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(shù)據(jù)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(xiàn)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(tài)的認知過程。這種現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(chuàng)設了均等發(fā)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(tǒng)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(jié)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?yōu)?？

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(jīng)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(jīng)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(jīng)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(xiàn)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(fā)和課題項目開發(fā)。