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化学专题

应用手持技术探究速率问题的教学实践

——以海藻酸钠实验为例

缪 徐 徐 敏

海藻酸钠理化性能独特，是一种优质的缓释剂 教学的整合。
和控制剂。笔者通过实践证明：以海藻酸钠为载体，
运用手持技术可以探究水的用量对可溶性固体食盐 二、应用手持技术探究水量对食盐溶
溶解速率的影响，探究不溶性固体碳酸钙与稀盐酸 解速率的影响
反应速率的影响因素，从而实现手持技术与化学实 ( 一 ) 探究水量对粉末状食盐的溶解速率的影响
验教学的融合与创新。 实验仪器和药品：电子天平、250 mL 烧杯、
250 mL 量筒、滴管、食盐粉末、蒸馏水、电导率
一、概念阐释 传感器、数据采集器和笔记本电脑。

( 一 ) 海藻酸钠和固化反应 实验过程：用 250 mL 量筒和滴管分别量取
海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取 75 mL 和 150 mL 蒸馏水倒入 250 mL 烧杯，用电
碘和甘露醇之后的副产物，是一种天然高分子多 子天平分别称取 1 g 食盐，连接电脑、数据采集器
糖，具有良好的生物兼容性，且无毒可食用，被作 和电导率传感器，将探头用蒸馏水清洗后用滤纸轻
为缓释剂和控制剂广泛应用于生物医药和食品加 轻吸干表面水分，插入 250 mL 烧杯，将校准值设
工业。海藻酸钠是由 α-L- 古罗糖醛酸和 1,4- 为 0。最后，用药匙取用 1 g 粉末状食盐分别加入
聚 -β-D- 甘露糖醛酸两种结构单元组成的线性聚 75 mL 和 150 mL 水中，点击开始采集，得到两条
合物，分子式为 [C 6 H 7 O 6 Na] n ，属阴离子型高分子， 电导率变化曲线（如图 1）。
2+
2+
当遇阳离子如 Ca 、Zn ，会交联固化。
（二）手持技术
手 持 技 术（Hand-held Technology）， 即
数字化手持技术实验，又称掌上实验室（Lab In
Hand），是计算机与微电子技术结合的新型数字
化实验手段，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。数据采集器是数字化实
验的转换元件。它完成指令发送，接受从传感器传
过来的电信号，收集、存储数据，再转化成数字信 图 1 等量食盐粉末在不等量水中的电导率变化曲线
号传输给计算机，是连接传感器和计算机的桥梁。 ( 二 ) 探究水量对块状食盐溶解速率的影响
传感器是数字化实验的感知元件。传感器的作用是 块状食盐市面上很少见，因此教师可以采用海
“感”与“传”，“感”是将感触到的物理量转换 藻酸钠来负载等量的食盐。海藻酸钠的相对分子量
成数据采集器能够识别和分析的电信号，包括气压、 在 32 000 ～ 200 000，其结构单元分子量理论值
离子浓度和相对湿度等；“传”是将电信号传递给 为 198.11。海藻酸钠能与除镁汞以外的二价金属离
数据采集器和计算机。计算机和相应软件是数字化 子发生快速的离子交换反应，生成海藻酸盐凝胶，
实验的处理元件。专门的软件能够将实验数据进行 其中以与氯化钙形成的凝胶薄膜强度为最大。
记录与分析处理，并通过计算机完成对实验数据的 1. 负载等量食盐的海藻酸钠球的制备
显示、分析、存储以及传输，实现信息技术与学科 首先，称取 7.75 g 海藻酸钠粉末，将其加入

16 2018 年第 7 期 中小学数字化教学

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