气体压强传感技术在中学化学实验教学中的应用

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气体压强传感技术在中学化学实验教学中的

应用

作者：王欣磊

沈甸

来源：《化学教学》

2015

年第

09

期

摘要：传统实验操作简便，现象直观，但学生难以体会到变化的微观过程。在传统实验中

引入依托传感技术的数字化信息技术是提高实验教学效果的重要手段。利用压强传感技术测定

二氧化碳在水中的溶解速率，检验二氧化碳与氢氧化钠、饱和碳酸钠溶液反应所具有的特有现

象，可揭示化学变化内在的某些特点，也可为中学化学实验教学提供丰富素材。

关键词：中学化学实验教学；数字化技术实验；压强传感器；二氧化碳检测

文章编号：

1005

–

6629

（

2015

）

9

–

0058

–

04 

中图分类号：

G633.8 

文献标识码：

B 

化学是一门基于实验的科学，化学实验对于理解化学理论知识裨益颇大。中学化学中常用

的基于玻璃仪器和试剂的传统实验操作简单，对于有发光、发热、颜色变化等现象明显的化学

反应教学效果好。但涉及到有气体产生、微弱温度变化、电子转移等用肉眼难以观察到现象的

实验，学生只能凭空想象，教学效果差强人意。

早在

1978

年，发达国家已使用传感器来辅助教学。在美国化学教材

[1]

中，将依托传感器

设计的新型实验取代了过去的传统实验。但反观国内中学化学教学现状，即使在上海这样较发

达地区，真正将传感技术应用于课堂中的学校屈指可数。笔者认为，除了资金原因之外，缺乏

紧扣教材内容、切实可行、设备简单的实验教学案例是传感技术尚未被广泛使用的主要原因。

当前，适用于中学化学教学的传感器有多种类型，如温度传感器、

pH

传感器等。本文将

以压强传感器作为主要的实验设备，结合传统实验设备测定二氧化碳在水中的溶解速率，检验

二氧化碳与氢氧化钠、碳酸钠反应的特有现象。选择压强传感技术的原因在于：（

1

）压强传

感器的数据可靠，性能稳定，操作便捷；（

2

）压强是研究气体反应的一个重要参数，传统实

验难以测定。引入压强传感技术能将压强数字化、直观化，扫除学生理解上的障碍；（

3

）压

强传感器相对比较便宜，一套压强传感器装置的价格在

2000

元以内，能为一般中学所接受。

        1 

压强传感技术及装置简介

压强传感技术是

DIS

（数字化信息系统）实验技术的一种，由压强传感器、数据采集器、

计算机和通用软件组成。压强传感器是通过压强传感器监测在恒容、密闭体系中气体微弱的压

强变化，然后把测得的压强转化为电信号，数字采集器将电信号处理后传入计算机内，通过通

用软件进行分析处理，并以数据图表等形式输出

[2]

。