DIS实验专题介绍PPT课件.pptx

DIS实验专题介绍2024/2/29 周四1现代教学理念现代教学理念强调培养学生主动发展意识、创新意识和能力。现代教学理念强调在做的过程中，通过一定得手段、策略来搜集信息、通过重新组织和转换来分析信息、处理信息，并进行反思和重建。现代教学理念强调在探究性学习过程中培养学生总体策划和过程策划的能力，具有一定得策略意识和根据实际情况来调整方案的能力。现代教学理念强调对实验结果质疑诘问的意识和创新的意识与能力。2024/2/29 周四2DIS系统简介DIS(Digital Information System)实验技术，又称“数字化信息系统”，是一种基于传感技术和计算机技术的自然科学实验研究平台。PASCOVernier美国Cobra德国Pico英国山东远大与上海市中小学数字化实验系统研发中心-朗威南京-Swr等等中国2024/2/29 周四3DIS在实验技术的优越性DIS实验实现了实验仪器的升级DIS实验的使用拓宽了实验的范围DIS实验加深了实验研究的速度DIS在科学探究中的优势DIS实验是科学图案就教学过程的重要组成部分DIS实验可以实现真正意义上的科学探究DIS实验成为强大的科学探究平台2024/2/29 周四4系统组成辅以各种实验辅材和涉及物理、化学、生物等学科传感器（适配链接置）数据采集器实验分析软件2024/2/29 周四5DIS实验系统简介2024/2/29 周四6实验技术特点便携准确：既可以由机器或电脑自动收集实验数据，又可以人工控制收集。实时：数据变化过程与实验过程同时进行。综合：它与各种探头连接，可同时进行八种物理、化学、生物、环境、气象等学科和探索研究。直观：可以图像、指针、刻度表、表格等多种形式动态实时地显示实验的变化过程。优点2024/2/29 周四7DIS对科学教育的影响与帮助由注入式变为探究式教学方法的改变现代化的学科实验研究性学习等综合实践活动学科综合教学教学模式的改变大众的、生活的、实用的和实验的科学既重结果，也注重过程，参加实践，学会研究学生在教学过程中的主体地位，有利于培养其创新思维以及发现问题、提出问题、解决问题、搜集处理数据的能力学科内及学科间的整合随时随地探索和发现科学教学理念的改变2024/2/29 周四8软件应用步骤.传感器：传感器是一系列根据一定的物理化学原理制成的物理化学量的感应器具，它们能把外界环境中的某个物理化学量的变化以电信号的方式输出，再经数据模拟装置转化成数据或图表的形式在数据采集器上显示并储存起来。主要包括如PH、二氧化碳、溶解氧、温度、压力、电流、电压等传感器。2024/2/29 周四9软件应用步骤.数据采集器：可以同时接入四路传感器、并行输入。主要功能是将由各类传感器采集到的各种具有模拟特征的科学变量转换成能被计算机可以接受的数字。2024/2/29 周四10.硬件的连接：2024/2/29 周四11.DIS实验系统软件实验系统软件教材专用软件（完成中学教材中几乎所有的演示实验和学生实验，简洁、易用，更贴近课堂教学）教材通用软件（自行设定许多功能，如组合显示、分析计算、曲线拟合等扩展功能，因而更适于探索研究）2024/2/29 周四12DIS实验在教学中的应用价值1、数字化实验对实验过程的影响2、数字化实验对化学实验教学产生的影响3、数字化实验对学生的影响2024/2/29 周四13数字化实验对实验过程的影响数字化实验观察环节可视性可重复性数据采集环节准确得到实验数据数据分析环节强大的数据处理能力2024/2/29 周四14数字化实验对化学实验教学产生的影响实验教学设计思想学生操作过程实验中间环节2024/2/29 周四15数字化实验模块化和功能封装测量类型测量范围测量精度软件支持的条件模块系统提供的黑箱模式不必关心系统2024/2/29 周四16实验教学将使一些层面相对简化，而使另一些层面更深入在数据处理上，有明确的处理形式的机械性工作，可以交给计算机来自动完成，使处理数据层面上工作简单化；这样做的目的是否意味我们对数据的关注可以减少呢？答案是否定的。因为我们要求学生转而关注数据之间的化学原理和数据背后更深入层次上的分析，就是说可以引导学生把精力从简单层面上转移到较深入的地方。2024/2/29 周四17化学实验教学在实验内容上调整带来机遇在传统中学化学实验中不能做或没有条件做的实验，在数字化设备下就可以成功的完成。这样，我们可以设计出各种探究型实验，以适应高中化学课程标准中“化学实验专题”选修模块的需要。2024/2/29 周四18数字化实验将打破传统实验教学的固有模式一方面学生可以比较方便地根据不同的目的设计实验；另一方面，对于同一个实验，不同学生之间在学习目的上可以互不相同，实验既可以探究性的，也可以是验证性的。中学化学实验自主性开放性探索性2024/2/29 周四19例如，在水污染的研究中，学生把采集到的水样通过传感器来得出水中的pH、溶氧量、硬度等等数据，利用计算机进行数据处理，利用计算机转换的图表对不同采集地的水质进行比较。这样，学生在实验过程中获得的信息可以是图形的和数值的、静态的或动态的、定性的或定量的，并借助计算机进行一定的分析，从而得出有关结论。2024/2/29 周四20数字化实验对学生的影响提高学习积极性自觉利用课余时间全体学生积极参与在酸碱中和滴定中，当他们获得了一个很漂亮的曲线时，他们就显得很兴奋。根据国外一个调查显示:被调查61名学生普遍感到“学习压力减轻”、实验独立性增强、化学原理更加清楚。有些学生反映学习如何使用计算机及其相关技术对他们未来生活更加有利，只有2名学生表示不愿意进一步学习这个内容。2024/2/29 周四21应用案例研究放热反应用温度传感器和pH传感器跟踪氢氧化钠溶解过程中温度和pH的变化，探讨氢氧化钠溶解过程的热效应和pH变化的影响因素2024/2/29 周四24应用案例研究酸碱滴定氢氧化钠和盐酸的反应用温度传感器和pH传感器跟踪中和反应过程中溶液pH和温度的变化，得到同一坐标系中的pH和温度变化曲线2024/2/29 周四25应用案例研究化学催化作用二氧化锰存在时的双氧水分解用压力传感器跟踪两瓶分别加于不加二氧化锰时的双氧水分解过程中的压力变化，通过分析所得的压力变化曲线，探讨催化剂对反应速率的影响2024/2/29 周四26应用案例研究二氧化碳使蜡烛火焰熄灭点燃烧杯中的蜡烛，讲CO2缓慢倒入烧杯中，利用光强度和二氧化碳传感器分别跟踪燃烧过程的变化。通过分析光强度和二氧化碳浓度的变化，定量地体验二氧化碳使蜡烛熄火的实质过程。2024/2/29 周四27应用案例研究盐水电导率用电导率传感器跟踪盐溶解于水的过程中溶液电导率的变化，通过分析得到的电导率变化曲线，并进行教学建模，得到不同盐的溶解方程，进一步讨论盐的溶解速率和影响因素2024/2/29 周四28应用案例研究盐水电导率用电导率传感器跟踪盐溶解于水的过程中溶液电导率的变化，通过分析得到的电导率变化曲线，并进行教学建模，得到不同盐的溶解方程，进一步讨论盐的溶解速率和影响因素2024/2/29 周四29应用案例在中学阶段中有一个二氧化氮与四氧化二氮的转变，用以验证压强对化学平衡影响的实验，但由于用肉眼很难观察到颜色随着压强的变化，新教材就删掉了这个实验。如果改用数字化实验就能准确地测得这些变化，只需在实验中用一个压强传感器探测压强的变化，用一个色度传感器探测光通过混合气体时的强度改变，就可以间接获得颜色的深浅，就不难得出压强增大颜色先增加后减弱的事实。2024/2/29 周四30DIS系列实验中和滴定中和滴定温度、催化剂对化学反应速率的影温度、催化剂对化学反应速率的影响（双氧水反应速率探究）响（双氧水反应速率探究）2024/2/29 周四31实验目的1、练习使用pH传感器以及酸式或碱式滴定管。2、学会以图示处理科学实验数据的方法。3、探究酸碱反应过程中pH的变化特点。4、体会定量实验在化学研究中的作用。5、熟悉DIS教学仪器的操作，主要是温度传感器、压力传感器的应用。6、研究不同温度、不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。7、研究同种催化剂不同用量对过氧化氢分解反应速率的影响。2024/2/29 周四32