手持技術在高中化學中的應用

　　手持技術是指在掌上就可以操作的技術，它是由數據采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集和數據處理系統，同時，能與計算機連接完成各種后期處理的實驗技術系統。手持技術可以廣泛應用于理科實驗中，利用不同的傳感器方便而迅速地收集各類數據，如速度、溫度、聲音、光、電、力、PH值等。把手持技術融入到化學研究性學習中，學生可以打破定性實驗的局限，從定量的角度分析和解決問題，探求變量之間的因果關系，進一步培養學生的探究意識和嚴謹的科學態度，提高學生的問題解決能力。
　　
　　手持技術的應用意義
　　
　　拓寬實驗范圍，培養學生的探究能力。新課程改革對課程結構和課程內容進行了重大調整，旨在培養學生的科學素養和實用技能，切實反映學生生活經驗，改變學生學習生活和現實世界相脫節的狀況。但同時也給許多學校帶來巨大挑戰，如研究性學習、自主學習對學習資源提出了很高要求，而“手持技術”可以定量地進行各種學科實驗，可以同時采集多個實驗數據，進行量和量之間的關系研究。
　　以實驗為載體，激發學生的學習興趣。根據高中化學課程的基本理念，教師應該通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發學生的學習興趣，強化科學的探究意識，促進學習方式的轉變，在實踐中培養學生的創新精神和實踐能力。手持技術至少有十幾種不同的傳感器，如PH值傳感器，電導率傳感器，溶解氧傳感器等，利用這些性能各異的傳感器可以方便而迅速地收集各類數據。學生通過手持技術完成了以前傳統實驗室無法完成的實驗，探究過程讓學生不斷體驗到成功的喜悅，培養了學生的學習興趣。
　　進行定量研究，活躍學生的思維。高中階段的化學實驗大部分都是定性實驗，在長期定性實驗的訓練下，學生的思維僵化、呆板，而手持技術定量測定的特點帶給學生新奇的經歷，使他們的思維活躍，解題時能夠將定量和定性結合起來。如二氧化錳作催化劑的雙氧水分解，傳統的實驗操作只能了解催化劑可以加快或減慢化學反應的速率，但是應用手持技術可以準確地運用壓力傳感器測得所分解氧氣的壓力。
　　
　　手持技術在化學研究性學習中的應用案例
　　
　　案例1：酸雨PH值的測定。
　　收集雨水并靜置，利用PH傳感器連續測定一段時間內的PH值，以確定該地區雨水的平均酸度，加強學生對酸雨的認識，并探究該地區酸雨形成的原因。
　　手持技術儀器：PH傳感器、數據采集器。
　　案例2：利用手持技術研究北京市市區的熱島效應。
　　夏天，大家明顯感覺市中心比郊區溫度高，究竟城市和郊區的溫度相差多大？本試驗要求在一定時間內從指定的不同地方采集部分溫度，所選地點包括市區商業中心、市區居民區、市區休閑區、郊區，通過所測數據，分析形成熱島效應的原因。
　　手持技術儀器：溫度傳感器、數據采集器。
　　案例3：利用手持技術研究河水的污染狀況。
　　水體污染狀況及污染程度可以用很多指標來表示，如水溫、色度、濁度、透明度、PH值、電導率、酸堿度、二氧化碳含量、溶解氧、化學需氧量、總有機碳等。本實驗利用手持技術重點測定河水PH值、濁度、電導率、溶解氧、溫度等實驗數據，初步分析水質的污染狀況。
　　手持技術儀器：數據采集器、PH傳感器、溫度傳感器、電導率傳感器、濁度計。
　　案例4：利用手持技術研究雙氧水分解的最佳催化劑。
　　資料顯示，能使雙氧水分解的催化劑有很多種，本實驗重點研究二氧化錳、氧化銅、氯化鐵、氯化銅對雙氧水分解時的催化效果。學生通過壓力傳感器測定相同容器中壓強變化量，壓強變化量越大，則反應速率越快，催化效果越好。
　　手持技術儀器：壓力傳感器、數據采集器。
　　綜上所述，手持技術能進行大量的數據采集。定量的科學探究，無疑將提高學生科學探究的水平。把手持技術融入到研究性學習中，讓學生學會從定量的角度探究問題、分析問題，提高了學生的問題解決能力，培養了學生科學嚴謹的態度和對社會的責任感，真正體現了新課標的思想。■
　　□編輯 王宇華