利用ＴＩ圖形計算器開展化學研究型課程

文章編號：1005－6629(2007)08－0033－02中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

90年代初登陸上海的TI圖形計算器結合相應的傳感器，能幫助學生獲得真實而相近的第一手資料，同時還能自動而迅速地分析數據以供學生參考，在研究型課程中有著廣泛的用途。

我們知道，在中學開展化學研究型課程有相當難度。

首先是條件上。在上海中學化學實驗室里，儀器設備雖談不上陳舊簡陋，但要利用現有儀器解決實際問題卻有些難度。

其次是教師。在風起云涌的課改浪潮中， 有一些教師運用開公開課的機會進行主題式教學，言必談“研究”，可實際上是老師在研究，學生跟著看而已。教師的理念仍需改進。

再有就是多媒體的誤導。時下，教師精心制作多媒體課件，或由學生做課件，課堂上以匯報形式告訴另一些學生，已成為時尚的公開課模式。仍然缺乏交互性的多媒體教育手段不能讓學生主動參與課堂上動態的認知過程。這種現代教育方式只能成為教師的演示工具，學生從黑板的仰望者變成屏幕的觀看者，難以成為學生自主學習、進行探索和發現有認知工具。

而TI圖形計算器則不同。機器雖小但內涵豐富，載入不同的程序，輔以不同的傳感器，可以完成多種任務。人手一機的操作形式使學生擁有了更多的主動權。同樣一個問題，不同的學生可以有不同的處理方式，但目標只是一個。而且，課題小組合作討論的學習方式為每位小組成員創設了均等發表見解的機會，學生將不僅從教師處獲得知識和方法，還可以從小組成員身上得到啟示。

比如有這樣一個問題：

等pH的HAc和HCl溶液，分別稀釋m、n倍，若稀釋后pH值依然相等，求m與n的關系。

在傳統實驗室找不到等pH值的HAc和HCl溶液，TI圖形計算器能做到。TI圖形計算器上連接兩個pH傳感器，并將傳感器分別置于相近濃度的HAc和HCl溶液中，調節兩溶液中加入水的量至顯示pH相等。

后面的操作很簡單，只要向剛剛獲得的等pH的HAc和HCl溶液中分別加水至第二次pH值相等，比較加水量多少就可以了。

學生初始方案：各取50ml等pH值的HAc和HCl溶液于燒杯中，然后分別加水，觀察pH變化。

結果：儀器沒有多大動靜。

疑問：是傳感器不靈敏嗎？

查閱儀器說明書：瞬時感應，誤差0.01%。

教師提示：50ml pH=1的HCl稀釋到多少ml才能使pH變為2？

學生頓悟：強酸pH變化1個單位，需要稀釋10倍。剛剛稀釋的程度太小了。

學生修改方案：各取5ml等pH值的HAc和HCl溶液于500ml燒杯中，然后分別加水，觀察pH變化。

結果：500ml燒杯中的5ml溶液根本沒法浸沒傳感器感應部位。

學生大失所望，一籌莫展。這時有個學生不經意中畫了一張pH－V水圖(圖1)，小組另一個成員得到了啟示，畫了另一張圖：pH-V酸圖(圖2)。

經過認真討論，學生一致認可以下方案：兩個100ml燒杯中各加入50ml水，分別逐滴滴加pH相等的HAc和HCl，觀察pH變化快慢程度。

結果：加HAc的溶液pH變化要慢一些。

結論：酸1為HCl，酸2為HAc。從圖象上可看出，要使同等pH的兩種酸稀釋后pH依然相等，HAc所需的水更多一些。所以本題答案m>n。

可以說，很多問題和矛盾只有在實際操作時才會遇到。經過這樣一種方案不斷否定、肯定的討論實踐過程，無論是科學方法還是團隊精神都被凸現了。

當然，TI圖形計算器只是學生研究性學習過程中的一個工具，決不能喧賓奪主，再次成為教師公開課作秀的道具。由于其價格不菲，在中學全面推開很有難度。有條件的學校可以配備相對齊全一些，不能人手一機的話可以考慮分組實驗。更重要的是已有儀器的功能開發和課題項目開發。