數字化實驗探究過氧化氫制取氧氣催化劑的選擇

方雪全

數字化實驗是通過采用傳感器實驗設備將實驗數據傳入電腦，進行實驗分析與探究的新型實驗形式，主要設備由“可控源+傳感器+數據采集器+計算機+處理軟件”組成。利用數字化實驗設備，對實驗數據進行分析整理，可以得出精確的實驗結果，從而總結科學合理的實驗結論，增強學生對化學的學習興趣，激發學生的探究欲望。數字化實驗應用于初中化學教學是未來課堂教學面向教育現代化的方向，是實現中學化學教學向國際接軌的一條途徑。

數字化實驗利用氧氣傳感器技術可以隨時測量化學反應中氧氣的含量變化。通過測量生成氧氣的含量高低可以判斷化學反應選擇哪種催化劑更好。氧氣在初中化學教學中是一種非常重要的氣體，實驗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、環保、制取速度快等優點，同時過氧化氫的價格低廉，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？通過數字化設備探究可以一目了然。設計一個對比實驗，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，將氧氣傳感器伸入到兩支試管內，通過數據采集器在相同時間內讀出生成氧氣的量，結果學生明顯看到在相同時間內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。

數字化實驗應用氧氣傳感器技術將實驗結果數字化，集合數字圖像形成鮮明的對比效果，能充分調動學生的多種感官去操作、觀察并獲取實驗知識，享受化學實驗的現代化成果。增強學生對化學現象和原理本質的認識，提高學生分析問題、解決問題的方法和能力，有利于發展學生的創新精神和實踐能力，使課堂實驗的教與學合二為一，是一種以學生為主體、教師為主導的新型教學方式。數字化實驗是一種新的實驗手段，在當下科技不斷發展的時代，人人都會用電腦，如何將化學實驗與電腦相連接必將是化學實驗的一次革命，發展空間巨大。數字化實驗引入初中化學課堂，必將使定量實驗得以創新，例如，用相同的方法還可以探究二氧化錳的質量對過氧化氫分解的影響等。當然，數字化實驗被所有的教師和學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，終點是一致的。

總之，通過數字化實驗探究過氧化氫制取氧氣催化劑的選擇可見數字化實驗是社會進步的需要，隨著互聯網軟件和硬件技術的進一步普及，信息技術在飛速發展，教育技術也需要改革。在當下熱點微課和翻轉課堂的呼聲中，數字化實驗是未來課堂教學的一種創新形式，是當代教育改革的大勢所趨。