手持技术数字化实验支持下的抽象化学概念学习*——以探究比较丁醇同分异构体的分子间作用力大小为例

根据TQVC概念认知模型设计手持技术数字化实验,比较丁醇同分异构体的分子间作用力大小,并应用“四重表征”理论对实验结果进行解释与分析。研究发现:蒸发时温度下降速度越快,同分异构体的空间位阻越大,其分子间作用力越小;同分异构体混合液的分子间作用力比任一组分的分子间作用力小。     

基于“手持技术”实验比较液体有机物分子间作用力大小——以醇类同系物和同分异构体为例

利用手持技术,通过测量不同的液体醇(同系物或同分异构体)在相同条件下蒸发时的温度变化曲线,以比较不同液体分子间的作用力,并得出以下结论:在相同条件下,蒸发时温度曲线下降幅度越大,下降速率越快的液体,其分子间作用力越小。     

手持技术数字化实验学生态度量表的初步编制和应用*

为探析学生对手持技术数字化实验的态度,基于技术接受模型TAM3和《教师对手持技术实验的态度》量表,初步编制手持技术数字化实验学生态度量表。以4所中学的91名高一学生为调查对象,结果显示:(1)量表信效度良好;(2)学生对手持技术数字化实验整体持积极态度,尤其是产出品质和行为意向;(3)不同学校、不同教学时长的学生在技术焦虑维度存在显著性差异;(4)聚类分析法将学生分成“S1低易用组” “S2高意向组”和“S3高焦虑组”,3组学生在技术焦虑、感知易用性和行为意向维度相互存在显著性差异。     

手持技术数字化实验主题培训“一体化”的设计与实践*——以7天“省培计划”集中培训为例

目前大多数区域中学教师专项培训的痛点在于培训主题泛化、内容拼盘化、评估弱化,导致成果少、收效差、获得感少等结果;难点在于如何找到成人短期培训的“药方”。而主题培训的一体化设计就是破解以上难题的突破点。在以往的“国培计划”与“省培计划”的多年培训经验总结基础上,提出了主题培训“一体化”的设计理念、整体设计框架及具体实践方案。以华南师范大学“省培计划”高中化学班手持技术数字化实验7天集中培训为例,检验了主题培训一体化设计的实践效果,并在此基础上开发了基于主题一体化的“1+1+4”教师培训范式。调查结果显示,手持技术数字化实验主题培训一体化设计在实践上具有良好的应用效果和推广价值。     

手持技术数字化实验支持下的“盖斯定律”认知*

在“多重转化、比较建构”认知模型指导下,利用手持技术数字化实验和改进装置,在中学化学教材中“中和热的测定”实验的基础上进行拓展设计,用温度传感器测量3个变化过程的反应热:强碱固体溶解于水、强碱固体与稀盐酸反应以及强碱溶液与稀盐酸反应,并基于“四重表征”理论进行分析,实现对“盖斯定律”的验证,促进对“盖斯定律”的内涵认知。克服了操作烦琐、可视性不佳、实验误差大等问题,有助于在教学中渗透化学核心素养。本研究是对教材内容的补充和拓展,为教师进行“盖斯定律”教学实践提供一定参考。     

手持技术数字化实验支持下的化学概念教学研究进展*

以“中国知网”数据库发表的手持技术数字化实验支持下的化学概念教学研究主题的期刊论文为研究对象,使用内容分析法,从概念选取、应用价值、应用策略等3个维度综述手持技术数字化实验支持下的化学概念教学的研究进展。最后,基于已有研究,得出相应启示,并提出该领域的研究展望。     

手持技术数字化实验探究夹心式膜电池的创新改进*

借助手持技术,用阳离子交换膜代替盐桥,滤纸代替烧杯,将双液铜锌原电池改进为高效化、微型化的夹心式阳离子交换膜原电池。通过实验探究、微观分析得出阳膜电池具有电流示数大且较稳定、装置简易、操作方便、药品用量小、绿色无污染等优点。本实验不仅揭示膜电池的工作原理、还原高考膜电池实验、构建化学电源的基本模型,还贴近生活,提高学生的自主实验探究能力,培养学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识的核心素养。     

蒙特卡洛模拟在分子模拟教学中的应用*

以有机化合物的模板诱导沉积实验为例,介绍了蒙特卡洛模拟在分子模拟教学中的应用。本实验在有机化合物诱导沉积实验的基础上,将诱导沉积实验、蒙特卡洛模拟方法系统综合在一个实验教学中,让学生在学习蒙特卡洛模拟方法的同时,更直观、形象地理解分子间相互作用对有机分子聚集形貌的影响,加深学生对有机分子自组装概念的理解。通过实际上机操作,学生还能初步了解Dev-C++,RasMol等相关软件的使用,并加深学生对结构化学及计算化学课程相关知识的理解。     

利用手持技术探究铁的电化学腐蚀实验*

借助手持技术,利用电压传感器和pH传感器测定不同酸碱性环境下金属铁发生电化学腐蚀的模拟原电池电压变化情况,探究金属铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀对应的pH范围,帮助学生深入理解铁的电化学腐蚀原理,感受化学定量实验的魅力。     

应用手持技术数字化实验测定化学平衡常数*——以Fe3+/SCN-平衡体系为例

结合手持技术,改进反应Fe³⁺+SCN^-FeSCN²⁺平衡常数测定实验的操作过程,使该实验微型化、便捷化,为中学教学提供一个可供选择和参考的平衡常数测定实验方案。本实验测得该反应的平衡常数K=1.6×10²(实验条件为:T=(26.5±0.5)℃,I=0.7,[H⁺]=0.15 mol/L)。     

基于数字化手持技术的混凝剂净水效果比较及净水机理研究*

利用数字化手持技术比较混凝剂净水效果和研究净水机理,即通过色度计和pH传感器从混凝剂投入量、净水速率、pH适应范围以及腐蚀性等4个方面对比3种混凝剂的净水效果。研究结论显示:聚合硫酸铁(PFS)的净水效果优于硫酸铁和明矾;明矾的最佳投入量约为125 mg/L,硫酸铁以及PFS的最佳投入量均约为75 mg/L。依据四重表征教学模式对净水过程的pH变化曲线进行分析,得出混凝剂净水的一般机理。     

碳酸氢钠溶液与氯化钙溶液反应原理再探究*

借助手持技术通过滴定的方法探究了碳酸氢钠与氯化钙溶液的反应原理,根据相关文献知识和实验对比研究,结合相关实验数据从定量和定性的角度深度分析了碳酸氢钠溶液与氯化钙溶液反应生成沉淀和产生气体的可能性。     

利用手持技术探究铜锌双液原电池中电解质溶液对电流的影响

利用手持技术探究了铜锌双液原电池中电解质溶液的浓度和种类对电流的影响。得出正、负极电解质溶液的浓度与原电池的电流在一定范围内呈正相关，浓度越大，电流越大，负极电解质溶液种类的改变对原电池的电流影响有限。     

电镀铜实验中镀层性质及其影响因素的探究*

电镀实验是电解原理应用的重要案例,通过实验不仅要获得定性的感性认知,还应该获得定量的理性数据。针对电镀铜实验,通过改变铜离子浓度、pH、电解时间、电解电压和电解温度等因素,探究其对镀层厚度、均匀性和致密性等性质的影响,在电解原理的基础上分析其形成机制,从而确定了电镀铜较适宜的操作条件,以此为学生开展电镀实验提供参考案例与研究思路。     

有机无机杂化膜材料的制备技术

有机无机杂化膜兼有机膜韧性和无机膜耐高温性能,具有优良的气体渗透选择性,成为高分子化学和材料科学等领域的研究热点.本文综述了近年来有机无机杂化膜材料的制备技术进展,着重探讨了溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺类杂化膜材料的研究状况,并作了简要述评。     

一种基于铜配合物的高灵敏硫化氢荧光探针

作为继NO和CO之后的第三个气体信号分子,硫化氢在生物体内具有许多重要的生理功能,因此发展灵敏度高、选择性好的硫化氢荧光探针以实现其实时跟踪和检测成为研究的热点。本文利用NBD荧光配体构建了一个基于其铜配合物的硫化氢荧光探针。铜离子的荧光猝灭作用使得该配合物探针的荧光很弱,而Na₂S(硫化氢供体)的加入可显著增强其荧光。研究表明其他阴离子对配合物探针的荧光影响很小,共存时也不会干扰探针对硫化氢的增强响应。研究认为S^2-对铜离子(Cu²⁺)的高亲和能力促使配合物脱铜可能是其实现荧光增强识别的机制。该探针在1~20 μmol·L^-1的范围内对H₂S具有线性响应能力,而且检测限可达到0.2 μmol·L^-1,是目前检测限较低的少数探针之一。     

利用手持技术探究石墨电极电解水的实验

石墨电极是中学电化学实验中常用的一种惰性电极,但其在电解水实验中造成氧气体积偏小和石墨阳极更易损耗的原因目前还不清楚。利用手持技术探究石墨电极电解水的实验,并深入研究造成偏差的原因。实验结果表明石墨电极对氢气吸附能力大于氧气,阳极电解产生的自由基与石墨反应是造成气体体积偏差和阳极损耗的主要原因。