論手持技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用

題目：手持技術(shù)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師：專業(yè)：化學(xué)學(xué)號：姓名論手持技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用【摘要】描述了手持技術(shù)的概念、特點及發(fā)展概況，介紹了手持技術(shù)的具體應(yīng)用。學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握手持技術(shù)這門課程，將會學(xué)習(xí)到新的信息交流形式。而熟練的掌握，將使得化學(xué)實驗過程更加清晰，使學(xué)生走出實驗室進行實驗和科學(xué)探究成為現(xiàn)實，也是對傳統(tǒng)實驗方法的有力補充。我國的手持技術(shù)研究水平總體也呈現(xiàn)出較為薄弱的局面，需要科學(xué)工作者們共同努力，開創(chuàng)我國手持技術(shù)的新局面【關(guān)鍵詞】手持技術(shù)信息交流研究水平

手持技術(shù)的概念隨著新課程改革的全面推進，信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)的整合研究成為當(dāng)前教學(xué)研究的熱點之一。近年來，手持技術(shù)開始在國內(nèi)一些中學(xué)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用。手持技術(shù)，又稱傳感技術(shù)，是由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集各種常見數(shù)據(jù)并能與計算機連接的實驗技術(shù)系統(tǒng)。它能夠測量的化學(xué)數(shù)據(jù)包括溫度、電導(dǎo)率、壓強、溶解氧、色度、二氧化碳濃度等。與動畫模擬和教學(xué)課件這類信息技術(shù)相比，手持技術(shù)能夠升入化學(xué)知識；內(nèi)部，更加直觀、定量和全面的輔助化學(xué)教學(xué)。二．手持技術(shù)的特點1.手持計算機的交流性能出現(xiàn)了新的師生反饋形式。有了手持計算機，電子記錄不易丟失，教師可以對學(xué)生的作業(yè)提供直接的和秘密的反饋。學(xué)生可相互合作并對評估項目或進行中的工作產(chǎn)品的質(zhì)量提供反饋。教師還可根據(jù)來自全班的匿名輸入提供反饋，匯集個別學(xué)生的項目讓教師和學(xué)生共同評論。最后，手持應(yīng)用軟件可匯集學(xué)生表現(xiàn)的數(shù)據(jù)，使教師和行政管理人員共享數(shù)據(jù)以促進教學(xué)分組，促進對學(xué)生教學(xué)需求的討論。

2.無線手持技術(shù)采用新的信息交流形式，新的知識呈現(xiàn)方式，將個別數(shù)據(jù)集合成有條理的課堂思維，新的參與形式，促進學(xué)生和教師的反思，提高學(xué)習(xí)和教學(xué)效率。手持計算機有潛力使評價實踐在支持不同情境中的教與學(xué)更有效、更有用。隨著手持技術(shù)的進一步發(fā)展，手持計算機在課程評價中會有良好的應(yīng)用前景。便于實驗教學(xué)空間的開放手持設(shè)備的數(shù)據(jù)采集器和傳感器體積輕巧，便于攜帶，能隨時隨地進行探究活動，并能將實驗過程與結(jié)果進行及時存儲、分析和處理，將其與化學(xué)實驗教學(xué)有機融合，克服了傳統(tǒng)實驗課程只能被禁錮于實驗室之中的窘境，為化學(xué)實驗課程賦予了新的時代氣息，使學(xué)生走出實驗室進行實驗和科學(xué)探究成為現(xiàn)實，也是對傳統(tǒng)實驗方法的有力補充。如錢揚義教授的研究組讓學(xué)生利用手持設(shè)備中的溫度傳感器探究相同體積不同類型的氣體（如氧氣、氮氣、二氧化碳、甲烷和空氣）分別在太陽光和紅外燈照射下溫度的變化，分析數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律，從而使學(xué)生更好地理解了“溫室效應(yīng)”這一科學(xué)概念，促進了其原有“前概念”向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變使化學(xué)實驗過程更清晰，數(shù)據(jù)及后續(xù)處理更準(zhǔn)確更簡便

利用手持技術(shù)進行實驗時儀器或電腦可自動收集實驗數(shù)據(jù)，將其進行放大、儲存、顯示，并忠實地將實驗過程用曲線、數(shù)據(jù)等形式記錄下來，更好地詮釋了變化的過程，且可使用語言、符號、曲線、數(shù)據(jù)四種方式表示，既方便直觀，又可為進一步地研究提供依據(jù)。當(dāng)與計算機相連時便可將實驗變化過程同步展示，若利用微型攝像頭還可將整個實驗過程儲存并回放，便于學(xué)生后續(xù)分析、處理，增加學(xué)生對科學(xué)探究活動的感受和體驗，從而提高學(xué)生定量分析能力，與傳統(tǒng)定量實驗儀器相比優(yōu)勢明顯。劉曉紅等根據(jù)滲析原理運用手持實驗技術(shù)記錄膠體滲析實驗過程水中離子濃度的變化，利用數(shù)據(jù)和圖表說明生活中幾種常見的半透膜：膠棉膜、雞蛋殼、硫酸紙、保鮮膜對Fe（OH）3膠體的滲析性能，不僅使學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)與實驗，而且提高了學(xué)生利用科學(xué)手段分析和解決問題的能力。

研究生和大、中學(xué)教師在內(nèi)的多群體多學(xué)科的集團軍。錢揚義教授的專著《手持技術(shù)在化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用與建模研究》(2009)中，將手持技術(shù)當(dāng)作一種思維建模的工具進行研究，以此促進學(xué)生在模型構(gòu)建、分組合作和學(xué)業(yè)成就方面的發(fā)展，代表了目前我國手持技術(shù)研究的最新成果［18］。

與前面2個階段相比，這一階段的研究更進了一步，如在研究方法上，從最初的典型樣例法，到口語報告、視頻分析與電腦屏幕記錄等，再到如今的交叉研發(fā)法（需要化學(xué)、信息技術(shù)與自動化技術(shù)研發(fā)新產(chǎn)品）。更加注重借助量表、問卷等調(diào)查手段，試圖從更加客觀的角度評價手持技術(shù)的應(yīng)用效果。這一階段的研究剛剛起步，無論是在技術(shù)上和理論上都存在很大空間，有待相關(guān)的研究者做進一步的探索和發(fā)展。四、手持技術(shù)的具體應(yīng)用例如：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實驗?zāi)康摹考由顚κ殖旨夹g(shù)這一教學(xué)手段的了解，認(rèn)識手持技術(shù)中氣壓傳感器，學(xué)會運用手持技術(shù)開發(fā)并設(shè)計實驗?！緦嶒炗闷贰績x器：帶支管的試管（兩個）、橡皮塞（兩個）、注射器、膠皮管、數(shù)據(jù)采集器、壓強傳感器（配套）、手持技術(shù)配套軟件、酒精燈；藥品：3%過氧化氫溶液、二氧化錳、去離子水。【實驗步驟】1.軟件的基本設(shè)置：打開探索之星，雙擊DisELAB,選擇有線，啟動；點擊工具欄中的文件新建文件，在選項中進行實驗屬性設(shè)置，在基本參數(shù)中采樣頻率設(shè)為1Hz，結(jié)束實驗參數(shù)中采樣總秒數(shù)設(shè)為500s；打開圖形工具欄，圖形標(biāo)題可以命名為“催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，左側(cè)縱坐標(biāo)中點擊曲線，選擇0號氣壓傳感器，畫線，畫點，右側(cè)縱坐標(biāo)中點擊曲線，選擇1號氣壓傳感器，畫線，畫點，橫坐標(biāo)中點擊數(shù)據(jù)，選擇時間。2.取10mL左右的3%過氧化氫溶液加入到試管1中。3.取少量二氧化錳加入到試管2中，再用注射器取10mL左右的3%過氧化氫溶液并扎在橡皮塞上，將此橡皮塞塞在試管2管口，暫時不加入。4.開啟數(shù)據(jù)采集器，測量此時兩個試管中的壓強。5.再次連接好數(shù)據(jù)采集器并開始采集，加入注射器中的過氧化氫溶液并觀察試管內(nèi)的變化。6.待數(shù)據(jù)采集器上的曲線穩(wěn)定后停止數(shù)據(jù)采集。點擊截屏，圖像保存在“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”文件夾下屬的“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素圖”文件夾中。打開文件，數(shù)據(jù)保存在桌面“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”文件夾下屬的“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素數(shù)據(jù)”文件夾中。7.對圖像進行分析。【實驗研討】1、哪些因素影響化學(xué)反應(yīng)速率？答：1.反應(yīng)時二氧化錳與過氧化氫的接觸面積2.反應(yīng)時的溫度高低3.與過氧化氫的被分解程度有關(guān)2、哪些因素影響測量效果？如何改進？答：1.實驗時裝置的氣密性改進：使用氣密性好的裝置進行加熱2實驗開始、結(jié)束的時間以及時間的長短改進：操作者控制好實驗的開始、結(jié)束時間3傳感器的響應(yīng)程度是否夠快，傳感器上是否有灰塵結(jié)垢，傳感器插入的深度，感溫元件的粗細(xì)程度【實驗總結(jié)】1.實驗時，應(yīng)該先加入固體藥品二氧化錳，再加入液體藥品。如果反過來加的