12月21日下午，盛夏实验小分队来到了合肥小庙中学，为老师们进行理化生三科的数字化实验培训。距离上一次培训已过去一年，这次我们将在巩固上次数字化实验知识的基础上，增加最新的手持技术培训，希望在场的老师们都可以学有所获。

1. 什么是数字化实验？

在理化生实验中，传统的直观观察、定性分析已经不能满足我们的需求。我们需要更多的传感手段去获取详细的物理量数据，并对数据进行分析处理。这时，数字化实验应运而生。

数字化实验主要包括:数据采集器、传感器、计算机及其配套软件三个部分，集数据采集、分析于一体，具有便携、直观、实时、定量等特点。将手持技术应用于中学化学实验教学与研究性学习，能转变学生的学习方式，培养学生的科学探究能力和创新精神。

2. 数据采集软件的使用

Logger Pro数据收集和分析软件可自动识别、采集来自不同传感器和设备的实时数据，在屏幕上通过图表显示，可对数据进行统计分析，包括积分、切线、曲线拟合（预定义、自定义和加权）等等。同时，还可根据实验需求灵活选择各种数据采集模式：基于时间的数据、选择的事件、带有输入条目的事件、光闸、辐射计数等等。

3. 数字化实验案例

<物理>

实验一. 动力小车系统：测试小车的加速度、牛顿第二定律F=ma

往期实验文章回顾：【高中物理】小车又双叒来了——用数字化仪器做“合外力做功和速度的关系”实验

实验仪器：数据采集器、动力小车系统、光闸、低重力加速计、双范围力传感器。

牛顿第二运动定律的常见表述是：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。

 

实验二. 向心力实验（F=mv2/r）

往期实验文章回顾：【高中物理】团队要有向心力，物理要学向心力

向心力套件可以研究向心力、角速度、质量和半径之间的关系。

实验仪器：数据采集器、向心力实验套件、双范围力传感器。

 

实验三. 欧姆定律

往期实验文章回顾：【初中物理】用数字化仪器做欧姆定律实验、用数字化探索电流、电压、电阻的关系，揭开欧姆定律的神秘面纱

实验仪器和材料：数据采集器、电流传感器、电压传感器、干电池、导线、滑动变阻器、灯泡、灯座、开关。

探究点：1.电阻不变，电流与电压的关系。2.电压不变，电流与电阻的关系。

 

<化学>

实验一. 酸碱中和滴定：用已知浓度碱滴定未知浓度酸

实验仪器和材料：数据采集器、滴数计、pH传感器、不锈钢温度传感器。0.1mol/L的NaOH 100ml，未知浓度稀盐酸充足、酚酞溶液少许，烧杯2个、十字夹1个、100ml量筒1个、滤纸若干。

实验步骤：

1.取待测盐酸溶液100.00ml，滴加酚酞。

2.逐滴加入标准NaOH溶液，同时用pH传感器测定溶液的pH。

3.加入不锈钢温度传感器，探究酸碱中和实验中伴生的中和热现象。

 

实验二. 比尔定律：测定未知KMnO4溶液的浓度

实验仪器和材料：数据采集器、分光光度计。4瓶已知浓度的KMnO4溶液、1瓶未知浓度的KMnO4溶液。蒸馏水（矿泉水代替）。

实验步骤：用测量几组已知浓度高锰酸钾溶液透光率或者吸光度，判断未知浓度高锰酸钾溶液的浓度。

 

 

实验三. 冰醋酸稀释过程中的电导率变化

实验仪器和材料：数据采集器、电导率传感器、滴数传感器、磁力搅拌站。冰醋酸、蒸馏水（矿泉水代替）、烧杯2个、十字夹1个、100ml量筒1个、滴管1个。

 

<生物>

实验一. 用手握心率传感器监测心率

手握心率传感器用于监测人的心率通过小型电信号，在人的皮肤表面每次心脏收缩时进行。这个信号的测量通过把手心率监控嵌入电极表面，人用手握住传感器即可测量。

 

实验二. 用血压传感器与血压传感器臂带测量血压

威尼尔血压传感器是用来 (非侵入性地) 测试人的系统动脉血压，它可以测试动脉血压并运用示波式方法来计算心脏收缩和血压的舒张。

实验三. 测量含有绿藻的水中的溶解氧含量

威尼尔光学溶解氧探头使水中溶解氧浓度易于测量。这种即插即用探头非常适合现场或实验室使用，不需要填充溶液，不需要预热时间，也不需要搅拌。以Mg/L或%饱和为单位测量开关设置。

实验仪器和材料：数据采集器、光学溶解氧传感器、含有绿藻的水样。

 

不管是理论概念介绍，还是操作实验，小庙中学的老师们都时刻保持着积极的学习态度。相信经过这两次的培训，他们一定可以将数字化实验带上课堂，以此培养学生们的动手能力和创新思维。