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利用光敏传感器进行荧光棒实验的设计张善培 廖梁香港中文大学教育学院 贵阳论坛 2 信息技术 InformationTechnology 数据收集仪器 dataloggers 数据收集軟件 data loggingsoftware 化學實驗Data loggingchemistrylaboratorywork 3 数据收集仪器 光敏传感器 温度传感器 压强传感器 界面 荧光棒是展示化学能转化为光能的一个极佳例子 不需要加热而发光的化学反应叫化学发光反应 chemiluminescentreaction 5 你能设计一个实验 测试以下两个假设吗 假设1 随着时间 荧光棒里的发光反应越来越慢 假设2 荧光棒里的发光反应速率随着温度每上升十度 将增加两倍 引导式探究 GuidedInquiry 7 光强度与时间的关系 如何测量荧光棒的反应速率 reactionrate 反应速率 曲线斜率 gradient 8 许多学生通过检验曲线斜率 gradient 的变化来验证第一个假设 其实 斜率不能测量反应速率 因为光敏传感器通常用单位lux 勒克司 来测量光的强度 而lux是1lumen m2 lumen 流明 是用来测量电磁能流率的单位 因此 lux是代表每秒落到某表面的光能量 学生的困难与迷思 反应速率 光强度 如何验证第二个假设 假设2 荧光棒里的发光反应速率随着温度每上升十度 将增加两倍 有些学生的错误概念是他们可以通过不同温度下反应的光强度减少到一定值所需的时间来比较不同的反应速率 他们不知道反应物的浓度也会随着时间而变化 因而并不是一个公平测试 fairtest 10 学生要探究温度对发光反应速率的影响 必须保持影响速率的其它条件均不变 他们需要在反应物的浓度发生显著变化之前测定反应速率 反应起始速率 initialrate 是由反应刚开始的瞬间速率决定的 但许多学生检验第二个假设时 没有注意应该避免反应物浓度对光强度变化的影响 在进行不同温度的实验中 反应物的浓度要保持一致 这样学生可以比较不同温度下的光强度变化 学生的困难与迷思 50oC 60oC 温度越高 反应速率越快 光越强 12 不确定每支荧光棒是否装的是相同浓度的反应物 没有测量真正的起始光强度 实验过程中难以保证恒温 不确定摇晃荧光棒的强度是否一致 只收集和分析了
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