1. 研究目的与意义
长期以来在中学化学教学实践中,传统的试管实验很难让学生清晰地看到实验现象,满足教学的真正要求,教师传授知识时显得底气不足。有些间接知识或别人的经验理论,教师只能用传授法灌输给学生,与当下的探究教学大方向不符。中学化学数字化实验系统对学生的发展能够起到积极作用,增进学生对化学现象和原理本质的认识,提高学生分析问题、解决问题的方法和能力,有利于发展学生的创新精神和实践能力。在教学中使用中学化学数字化实验系统,对提高中学化学教学的现代化水平和教师专业素质发展都具有积极的作用。
2. 研究内容和预期目标
数字化实验系统是根据新课程改革而开放的新的实验设备,主要由传感器、数据采集器、计算机及数字化实验系统软件构成。数字化实验参与到教学中来,极大地敦促了教师理念的提升,促进了教师实验行为的提高以及教学效果的改善。
中学数字化实验系统可以将化学反应和现象的本质转化为可监测的信号,从而帮助人们更深入地研究化学现象和反应的本质和规律,具有先进、便捷、实时、准确、综合、直观等显著特点。例如在金属活动性强弱的比较时,简单的试管实验没有明显的实验现象,造成学生学习的盲点。因此本课题采用电导率传感仪测定反应中溶液电导率的变化,通过计算机直接形成图像,预期由图像得出金属活动性比较结果。直观、有说服力,也就能够达到实验解释结论的最终目的,让学生能够对知识点有更加深刻的理解,并且对化学更加有兴趣,对于教师的教学有更大的帮助,使得化学课堂更加生动,让化学数字化实验走进课堂。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:实验探究法
盲点:铝、锌金属活动性差异用传统的试管实验很难比较出差异,一方面因铝的表面有氧化铝保护膜保护,使得铝的反应活性很难真实表现,另一方面是气泡冒出的速度确实相差不大,这就使金属活动性的传授显得底气不足;氢氧化钙的溶解性随温度升高而降低,但是缺乏实验佐证;氢氧化钠溶于水的实验中能量的变化,只能通过手的触摸来感受,没有强有力的直观证据等。
改进方法:铝、锌金属活性比较,利用铝和锌与稀硫酸反应生成硫酸铝与硫酸锌的导电率的不同,通过传感仪器的测定就可以直观感受到金属活动性强弱。温度对氢氧化钙的溶解度的影响,改变溶液温度,同时通过溶液电导率的测定,由电导率的变化推出溶液浓度,从而知道溶解度的变化,比肉眼去判断溶质析出与否更有说服力。氢氧化钠溶于水,利用温度传感器可以直接看到溶液温度的变化,从而得出能量变化的结论。
4. 参考文献
1.田长明.寻求突破--让传感技术改变化学课堂第二届"威尼尔杯"数字化实验设计大赛的一些思考[j].中学化学教学参考,2013,(9):69-71
2.韦新平.基于solo分类理论的化学四重表征教学研究以浓度对化学平衡的影响为例[j].化学教学,2013,(10):31-33
3.王东.数字化实验在化学教学中的作用对过氧化氢分解速率影响因素的探究[j].中学化学教学参考,2008,(11):43-44
5. 计划与进度安排
1.2022年3月2日-3月27日(第5周前):接受毕业论文任务书,查阅参考文献,完成开题报告。
2.2022年3月30日-4月10日(第5-6周):制定实验方案,做好实验所需仪器设备和化学试剂等各项准备工作,进入实验室。
3.2022年4月13日-5月15日(第7-11周):实验室进行实验,完成实验量的50%左右,接受中期检查。
