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实验九 实验教学中教学媒体的使用

2013-01-05 21:19阅读：

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实验九 实验教学中教学媒体的使用
——化学投影实验研究（水平投影、垂直投影、局部投影）
107012010023 曾晓雪
【实验教学研究的目的】
1. 学会使用投影仪进行投影实验的操作技能。
2. 初步学会制作投影实验教具的方法。
3. 学会视频实物展示台（实物投影仪）的使用操作技能。
4. 探讨视频实物展示台在演示实验教学中的应用及演示技能。
【实验教学研究内容】
1.自制投影实验教具：教学用投影片，点滴板，并连方试管。
2.用培养皿在投影仪上演示：金属钠与水反应，有机溶剂萃取溴。
3.用自制的并连方试管，在投影仪上演示实验：用不同浓度的硫代硫酸钠与同浓度的硫酸反应，研究浓度对化学反应速率的影响。

4.用视频实物展示台演示：镁在加热条件下与水的反应。
【实验计划】
1. 投影教具的制作
制作投影教具的一般步骤：①按所需尺寸和形状裁制材料；②将裁制好材料的剖面依次用粗砂纸、细砂纸打磨、抛光；③用粘合剂粘接；④检漏。若要制作点滴板、U形管等时，在粘接前，对已加工好的材料进行成型。
(1)投影片
制作投影片的材料可以是明胶片、透明的玻璃纸，也可以是无色透明玻璃。以这些材料为载体，把实验原理、步骤、实验仪器的示意图等教学内容事先写好，以便讲课时用；或用作黑板边讲边写教学内容。
(2)投影实验反应槽
按图1中1～4的样式设计方形试管，并连方试管，方U形管和扁方水槽，并以上述步骤进行制作。
实验九 <wbr>实验教学中教学媒体的使用
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水平投影实验步骤：
1、碘的升华：在烧杯内放入几粒碘晶体，把烧杯放在酒精灯上进行稍加热，盖上表面皿，放在投影仪上进行水平投影。
2、氨分子的运动：取两个小烧杯，在A烧杯中加入蒸馏水（往里面滴入2-3滴的酚酞），B烧杯中加入一定量的浓氨水，然后用一大烧杯将烧杯A、B同时罩住。
3、金属钠与水的反应：在大烧杯中加入大量的水，取绿豆大小的钠放入水中，实验完毕后，往烧杯中加入2-3滴的酚酞溶液。
垂直投影实验步骤：
用不同浓度的硫代硫酸钠与同浓度的硫酸反应
反别用0.1M和0.05M的硫代硫酸钠与0.05M的硫酸反应
Na2S2O3 + H2SO4（稀）→ Na2SO4 + SO2↑ +S↓ + H2O（有无色刺激性气味气体产生，并生成浅黄色沉淀）
3.视频实物展示台的构造、使用、维护与保养
(1)视频实物展示台的构造
视频实物展示台为精密仪器，是集影像采集、扫描、数码照相于一体的数字视频实物展示台。可以方便地将文字、图片、幻灯片、投影片及三维实物教具的画面清晰、逼真地重现，也可以各种动态的教学内容、教学过程，摄像头可在水平和垂直方向旋转，满足不同方位、角度取景成像的需要，摄制成AVI等格式的影像信号传输到计算机内，进行编辑、储存，组成珍贵的教学资源库。展台备有上、下灯作为补偿光源，当补偿光源打开时图像效果仍不理想，可进行背光补偿，由镜头进行信号处理，以达到最佳的效果；对于不同的展物，可选用自动或手动聚焦；当展示物为负片时，可利用正负片转换键切换到负片；根据不同的展示物的要求，可选择彩色或黑白，当选用彩色时，还可进行色彩调整；当展示有反应过程的实验时，用图像冻结功能，能锁定任意所需的瞬间状态。有多种规格、型号的视频实物展示台，其功能也不断完善，但它们的构造基本相同，如图7所示。现以HY-2000型视频实物展示台为例介绍视频实物展示台的构造、使用、维护与保养。 实验九 <wbr>实验教学中教学媒体的使用
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(2)视频实物展示台的使用
视频实物展示台的连接：专业人员已完成这部分工作。使用之前，把接线仔细检查一边，如无误，可接通各设备的电源。
平面物体的展示：展示物为平面物体，如讲稿、幻灯片、投影片、透明片、照相底片，可以直接放在面板上展示，根据环境光线决定是否点亮上灯。按下聚焦键，调节图像清晰满意为止。用放大、缩小键，调整图像的大小，直至满意为止。演示黑白（文字、图片）资料时，可用彩色、黑白键，展示台以黑白模式工作，这样能有效消除彩色镶边现象，提高演示质量。当展示幻灯片时，请用正负转换键转到负片，这样图像颜色与实物相符，并用上/下灯切换键转到下灯，必要时还可进行背光补充。
立体物体和实验过程的演示：当用较轻的立体物体或实验设备时，可在展示台平台上进行展示和演示。若要展示的物体和实验设备较重，以及化学实验试剂具有腐蚀性时，可以使视频实物展示台的镜头移到展示台基座的左侧，进行立体物体的展示、实验演示。具体操作方法如下：①右手按着展示台的基座，左手抓住拉杆，并转动到合适的位置，当进行有火焰或可能有液体溅起的实验时，注意保护摄像头，拉高镜头或不让镜头处于火焰正上方；②用放大、缩小键调节图像的大小，转动镜头或移动物体，得到最佳的图像效果。在展示立体物件时，为了取得特殊的图像效果，建议使用手动聚焦，这样可以把所展示的部位清晰显示出来；③在进行有反应过程的实验时，用图像冻结键可以把某瞬间的状态锁定在画面上，以便进行讲解；④在环境亮度不够的情况下，可用上/下灯切换键进行光源补偿，若图像仍不理想，可再用背光补偿键，以增加其亮度；⑤在整个展示过程中，若需插播VCD、DVD等的内容，可以随时按相应的视频切换钮。
常见问题与处理方法：①开电源后灯不亮，无图像时，检查电源插座开关是否已开，插座是否接触良好，保险丝是否烧断；②开电源后，上灯能亮，但无图像或图像不稳定时，检查视频线接的是否正确；③开电源后，有图像，但上、下灯不亮时，检查上、下灯的灯管接触是否良好，是否烧坏；④有图像显示，但其它按键都不起作用，图像是否处于冻结状态，再按一次图像冻结键；⑤当切换到某路视频时，有声音串音现象时，降低相应设备的音量输出。
【思考与讨论】
(1) 用投影仪进行投影的器皿有何要求?
答：为了使投影演示实验现象在银幕上清楚、不发生变形和具有完整、清楚地再现，对化学实验的投影器皿有一些特殊要求：一是教具面积不能超过投影仪的工作面，二是制作教具的材料为透明的玻璃或有机玻璃，三是立体器件设计成平面形式。
(2) 投影仪的常见故障是什么?如何预防?
答：1、投影仪无响应
分析：引起投影仪不能工作的最常见故障，是投影仪的灯泡损坏。所以在日常使用投影仪的过程中，对灯泡的维护非常重要。由于大部分投影仪使用金属卤素灯（Metal Halide），在点亮状态下，灯泡两端的电压在60V~80V之间，灯泡内气体压力大于10kg/cm，灯泡内温度则有上千度，灯丝处于半熔状态，所以在投影仪启动时，是不允许搬移的，以防止灯泡炸裂。另外在关闭投影仪后，也不能马上断电，需要等待投影仪散热完成后自动停机（主要是让灯泡散热充分），在机器处于散热状态时断电，是造成投影仪灯泡损坏的最主要原因。
投影仪灯泡损坏后，更换的方法也有所不同，凡使用金属灯泡的液晶投影仪都只有一个灯泡，所以必须随时准备一个备用灯泡。有的灯泡更换不易，所以可能有些品牌的投影仪必须由专门的维修员来更换。而市面上使用卤素灯泡的液晶投影仪里大都设置了备用两灯泡，以供临时状况发生时更换使用。即使两组灯泡都烧坏，更换也很方便，无需任何工具就可完成。
处理：首先检查电源是否断电或电源线插头是否接触不良，然后再检查投影仪的排气口或滤网是否堵塞，最后检查投影仪灯泡是否烧毁。
2、图像出现偏色
分析：所谓偏色是指构成图像正常色彩的红、绿、蓝三色中缺少一色或两色，这样屏幕图像就会严重偏向于其它色。造成这种情况的原因基本有两种：一是投影仪色彩控制参数调节不当，一般在投影仪主菜单中有相关参数设置，这个只要适当调节就可以解决；而由于硬件线路故障引起的偏色就需要专业维修人员进行检修了。由于多媒体教室中投影仪和电脑所在的操作台距离不一，如吊装的投影仪一般都距离信号源15米以上，这时信号线被延长，会造成输入投影仪的信号发生衰减，也可能会引起偏色或者是显示图像模糊等现象。
处理：解决该问题的方法是重设色彩控制参数或由维修人员检修，同时注意小心插拔信号线。如果传输距离远，还可以在信号源后加装一个信号放大器，这样就可以保证信号能传输20米以上。
3、使用一段时间后无故自动关机
分析：投影仪使用环境中防尘非常重要，一定要禁止吸烟，因为烟尘微粒更容易吸取附在光学系统中导致故障。另外目前绝大多数投影仪LCD板附近都装有温度传感器，当进风口及滤尘网被堵塞，气流不畅时，投影仪内温度会迅速升高，这时温度传感器会报警并立即切断电源，投影仪即自动关闭。
处理：首先清洁投影仪的进风口滤尘网，保证投影仪的进出风口无遮挡，另外要定期对投影仪的滤尘网进行清洗，并保持投影仪所处环境的清洁，还要保持室内的温度适宜。
(3) 在投影实验中有溶液颜色变化、有气体产生、生成沉淀的反应，影像效果如何？
答：有色溶液浓度较小时，经过投影会在银幕上得到比较准确而清晰的有色影象，效果很好；如果反应中有少量气体生成，则在银幕上出现许多生动的小黑点：(即小气泡的影象)；如果有沉淀生成或沉淀溶解的过程，虽然不能呈现沉淀的颜色，但也可以通过透明度来表现出来。
(4) 在中学化学演示实验中，哪些类型的实验设计成投影实验比较合适？
答：对于实验现象较不明显的、原来看不清楚的实验现象的实验；有细微化学变化的实验；实验反应物、生成物的有色溶液浓度较小，或反应中有少量气体生成的实验；有沉淀生成或溶解过程。
(5) 与普通实验比较，投影实验的实验效果有哪些优点和缺点？
答：优点：①可以使原来看不清的实验现象及坐在后排的学生看得清晰。如钠、钾跟水的反应等。
②可以使原来细微的化学变化看得更清楚些。如阴极上析出金属，电极上放出少许气泡，晶体的生长过程，酒精和水混溶时体积变化等。
③可以把各种小型的测量仪器如毫安计、酒精温度计、伏特计通过投影放大来演示。如原电池原理中电流计指针偏转等
④教师只要少许药品就可以收到可以使全体学生看得清晰的、生动有趣的效果。
缺点：并不是所有的实验都可使用投影演示，如反应物和生成物是不透明的或者是浓度较大的有色物质的溶液时，则银幕会漆黑一团，不适宜投影
(6) 视频实物展示台演示实验有何优点?如何使用?
答：视频实物展示台演示实验的优点：可以方便地将文字、图片、幻灯片、投影片及三维实物教具的画面清晰、逼真地重现，也可以各种动态的教学内容、教学过程，摄像头可在水平和垂直方向旋转，满足不同方位、角度取景成像的需要，摄制成AVI等格式的影像信号传输到计算机内，进行编辑、储存，组成珍贵的教学资源库。教师在进行演示实验时可以据不同的演示实验的要求，可选择彩色或黑白，当选用彩色时，还可进行色彩调整；当展示有反应过程的实验时，用图像冻结功能，能锁定任意所需的瞬间状态，这样可便于教师的教课中对于一定现象的需要，便于教学，且可以对展示物进行颜色的选择，这样既可达到有些实验教学的需求，也可使课堂更有乐趣。
视频实物展示台的使用：
视频实物展示台的连接：专业人员已完成这部分工作。使用之前，把接线仔细检查一边，如无误，可接通各设备的电源。
平面物体的展示：展示物为平面物体，如讲稿、幻灯片、投影片、透明片、照相底片，可以直接放在面板上展示，根据环境光线决定是否点亮上灯。按下聚焦键，调节图像清晰满意为止。用放大、缩小键，调整图像的大小，直至满意为止。演示黑白（文字、图片）资料时，可用彩色、黑白键，展示台以黑白模式工作，这样能有效消除彩色镶边现象，提高演示质量。当展示幻灯片时，请用正负转换键转到负片，这样图像颜色与实物相符，并用上/下灯切换键转到下灯，必要时还可进行背光补充。
立体物体和实验过程的演示：当用较轻的立体物体或实验设备时，可在展示台平台上进行展示和演示。若要展示的物体和实验设备较重，以及化学实验试剂具有腐蚀性时，可以使视频实物展示台的镜头移到展示台基座的左侧，进行立体物体的展示、实验演示。具体操作方法如下：①右手按着展示台的基座，左手抓住拉杆，并转动到合适的位置，当进行有火焰或可能有液体溅起的实验时，注意保护摄像头，拉高镜头或不让镜头处于火焰正上方；②用放大、缩小键调节图像的大小，转动镜头或移动物体，得到最佳的图像效果。在展示立体物件时，为了取得特殊的图像效果，建议使用手动聚焦，这样可以把所展示的部位清晰显示出来；③在进行有反应过程的实验时，用图像冻结键可以把某瞬间的状态锁定在画面上，以便进行讲解；④在环境亮度不够的情况下，可用上/下灯切换键进行光源补偿，若图像仍不理想，可再用背光补偿键，以增加其亮度；⑤在整个展示过程中，若需插播VCD、DVD等的内容，可以随时按相应的视频切换钮。
【实验记录】
1开投影仪上的电源开关，调整平面反光镜张开角度，控制投到银幕上画面的位置；再用固定杆上调焦螺旋，调好焦距。
2水平投影实验步骤：
1、碘的升华：在圆盘上内放入几粒碘晶体，将玻璃棒用酒精灯加热，后用热的玻璃棒粘圆盘内的碘晶体。
实验九 <wbr>实验教学中教学媒体的使用
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【实验的最大收获】
1进行投影实验时，要明确可放置于投影仪上的器皿的要求，以及明确什么实验可用投影实验进行展示。
2对投影仪、视频实物展示台在使用过程中要注意其的维护和保养
3使用投影实验进行授课的优点：
①可以使原来看不清的实验现象及坐在后排的学生看得清晰。如钠、钾跟水的反应等。
②可以使原来细微的化学变化看得更清楚些。如阴极上析出金属，电极上放出少许气泡，晶体的生长过程，酒精和水混溶时体积变化等。
③可以把各种小型的测量仪器如毫安计、酒精温度计、伏特计通过投影放大来演示。如原电池原理中电流计指针偏转等
④教师只要少许药品就可以收到可以使全体学生看得清晰的、生动有趣的效果。但是投影并非适用于每个实验，对于现象比较明显的实验就不必再投影了。如果反应物和生成物是不透明的或者是浓度较大的有色物质的溶液时，则银幕会漆黑一团，不适宜投影

【教学小片段】
【讲述】人们常用金属器皿来盛水，也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水，说明通常金属与热水是不反应的。那金属钠是不是也向铁、铝也不与水反应呢？现在就让老师来做一下实验看钠究竟会不会与水反应。
【投影演示实验】在大烧杯中加入大量的水，取绿豆大小的钠放入水中，学生从投影上观察实验现象
【提问】观察到什么实验现象？钠熔成小球，漂浮在水面上，四处游动，放出气体，发出嘶嘶响声，最后消失。
【投影演示实验】往烧杯中加入几滴酚酞溶液
【提问】观察到什么实验现象？(溶液颜色变红)
【讲解】金属钠浮在水面（说明钠的密度小）
熔成闪亮的小球（说明反应放热且钠的熔点低）
向各个方向迅速游动（说明有气体生成）
同时发生嘶嘶的响声（说明反应剧烈）
溶液变为红色（说明产物呈碱性）
【提问】钠与水反应生成了什么气体？
【讲解】从参加反应的元素种类来思考，反应生成的气体应该是氢气或氧气。
【引导】①用质量守恒定律分析
②用氧化还原反应观点分析
【学生讨论分析】由于生成NaOH，Na的化合价升高失电子，反应物中只有正一价的氢元素可得电子化合价降低为0，故生成了氢气。
【电脑演示】教材中的实验
【引导】学生根据实验现象书写方程式：2Na + 2H2O =2NaOH + H2h

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