數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究過氧化氫制取氧氣催化劑的選擇

方雪全

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是通過采用傳感器實(shí)驗(yàn)設(shè)備將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳入電腦，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析與探究的新型實(shí)驗(yàn)形式，主要設(shè)備由“可控源+傳感器+數(shù)據(jù)采集器+計(jì)算機(jī)+處理軟件”組成。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，可以得出精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而總結(jié)科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于初中化學(xué)教學(xué)是未來課堂教學(xué)面向教育現(xiàn)代化的方向，是實(shí)現(xiàn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)向國際接軌的一條途徑。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)利用氧氣傳感器技術(shù)可以隨時(shí)測量化學(xué)反應(yīng)中氧氣的含量變化。通過測量生成氧氣的含量高低可以判斷化學(xué)反應(yīng)選擇哪種催化劑更好。氧氣在初中化學(xué)教學(xué)中是一種非常重要的氣體，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的途徑之一是用過氧化氫在二氧化錳催化條件下分解，該方法不需要加熱，具有安全、環(huán)保、制取速度快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)過氧化氫的價(jià)格低廉，是一種很有前途的制取氧氣的方法。教材中探究了過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用，也講到了硫酸銅溶液也可以作為過氧化氫分解的催化劑。那么二氧化錳和硫酸銅溶液誰的催化效果更好呢？通過數(shù)字化設(shè)備探究可以一目了然。設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，方法如下：分別在兩支試管中加入10 ml 10%的過氧化氫溶液，再分別加入等量的二氧化錳和硫酸銅溶液兩種物質(zhì)，將氧氣傳感器伸入到兩支試管內(nèi)，通過數(shù)據(jù)采集器在相同時(shí)間內(nèi)讀出生成氧氣的量，結(jié)果學(xué)生明顯看到在相同時(shí)間內(nèi)二氧化錳作為催化劑，過氧化氫生成的氧氣更多，說明二氧化錳的催化效果更好。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用氧氣傳感器技術(shù)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)字化，集合數(shù)字圖像形成鮮明的對(duì)比效果，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官去操作、觀察并獲取實(shí)驗(yàn)知識(shí)，享受化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)代化成果。增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)現(xiàn)象和原理本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生分析問題、解決問題的方法和能力，有利于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，使課堂實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)合二為一，是一種以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的新型教學(xué)方式。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是一種新的實(shí)驗(yàn)手段，在當(dāng)下科技不斷發(fā)展的時(shí)代，人人都會(huì)用電腦，如何將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與電腦相連接必將是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一次革命，發(fā)展空間巨大。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)引入初中化學(xué)課堂，必將使定量實(shí)驗(yàn)得以創(chuàng)新，例如，用相同的方法還可以探究二氧化錳的質(zhì)量對(duì)過氧化氫分解的影響等。當(dāng)然，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)被所有的教師和學(xué)生接受并傳播開來還有很長的路要走，正所謂道路是曲折的，終點(diǎn)是一致的。

總之，通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究過氧化氫制取氧氣催化劑的選擇可見數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是社會(huì)進(jìn)步的需要，隨著互聯(lián)網(wǎng)軟件和硬件技術(shù)的進(jìn)一步普及，信息技術(shù)在飛速發(fā)展，教育技術(shù)也需要改革。在當(dāng)下熱點(diǎn)微課和翻轉(zhuǎn)課堂的呼聲中，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是未來課堂教學(xué)的一種創(chuàng)新形式，是當(dāng)代教育改革的大勢(shì)所趨。