论手持技术在化学实验中的应用

题目：手持技术在实验教学中的应用指导教师：专业：化学学号：姓名论手持技术在化学实验中的应用【摘要】描述了手持技术的概念、特点及发展概况，介绍了手持技术的具体应用。学生通过学习掌握手持技术这门课程，将会学习到新的信息交流形式。而熟练的掌握，将使得化学实验过程更加清晰，使学生走出实验室进行实验和科学探究成为现实，也是对传统实验方法的有力补充。我国的手持技术研究水平总体也呈现出较为薄弱的局面，需要科学工作者们共同努力，开创我国手持技术的新局面【关键词】手持技术信息交流研究水平

手持技术的概念随着新课程改革的全面推进，信息技术与化学教学的整合研究成为当前教学研究的热点之一。近年来，手持技术开始在国内一些中学化学教学中应用。手持技术，又称传感技术，是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统。它能够测量的化学数据包括温度、电导率、压强、溶解氧、色度、二氧化碳浓度等。与动画模拟和教学课件这类信息技术相比，手持技术能够升入化学知识；内部，更加直观、定量和全面的辅助化学教学。二．手持技术的特点1.手持计算机的交流性能出现了新的师生反馈形式。有了手持计算机，电子记录不易丢失，教师可以对学生的作业提供直接的和秘密的反馈。学生可相互合作并对评估项目或进行中的工作产品的质量提供反馈。教师还可根据来自全班的匿名输入提供反馈，汇集个别学生的项目让教师和学生共同评论。最后，手持应用软件可汇集学生表现的数据，使教师和行政管理人员共享数据以促进教学分组，促进对学生教学需求的讨论。

2.无线手持技术采用新的信息交流形式，新的知识呈现方式，将个别数据集合成有条理的课堂思维，新的参与形式，促进学生和教师的反思，提高学习和教学效率。手持计算机有潜力使评价实践在支持不同情境中的教与学更有效、更有用。随着手持技术的进一步发展，手持计算机在课程评价中会有良好的应用前景。便于实验教学空间的开放手持设备的数据采集器和传感器体积轻巧，便于携带，能随时随地进行探究活动，并能将实验过程与结果进行及时存储、分析和处理，将其与化学实验教学有机融合，克服了传统实验课程只能被禁锢于实验室之中的窘境，为化学实验课程赋予了新的时代气息，使学生走出实验室进行实验和科学探究成为现实，也是对传统实验方法的有力补充。如钱扬义教授的研究组让学生利用手持设备中的温度传感器探究相同体积不同类型的气体（如氧气、氮气、二氧化碳、甲烷和空气）分别在太阳光和红外灯照射下温度的变化，分析数据，总结规律，从而使学生更好地理解了“温室效应”这一科学概念，促进了其原有“前概念”向科学概念的转变使化学实验过程更清晰，数据及后续处理更准确更简便

利用手持技术进行实验时仪器或电脑可自动收集实验数据，将其进行放大、储存、显示，并忠实地将实验过程用曲线、数据等形式记录下来，更好地诠释了变化的过程，且可使用语言、符号、曲线、数据四种方式表示，既方便直观，又可为进一步地研究提供依据。当与计算机相连时便可将实验变化过程同步展示，若利用微型摄像头还可将整个实验过程储存并回放，便于学生后续分析、处理，增加学生对科学探究活动的感受和体验，从而提高学生定量分析能力，与传统定量实验仪器相比优势明显。刘晓红等根据渗析原理运用手持实验技术记录胶体渗析实验过程水中离子浓度的变化，利用数据和图表说明生活中几种常见的半透膜：胶棉膜、鸡蛋壳、硫酸纸、保鲜膜对Fe（OH）3胶体的渗析性能，不仅使学生更直观地学习与实验，而且提高了学生利用科学手段分析和解决问题的能力。

研究生和大、中学教师在内的多群体多学科的集团军。钱扬义教授的专著《手持技术在化学学习中的应用与建模研究》(2009)中，将手持技术当作一种思维建模的工具进行研究，以此促进学生在模型构建、分组合作和学业成就方面的发展，代表了目前我国手持技术研究的最新成果［18］。

与前面2个阶段相比，这一阶段的研究更进了一步，如在研究方法上，从最初的典型样例法，到口语报告、视频分析与电脑屏幕记录等，再到如今的交叉研发法（需要化学、信息技术与自动化技术研发新产品）。更加注重借助量表、问卷等调查手段，试图从更加客观的角度评价手持技术的应用效果。这一阶段的研究刚刚起步，无论是在技术上和理论上都存在很大空间，有待相关的研究者做进一步的探索和发展。四、手持技术的具体应用例如：探究影响化学反应速率的因素【实验目的】加深对手持技术这一教学手段的了解，认识手持技术中气压传感器，学会运用手持技术开发并设计实验。【实验用品】仪器：带支管的试管（两个）、橡皮塞（两个）、注射器、胶皮管、数据采集器、压强传感器（配套）、手持技术配套软件、酒精灯；药品：3%过氧化氢溶液、二氧化锰、去离子水。【实验步骤】1.软件的基本设置：打开探索之星，双击DisELAB,选择有线，启动；点击工具栏中的文件新建文件，在选项中进行实验属性设置，在基本参数中采样频率设为1Hz，结束实验参数中采样总秒数设为500s；打开图形工具栏，图形标题可以命名为“催化剂对化学反应速率的影响”，左侧纵坐标中点击曲线，选择0号气压传感器，画线，画点，右侧纵坐标中点击曲线，选择1号气压传感器，画线，画点，横坐标中点击数据，选择时间。2.取10mL左右的3%过氧化氢溶液加入到试管1中。3.取少量二氧化锰加入到试管2中，再用注射器取10mL左右的3%过氧化氢溶液并扎在橡皮塞上，将此橡皮塞塞在试管2管口，暂时不加入。4.开启数据采集器，测量此时两个试管中的压强。5.再次连接好数据采集器并开始采集，加入注射器中的过氧化氢溶液并观察试管内的变化。6.待数据采集器上的曲线稳定后停止数据采集。点击截屏，图像保存在“影响化学反应速率的因素”文件夹下属的“影响化学反应速率的因素图”文件夹中。打开文件，数据保存在桌面“影响化学反应速率的因素”文件夹下属的“影响化学反应速率的因素数据”文件夹中。7.对图像进行分析。【实验研讨】1、哪些因素影响化学反应速率？答：1.反应时二氧化锰与过氧化氢的接触面积2.反应时的温度高低3.与过氧化氢的被分解程度有关2、哪些因素影响测量效果？如何改进？答：1.实验时装置的气密性改进：使用气密性好的装置进行加热2实验开始、结束的时间以及时间的长短改进：操作者控制好实验的开始、结束时间3传感器的响应程度是否够快，传感器上是否有灰尘结垢，传感器插入的深度，感温元件的粗细程度【实验总结】1.实验时，应该先加入固体药品二氧化锰，再加入液体药品。如果反过来加的