本书旨在在新课程理念的指导下，帮助教师和学生利用手持技术，真实、实时、快速、准确地设计和实施中学理科课程(物理、化学、生物)中的部分实验，并开展定量的科学探究。本书可作为理科新课程(物理、化学、生物)培训教材，也可作为各类师范院校(教育学院)理科专业教材。

本书的主旨是在新课程理念的指导下，帮助教师和学生利用一种新型的实验技术—手持技术，真实、实时、快速、准确地设计和实施中学理科课程(物理、化学、生物)中的部分实验，开展定量的科学探究。

全书包括手持技术解读、手持技术与中学理科实验的整合应用、手持技术与中学研究性学习、手持技术实验开发研究等内容，其中后三部分以案例作为内容的组织线索。随书配一张光盘，包括两个利用手持技术进行实验的案例和一个在课蟹教学中应用手持技术的案例。

本书可作为理科新课程(物理、化学、生物)培训教材，对中学理科教师和教学研究人员具有较高的参考价值，也可作为各类师范院校(教育学院)理科专业教材。

前言

第1篇 解读手持技术

 一、手持技术的特点及其功能

 二、应用手持技术进行中学定量科学探究的思路及其案例

 三、手持技术的核心——数据采集器

 四、手持技术的车轮——传感器

 五、手持技术的翅膀——与PC的整合

 六、手持技术实验系统的维护和建设

第2篇 手持技术与中学理科实验的整合应用

 一、手持技术与化学演示实验”

案例2—1 放热反应——氢氧化钠在水中的溶解

案例2—2 溶质通过透析袋向水中扩散过程的探究

案例2—3 水的凝固与熔化

案例2—4 吸热反应——混合固体的氢氧化钡和异硫氰酸铵

案例2—5 化学催化——有二氧化锰存在时双氧水的分解

案例2—6 化学平衡：测量平衡常数K。

案例2—7 甲醇和石蜡的燃烧值的测定

 二、学生化学实验设计案例。

案例2—8 酸碱滴定——氢氧化钠和盐酸的反应

案例2—9 吸热反应——硝酸盐在水中的溶解

 三、手持技术与物理演示实验

案例2—10 温度的变化对气压的影响——组合气体定律

案例2—11 单摆

案例2—12 重力加速度——乒乓球的自由落体和弹跳实验

案例2—13 Helmholtz线圈磁场

案例2—14 RCL共振

案例2—15 减幅振动

案例2—16 声音共振

案例2—17 在交流电中的电容器

 四、学生物理实验设计案例

案例2—18 声音的速度测定

案例2—19 体积一压强的关系：玻意耳定律

 五、手持技术与生物演示实验

案例2—20 陆生植物的蒸发作用

案例2—21 生物催化剂：双氧水在酶的催化中的作用

案例2—22 酒精在酵母中发酵

案例2—23 食物的能量

案例2—24 牛奶的酸化

 六、学生生物实验设计案例

案例2—25 影响光合作用速率的因素：光的强度

案例2—26 影响光合作用速率的因素：碳酸氢盐

第3篇 手持技术与中学研究性学习

案例3—1 利用手持技术探究不同水体中的溶解氧

案例3—2  C02、SO：水溶液性质的探究

案例3—3 利用手持技术探究酒精灯火焰的温度

案例3—4 水质分析——余氯的测定

案例3—5 废水中铁含量的测定

案例3—6 利用手持技术探究学生视力的下降原因

案例3—7 环境的酸度对酶活性的影响

案例3—8 浓度对弱电解质电离度的影响

案例3—9 胃药疗效测定分析

案例3—10 测定电导率变化确定电解质溶液浓度的再

案例3—11 种子在不同状态下呼吸作用的研究

案例3—12 利用手持技术探究植物的光合作用

第4篇 手持技术实验开发研究

案例4—1 浓度对盐类水解的影响

案例4—2 温度对酶活性的影响

案例4—3 利用手持技术测量电池内阻

 附：可供参考的课题

附录：对光盘中的案例的补充说明

 一、实验案例1的仪器设置说明

 二、实验案例2的仪器设置说明

 三、《酸碱中和滴定的研究》教学设计说明

参考文献

中学科学教育的根本目标在于提高学生的科学素养。实验能力，包括发现问题，提出假想，制订计划，进行实验，收集数据，分析数据，求得结论，做出解释，等等，是人的科学素养的重要方面。这是因为实验是自然科学研究的重要一环，自然科学之所以能够成为科学，最重要的因素在于实验。通过实验来证实或推翻思辨、假想，通过实验对自然现象中的各种因素进行精确的测量，通过实验发现新现象、新事物和新规律可以说，没有实验就没有自然科学。

人的实验能力不只是简单的操作技能，它是思维与实践能力的综合。无论是实验之前，实验过程中，还是取得实验数据之后，都需要通过思维来对需要研究的问题进行归纳和整理，进行技术设计，分析解释所观察到的现象或测量到的数据。怎样看待和进行科学实验也是人的科学观和价值观的重要体现，是否尊重事实、崇尚实践是真科学与伪科学的分水岭。不避艰辛、不屈不挠地坚持实验研究，是科学家的共同优秀品质。因此，实验教学是学校理科教学的重要一环，在进行实验教学的时候，既不能忽视实践与操作，也不能忽视思辨与分析，还要让学生通过实验养成科学的品格和情操。过去在中学教学当中，往往把实验当成是操作，只强调操作的技能，这种理解是片面的。必须按照新课程的要求，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度来把握实验教学的目标，才能真正地促使学生科学素养的提高。

科学实验又是与技术的进步密切相关的。技术的进步使我们能够看得更远、更细，测得更准、更快，极大地拓宽了科学实验的范畴，提高了科学实验的可信度。本书所介绍的“手持技术”，就是一种利用现代电子数码科技进行实验的方法，其设备简单，使用方便快捷，结果准确，而且随着电子数码科技的飞速发展，这些优点将变得更为明显、更为突出。

说到应用电子数码科技，许多老师也许会有一种神秘感和畏惧心理，以为这是高新科技，我们能应付吗?学生能够掌握吗?《手持技术在理科实验中的应用研究》就是打破这种心理障碍的极好工具，它不仅对“手持技术”进行了深入浅出的介绍，还介绍了许多实际的例子供中学教师和学生们参考，这些例子所涉及的实验如果用中学过去的设备来做是很难或不可能的，“手持技术”使这些问题迎刃而解。

钱扬义博士是我尊重的学者之一，在他的新作出版之时，要我写个序言。时间紧逼，无法多写，仅此聊表对他的支持和对实验教学的强调。

高凌飚

2003年7月于华南师范大学