與二氧化碳出現(xiàn)的變化進(jìn)行仔細(xì)的觀察.然后可發(fā)現(xiàn)兩條線出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)的情況，即二氧化碳減少，氧氣增多，大約在5min，二氧化碳含量幾乎為0.由此可見，在高中化學(xué)教學(xué)的過程中，應(yīng)用傳感器技術(shù)，可有效突破重難點(diǎn)知識(shí)，便于學(xué)生理解與掌握，進(jìn)而促進(jìn)課堂教學(xué)效果的提升.

三、利用傳感器可以將抽象理論具體化

高中化學(xué)知識(shí)存在著抽象性以及理論性的特點(diǎn)，諸如水解與電離等，但學(xué)生通常無法較為真實(shí)地感受到這些知識(shí)的存在.在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用傳感器，可將看不見的知識(shí)外在化，即把看不到、摸不著的化學(xué)知識(shí)真實(shí)地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解、掌握以及運(yùn)用.

例如，在教學(xué)“冰醋酸稀釋過程中c(H+) 的變化實(shí)驗(yàn)”時(shí)，只是簡單的將水加入到冰醋酸之中，學(xué)生無法觀察到電離平衡移動(dòng)，而運(yùn)用電導(dǎo)傳感器，學(xué)生則能夠直觀地感受到隨著加水量的提升，電導(dǎo)率也會(huì)發(fā)生變化，如此一來便能夠結(jié)合數(shù)據(jù)繪制出電導(dǎo)率和c(H+) 之間的變化曲線.同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中，教師需要重視學(xué)生的認(rèn)知思維，引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)原理，通過學(xué)生思維來促進(jìn)實(shí)驗(yàn)的開展.在此實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生能夠準(zhǔn)確的理解“弱電解質(zhì)的電離”.并且，實(shí)驗(yàn)可以有效的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)這門課程的興趣，讓學(xué)生能夠主動(dòng)積極的參與到實(shí)驗(yàn)過程中來，并增強(qiáng)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力.

總之，新課程改革的逐漸深入，出現(xiàn)了一系列新的教學(xué)方式.在高中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用傳感器，可簡化復(fù)雜、抽象的實(shí)驗(yàn)，以便于更加清晰與全面的對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行展示，讓教學(xué)知識(shí)更具說服力，讓學(xué)生喜歡化學(xué)，愛上化學(xué).