人教版九年级《化学》下册第九单元溶液课题一溶液的形成

运用浊度传感器解释乳化作用和浊液
一、使用教材
人教版九年级《化学》下册第九单元溶液课题一溶液的形成。

二、实验器材
实验仪器：数据采集器、浊度传感器。

实验药品：蒸馏水、氯化钠固体、硫酸铜溶液、高锰酸钾溶液、植物油、洗涤剂。

三、实验创新要求/改进要点
教材中的实验原型是:在两支试管中各
加入5mL水和几滴植物油，观察试管中
的液体是否分层。

向其中一支试管中滴
入4-5滴洗涤剂。

用胶塞分别塞紧试管，
振荡，观察现象。

静置几分钟，再观察
现象。

实验就此完成。

教材得出结论：“在这种液体里分散着不
溶于水的、由许多分子集合而成的小液
滴。

这种小液滴分散到液体里形成的混合物叫做乳浊液。

加入洗涤剂的试管中，虽然植物油并没有溶解在水中，但形成的乳浊液却能够比较稳定地存在，液体不再分为两层。

”
学生的疑惑：学生从上述实验中只能观察到的现象是植物油与水混合加入洗涤剂后形成了白色的、不透明的混合物。

从这些现象中他们无法推论出植物油并没有溶解于水这 个结论，反而会引发他们的疑问：是通过颜色来判断溶解与否？还是通过透明
度来判断溶解与否？进而无法理解溶
液、浊液的概念和乳化现象。

创新点：
通过查阅中国知网期刊文献没有发现对本文实验进行过改进和创新，而学生的疑惑是真实存在的，是需要被解决的。

所以，对本实验进行创新性的增加是有实际教学意义的。

本实验创新性地在九年级中学化学教学中引入了数字化实验手段——浊度传感器来解释溶液和乳化现象，将化学现象的本质转化为能够进行监测的直观、准确、实时的数字信号，有利于学生对化学的本质规律的深入认知与研究。

还能够将宏观现象与微观本质联系起来，进一步强化学生“宏观与微观相联系”的化学思维方式的巩固和运用。

实验操作简单、现象明显，用科学的方法解决学生实际问题，易于推广。

四、实验原理/实验设计思路
浊度是指水中不溶性的悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。

本实验中使用的浊度传感器的单位是NTU ，是散射浊度单位，表明仪器在与入射光成90°角的方向上测量散射光强度，用于USEPA 的《方法180.1》和《水和废水标准检验图一乳浊液的形成和乳化现象
法》，是比较精准的仪器。

溶液中溶质是以分子或离子的形式进入到溶剂分子的间隔中，形成溶液后将没有悬浮物，所以浊度值为0；而本实验乳浊液中的植物油小液滴由许多分子集合而成并没有进入水分子的间隔中，成为水中不溶性的悬浮物，会被浊度传感器检测到，浊度数值会有比较明显的变化。

学生可以直观的观察到。

五、实验教学目标
（一）知识与技能：
1.认识溶解现象，从宏观上认识溶液的特征，从微观上认识溶液的形成；
2.理解乳化现象。

（二）过程与方法：
1.通过运用数字化的实验手段——浊度传感器分析溶液的宏观现象与微观本质的联系，进一步强化学生“宏观与微观相联系”的化学思维方式的巩固和运用；
2.通过观察、记录和分析实验现象，让学生熟悉科学探究和科学实验的方法。

（三）情感、态度、价值观：
1.鼓励学生敢于怀疑和提出问题并引导学生分析和解决问题，使学生逐渐形成科学的态度和精神；
2.在传统实验教学中运用数字化实验手段使学生感受到化学
这门科学的科学性、准确性；
3.用所学的知识解决一些生活中常见的问题，树立学知识、用知识，化学终将走向社会的正确观念。

六、实验教学内容
本实验是对教材中《乳浊液的形成和乳化现象》实验的增加，将进行两组实验。

实验一：用浊度传感器分别测量水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液、高锰酸钾溶液的浊度值；
实验二：用浊度传感器分别测量植物油、加入洗涤剂的植物油和水的混合物的浊度值；
七、实验教学过程
提出问题：加入洗涤剂的植物油与水的混合物振荡后形成了白色的、不透明的混合物，静置后不分层，得到的混合和物是溶液吗？
做出猜想：请做出自己的猜想并思考如何设计简单、科学、清晰的实验证明你的猜想。

查阅资料：提供浊度的定义并介绍浊度传感器的操作。

设计实验：请学生根据提供的信息设计实验验证猜想。

进行实验：教师指导学生操作浊度传感器进行实验。

观察现象和记录数据：请学生观察宏观现象并记录实验的数据。

请学生分析现象、交流讨论、得出结论。

八、实验效果评价
（一）从传统实验手段到数字化实验手段的转变。

用数字实验手段弥补传统实验不能解决的问题，增加了学生对实验的认识，也让教师可以整合教学资源。

（二）从定性到定量的转变。

图像直观、清晰的表征特性能很好地帮助学生掌握和理解化学本质。

本实验通过浊度传感器，可以将采集到的实验过程完整数据，经由计算机配套软件处理后以表格和图像的形式呈现出来，用数据来解释宏观表象清楚明白。

（三）从表象到本质的转变。

在中学化学实验教学中引入数字化实验手段——浊度传感器可以大大优化教学过程，让难理解的溶液的微观解释额乳化现象等科学概念和原理，借助于传感器的直观演示和数据分析，达到快速突破教学难点的目的。

数字化实验通过各种手段抛开化学研究过程中那些表面的、次要的、非本质的因素，将内在的、重要的、本质的东西表现出来，有利于激发学生的学习兴趣，并为感性认知内化为理性概念奠定了基础。

九、实验创新的意义
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出：“信息技术对教育的发展具有革命性影响，必须给予高度重视。

推进数字化校园建设，引进国际优质数字化教育资源”。

所以，本实验中创新性地在中学化学教学中引入了数
字化实验——运用浊度传感器来解释溶液和乳化现象。

传感器技术是现代科技的前沿技术，它是制造业自动化和信息化的基础。

随着现代检测、控制和自动化技术的发展，在工业生产自动化、能源、交通、环境监测以及军事等方面开发的各种传感器也显示了它们的独特优势。

而这些新的科学技术革命必然会影响到中学教育，将传感器技术应用于初中化学实验教学中，不仅能促使学生了解先进的生产力，感受化学高新技术的魅力，更能让他们更好地适应未来社会生活、学习与工作的高度技术化环境而且能促使学生获得科学的学习方法，培养科学的学习和工作态度。

从基础教育课程改革趋势来看，将传感器技术作为一种实验工具引入到化学、物理及生物等学科实验中已成为一种趋势。

因为它不仅能弥补传统实验工具的弊端，还能丰富实验研究的内容。

本节课是对中学化学教学引入数字化实验手段的探索，取得了不错的教学效果，能引发学生和教师对数字化实验更多的思考，使实验教学更好地促进学生和学习和教师的教学。