新课程背景下传感器在高中化学实验中的应用研究 - 北师大二附中VIP免费

新课程背景下传感器在高中化学实验中的应用研究作者：郭晓雪区县：北京市西城区单位：北师大二附中电话：(010)62042244-3185手机：13811278356Email：guo.xiaoxue@163.com新课程背景下传感器在高中化学实验中的应用研究北师大二附中郭晓雪摘要：本文主要从三方面介绍了在新课程理念下，将传感器应用于高中化学教学中的应用案例，讨论了传感器对化学教学的影响。关键词：新课程理念传感器化学实验教学数据转换一、新课程理念对化学实验教学的要求新的高中化学课程标准明确指出：“通过实验探究，掌握基本的化学实验技能和方法，进一步体验实验探究的基本过程，认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用，提高化学实验能力。”因此，新课标理念下的高中化学教学要通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究过程，激发学习情趣，强化科学探究意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神。二、传感器技术应用于化学实验教学是一次教学手段的革新随着课程改革的不断深化，对于化学实验教学的认识也在不断深化，先进的科学技术不断引入到化学实验中。利用传感器进行化学实验教学，不仅开拓了现代化学实验教学的一个新的领域，而且改变并弥补了传统实验方法的不足，使实验不仅关注定性研究而且进行定量研究，而且更符合学生的认知规律。我们传统实验过于强调直接观察，让学生产生就有一种错觉，一说化学实验就和烧杯、试管、酒精灯……联系在一起，看不到实验现象就不叫化学实验；所以在化学实验中如果不能直接观察和看得到就好像没法做实验研究了，认为真正的科学实验就是这样子。化学学科的现代化实验，不是靠直接去测量观察而进行研究的，一般都要变成一种物理信号，然后进行转换测量和转换处理。传感器技术的引入会让学生意识到有些化学现象虽然不能直接观察到，但是并不意味着它们没有发生，可以借助一些工具把那些看不到的现象变得可观察、可分析。三、传感器技术在化学实验中的案例研究在化学实验中可用多种传感器，如pH传感器、电导率传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、压强传感器、色度计传感器等。通过传感器进行实验，改变了以往传统的实验方法，更使一些以前无法做到的实验得以实现。同时，就某些知识点，可以进行一些拓展实验，激励学生进行探究性学习，从而培养学生的自主探索、发现探究和合作学习的能力。具体主要体现在如下几个方面：（一）、通过传感器可以增强常规化学实验的可操作性及可观测性案例1：《新课程人教版高中化学必修1》中有一个探究碳酸钠和碳酸氢钠溶于水时温度变化的实验。在实验过程中发现，1g碳酸氢钠和碳酸钠分别溶于水时，用手触摸试管，感觉到其温度变化并不是很明显。如果增加其用量又会造成试剂的浪费。但如果采用温度传感器对碳酸钠和碳酸氢钠溶于水后的温度进行测量，会看到1g碳酸钠溶于水时，温度从15.4°升高到21.3°.碳酸氢钠溶于水时温度从15.4°降到14.5°.随后，将试剂的量逐步减少，再进行测量，得到结果如下表所示：表1碳酸钠和碳酸氢钠溶于水的温度变化表通过以上结果可以看出，碳酸钠溶于水的确伴有温度升高的现象，而碳酸氢钠溶于水伴有温度降低的现象。在实验室里，使用温度计和通过手触摸可以分别定量和定性的检测温度的变化，但是这两种方法的灵敏度都相对比较低，仅凭观察、触摸，很难获得真实可靠的实验结果。而利用传感技术，则大大增强了检测的灵敏度，只需要很少的量就能看到很明显的实验效果。案例2：在“化学平衡的影响因素”的教学过程中，压强对平衡的影响是个难点。传统实验中教师往往用针筒压缩NO2气体，让学生观察气体颜色的变化来体会平衡的移动，但是这样的颜色变化很不明显，学生观察也很不方便。压强传感器的出现很好地解决了这个问题，它通过压强变化曲线图让学生更加清楚地看到压强的变化规律，帮助学生更好地理解平衡移动的影响因素。[实验过程]药品质量碳酸钠温度碳酸氢钠的温度0.5g5.6°0.9°0.4g5.2°0.8°0.2g4.6°0.2°图1压强对平衡的影响实验装置图a、两个针筒分别充好空气和NO2气体，固定在铁夹台商，并连接好压强传感器；b、用力向下压固定器的上木板，迅速固定好双拧螺丝，...