1. 研究目的与意义
中学化学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。通过与计算机连接的传感器实时采集数据，记录数据，实现了时间上细微过程的实验过程数据自动记录，相当于用传感器和计算机代替人眼、手、纸和笔记录数据，实现了数据记录的时间连续性，实现了瞬间变化“可视化”，使得实验现象更易观察和分析。在教师讲授化学反应的条件、反应机理、影响因素等内容时，能提供很好的事实依据，有利于提高学生的学习兴趣，带动学生自主探究的积极性。学生在此过程中，还能开发创新意识，学会科学的数据处理方式。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。本课题以“光合作用”等演示实验为例来开展数字化实验的调查研究，拟在课堂教学中加入数字化实验的方式，以更直观可测的实验结果，让学生理解“化学与生命活动”这部分教学内容。
2. 研究内容和预期目标
“光合作用”是一个非常重要的概念，但是化学或生物课上一直缺乏相关的演示实验，主要是因为验证二氧化碳减少和氧气的增加无法用传统的试管实验完成，基于这两种气体传感器的数字化实验能够弥补这一缺憾；“温室效应”是关乎人类生存的重要气候调节器，但是二氧化碳的过度排放导致温室效应急剧增加，教材中没有相关的演示实验，设想用温度传感器来演示一组对比实验，观察空气和二氧化碳对温度变化的影响；“燃烧时产生一氧化碳”的实验长期以来没有直接的验证实验，设想用一氧化碳传感器探究一氧化碳产生的条件和数量，比如收集汽车尾气、实验室模拟炼铁的尾气，检验其中的一氧化碳的含量等。此实验对于学生理解一氧化碳的排放对人类的影响很有必要。
3. 研究的方法与步骤
“光合作用”的演示实验需要挑选一个处理二氧化碳能力强的植物来进行，连接传感器、数据采集器、计算机，制得二氧化碳及氧气浓度变化的曲线。经初步研究，小型水生植物饲养简单，能释放较多的氧气，在光照条件下，一定容器中，能测得氧气浓度能发生改变。故拟采用金鱼藻和水蕴草,模拟光合作用的过程。实验需要控制光照强度，以取得最佳的曲线。难点在于在一定量容器内，二氧化碳的量有限，考虑加入碳酸氢钠缓冲溶液来增加二氧化碳的量，以供植物进行光合作用。实验完成后，计划在课堂上演示，并通过问卷调查的形式，获得学生对于数字化实验的评价。
4. 参考文献
1、孙杰，鲍正荣，黄会林.利用手持技术探究影响硫酸铅溶解度的因素[j].中小学实验与装备，2005，15(6)：4-5
2、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
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2月22日－3月11日（3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14日－3月25日（第4-5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3月28日－4月29日（第6－10周）：实验室进行实验，完成实验量的50％左右，接受中期检查。
