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标题	探索“传感器”在高中化学实验中的应用
范文	李庆国 随着科学技术在化学实验中的不断融入，开辟出了现代化学实验教学的新领域，有效弥补了传统实验教学的不足。传感器可以将实验所需的物理量或化学量转变为电信号，再结合计算机对相关数据进行采集、记录和处理，使实验数据以图形、建模等处理后的形式展示出来，有利于学生更为直观、具体的观察分析，顺利挖掘数据背后的化学实验原理，不仅促进了学生的高效学习，还为学生与现代化接轨奠定了基础。 一、传感器应用于常规实验，增强实验灵敏度 高中化学实验大多靠耳、鼻、手、眼来观察实验现象，而有些实验现象不是很明显或稍纵即逝，学生没有感受到现象的存在，教师通过说教告诉学生实验现象和实验结论，难免让学生产生一种牵强附会的感觉，使得实验失去了一定的说服力。传感器可以快速捕捉这种变化，并将其转化为具体的数据供学生分析讨论，使学生感受到实验的真实存在，从而使课堂学习更加高效。 例如，在学习“碳酸钠和碳酸氢钠溶于水温度变化”时，将质量均为1g的碳酸钠和碳酸氢钠分别溶入相同体积的水中，让学生利用手来触摸试管外壁的温度变化。由于实验所用试剂量少、学生感知不同，实验现象并不是很明显，然而，增加用量会造成试剂浪费，即使利用温度计也会有较大的误差，很难让学生对结论信服。温度传感器的引入可以准确测量出碳酸钠和碳酸氢钠溶于水后的温度，并根据数据计算出温度变化量，以使实验更为真实、具体。 如表1所示，利用温度传感器进行实验，使学生清晰地看到温度的变化量，而不是单凭手的触摸来判断温度的升高或降低，使定性实验变为了一个定量实验，使学生顺利得到了正确结论：碳酸钠溶于水伴随着热量的产生，而碳酸氢钠溶于水则需要吸收热量。这种真实可靠的实验数据，只需很少量便可以达到明显的效果。 二、传感器应用于拓展实验，抽象理论具体化 高中化学中有一些理论性、抽象性较强的知识，例如电离、水解等知识，很难让学生直观感受到知识的真实存在，一直被视为教学中的难点。如果在实验中引入传感器，就可以将其中蕴藏看不见的知识外在化，将那些似乎看不到、摸不着的化学知识真真切切地展示在学生面前，并通过实验数据处理绘制成相关的曲线，以增强学生对知识的理解、掌握和运用。 例如，在学习“冰醋酸稀释过程中c（H+）的变化实验”时，单纯在冰醋酸中加水，学生看不到其中电离平衡的移动，然而结合电导传感器，学生就可以直观感受到随着加水的量逐渐增加，电导率也在逐渐变化，进而可以根据数据绘制出电导率与c（H+）之间的变化曲线（如图1所示）。 当然，在实验中，教师也要照顾到学生的实际认知思维，引导学生对实验原理进行分析讨论，以利用学生的思考来推进实验的前行。通过这样的实验操作，学生对“弱电解质的电离”理解的非常准确、到位。同时，实验刺激了学生的学习兴趣，使其积极主动地进行实验观察和图形分析，极大提高了学生的综合学习水平。 三、传感器应用于研究实验，促进操作简单化 研究性学习旨在学生能够根据自己的化学知识、技能和思想进行化学科学研究，以使学生能够真正从一个被动接受的学习者变为一个主动出击的探索者。在现实中，一些课外探究性的实验在数据采集和处理上难以实现，传感器不仅可以帮助学生捕捉到研究所需的数据，还能够进行复杂处理，在研究中发挥了很大的作用。 例如，在研究“二氧化碳对人体影响”时，学生知道教室内有时感到沉闷是因为空气中的二氧化碳含量高，但不知让人们感到不适的二氧化碳浓度具体是多少，于是学生利用传感器对教室中的二氧化碳浓度进行了测定，将测得的数据填入表2中。 利用传感器，学生对教室内的二氧化碳浓度进行了定量分析，明白了二氧化碳含量约在0.04%左右时，人们感觉还行；达到0.07%一0.1%时，就会感到不适，对此学生选择在三四节课后进行开窗通风。可见，传感器的使用不受时间、空间的限制，操作简单数据可靠易得，使学生深深体会到研究就在身边，懂得了如何关心环境、关心社会。 总之，新课程改革下的化学实验，要求学生通过学习掌握基本的实验技能和方法，体会科学研究与化学学习之间的相互统一，综合性地提高学生的实验能力。传感器是新课程下化学实验改革的一项重要举措，将复杂抽象的实验简单化，有效地将化学实验展示的更为清晰、科学和数据化，使课堂讲授的知识更具说服力，使化学实验手段在时代的进步中实现质的飞跃。
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