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        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

        2019-10-03 15:21:05陳麗
        關(guān)鍵詞:教學(xué)案例實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        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)國內(nèi)外的研究經(jīng)驗(yàn),來對全新的數(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,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在吸取CO2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,曲線會迅速升高,最后確定為98.5%,這就表明水蒸氣含量會快速升高,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,對評價(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):

        [1]楊莉莉. 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].合肥師范學(xué)院,2018.

        [2]孟曉龍. 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)案例中的開發(fā)和應(yīng)用研究[D].合肥師范學(xué)院,2017.

        [3]石云.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例兩則[J].化學(xué)教與學(xué),2017(11):96-97+74.

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