初中化学数字化实验.ppt
数字化实验在初中化学教学中的应用
数字化实验在初中化学教学中的应用作者：赖辉明来源：《新课程·中学》2018年第11期摘要：作为一种信息技术，数字化技术可以实现教学方法的多样化、教学过程的现代化、实验设计的重点化及数据采集的自动化、实验过程的可视化、数字传感技术与化学的集成等，这是一个以实验为基础的研究主题。
可以更加全面地解决化学教学中存在的问题，在一定程度上改变了现有的教学模式和学习方法，充分培养了学生的实践能力和探究精神，从而更好地提高学生的科学素养。
关键词：数字化；初中化学教学；数据采集一般来说，数字化技术主要用于初中化学课前和课堂教学过程中。
目前，数字化技术在初中化学教学中得到了广泛的应用，但在实际应用中还存在一些问题，影响着初中化学教学的质量。
因此，本文着重对初中化学教学进行分析。
根据化学基础应用数字化技术的现状和实际情况，对初中化学数字化技术的应用提出了一些对策，以期促进我国初中化学教学的发展，使学生掌握更多的化学知识，提高化学教学的效率。
一、数字化技术定义数字化技术是指将信息资源转换为二进制代码，并存储在计算机内存、硬盘等存储设备中。
数字化技术主要分为网络资源和独立资源。
在这一阶段，数字化技术在语文教学、初中化学教学中得到了广泛的应用。
在化学教学中，电子图书数字化技术指的是化学自主学习软件、教学视频、学生学习数据库等。
这些资源有利于初中化学教师扩大教学范围，保证学生能够在课本中学到基础知识，同时也能掌握更多的教材知识。
二、初中化学课程教学中数字化实验应用的现状（一）数字化技术没有大范围广泛使用目前，尽管我国多媒体等信息技术已普及到教育领域中，但在实际教学过程中，数字化实验技术在初中化学教学方面的应用范围仍相对较小，初中化学教材难以补充数字化技术，影响学生的全面发展。
现有的数字化技术在初中化学教学过程中并没有得到广泛的应用，也造成了资源的浪费，学校和化学教师应该注意这个问题。
（二）在学生自主学习中的应用价值未被开发在学习过程中，除了教师的指导外，学生在教学过程中起着重要的作用。
2024年中考化学二轮复习二数字化实验
A.反应过程中有热量放出 B.50 s 时,溶液中溶质为 AlCl3 C.0～50 s,压强不变的可能原因是发生反应:Al2O3+6HCl D.100～140 s,压强减小是因为温度降低
2AlCl3+3H2O
5.(2023无锡惠山区模拟)某同学在图甲三颈瓶中加入一定量的暖宝宝 原料(主要成分为铁粉和炭粉),并滴加几滴水,分别用压强、氧气浓度 和温度三种数字传感器绘制出数据变化图像如图乙所示,则下列说法正 确的是( C )
【交流评价】
(1)小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状 态,接下去的操作是 继续通入二氧化碳气体,直至pH不再变化 。
(2)小兴受小金的启发,猜测最后溶液可能呈酸性,他猜想的依据是 二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性 ,所以建议小组同学继续展
开探究。
10.(2023广州)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。
【典题练习】 1.(2022呼和浩特)小组同学用压强传感器研究蒸馏水或NaOH溶液吸收 CO2的效果。注射器内各装有等体积的液体,同时等速度注入各自锥形 瓶中,一段时间后,同时振荡锥形瓶。下列说法不正确的是( C )
A.曲线1表示注入蒸馏水后装置内的压强变化 B.0～t1 s段压强变化的主要原因是注入液体后气体被压缩 C.t1～t2 s段压强变化的主要原因是振荡锥形瓶,使反应进行更充分 D.对比曲线1和曲线2,可说明NaOH溶液吸收CO2的效果比蒸馏水吸收CO2 的效果好
3.(2023连云港)在三颈烧瓶中用排空气法收集CO2气体,然后将三颈烧 瓶与盛有盐酸、NaOH溶液的注射器和压强传感器密封连接(如图甲)。
检验气密性后,在t0时快速注入一种溶液,t2时快速注入第二种溶液,测 得瓶内压强随时间变化曲线如图乙。下列说法中正确的是( C )
初中化学课程数字化教学方法(含学习方法技巧、例题示范教学方法)
初中化学课程数字化教学方法随着科技的不断发展，数字化教学逐渐成为教育领域的新趋势。
在初中化学课程中，运用数字化教学方法不仅可以提高学生的学习兴趣，还能有效提升教学质量和效果。
本文将探讨初中化学课程中数字化教学方法的应用，以期为初中化学教学提供有益的参考。
一、数字化教学方法在初中化学课程中的应用1.网络资源的运用在初中化学教学中，教师可以充分利用网络资源，为学生提供丰富的学习素材。
例如，通过在线平台分享优质的教学视频、课件和实验资料，使学生能够随时随地查阅和学习。
此外，教师还可以引导学生利用网络资源进行自主探究，如访问科普网站、参与在线讨论等，拓宽知识视野。
2.多媒体教学手段的运用多媒体教学手段具有生动、形象的特点，有利于激发学生的学习兴趣。
在初中化学教学中，教师可以运用多媒体课件展示化学反应原理、实验过程等，让学生直观地了解化学现象。
同时，多媒体教学还可以模拟实验操作，降低实验风险，提高教学效果。
3.虚拟实验室的应用虚拟实验室是一种基于计算机技术的模拟实验系统。
在初中化学教学中，教师可以引导学生利用虚拟实验室进行实验操作，让学生在虚拟环境中感受到实验的魅力。
此外，虚拟实验室还可以开展远程协作实验，打破地域限制，提高实验教学的普及率。
4.数字化评价体系的构建在数字化教学过程中，构建科学的评价体系至关重要。
初中化学教师可以根据学生的学习过程、作业完成情况和互动表现等方面，运用数字化评价工具进行综合评价。
这种评价方式具有实时、动态的特点，有助于全面了解学生的学习状况，为教学提供有力支持。
二、数字化教学方法的优势1.提高学生的学习兴趣数字化教学方法具有生动、有趣的特点，能够激发学生的学习兴趣。
在初中化学教学中，通过运用多媒体课件、网络资源等，让学生在轻松愉快的氛围中学习化学知识。
2.增强学生的实践能力数字化教学方法注重学生的实践操作，如虚拟实验室的应用，使学生在实际操作中掌握化学知识。
这有助于提高学生的实践能力，培养创新精神。
论文 中学化学数字化实验与传统实验
中学化学数字化实验与传统实验四川省泸化中学唐吉川摘要:本文在介绍中学化学数字化实验系统的基础上，对它的应用及与传统化学实验相比而显示的出优势进行了四个方面的论述：可使实验从定性升华到定量；有利于突破教学难点；有利于师学生进行探究式学习；可为研究性学习提供技术支持。
中学化学数字化实验不能完全代替传统化学实验，它与传统化学实验可优势互补、相得益彰。
关键词:化学数字化实验定量中学化学数字化实验系统由系统软件、数据采集器、传感器组成，将数字温度计、pH计、电导率计、分光光度计等整合为一体。
该系统软件能够实现试验数据的即时处理、编辑，可存储实验数据文件。
该数据采集器可实现采集器与电脑的连接，又可以进行独立的数据采集，具有内置内存，可以保存实验文件，可自动识别各种传感器和自定义传感器功能。
配备的传感器可以检测温度、压强、电流、电压、pH、电导率等物理量，支持对相关化学反应的监测。
中学数字化实验系统可以将化学反应和现象的本质转化为可监测的信号，从而帮助人们更深入地研究化学现象和反应的本质和规律，具有先进、便捷、实时、准确、综合、直观等显著特点。
使用化学数字化实验系统可以优化部分常规实验，降低教学难度；可以帮助解决一些常规实验手段不能解决的问题，为中学化学引入一批定量实验，是对常规实验手段的重要补充。
该系统尤其对化学概念原理的课堂教学、研究性学习、探究学习起到有效的辅助作用，丰富了研究性学习和综合实践活动的实验手段，对新课程教学内容改革和教学方式改革具有明显的支持作用，是对化学教学与现代教育技术整合的有益探索。
中学化学数字化实验系统对学生的发展能够起到积极作用，增进学生对化学现象和原理本质的认识，提高学生分析问题、解决问题的方法和能力，有利于发展学生的创新精神和实践能力。
在教学中使用中学化学数字化实验系统，对提高中学化学教学的现代化水平和教师专业素质发展都具有积极的作用。
由数字化采集设备、局域网、计算机终端、计算机辅助教学系统及多媒体技术组成的中学化学数字化实验室，促使产生新的课堂教学模式，使课堂实验的“教”与“学”合二为一，是一种以学生为“主体”，教师为“主导”的新型教学方式。
河南省中考化学专题训练数字化实验和微型实验精品课件
(2021·黄石)某班同学在做“某些酸、碱、盐之间是否发 生反应”的探究实验时发现,酸碱之间的反应,往往没有明显的现 象。那么如何判断酸碱发生了化学反应呢? 【提出问题】如何判断酸、碱溶液发生了化学反应? 【实验药品】一定质量分数的稀盐酸、一定质量分数的氢氧化钠 溶液(稀)、酚酞溶液、蒸馏水。
【实验探究】
第二部分 专题探究 专题十 数字化实验和微型实验
数字化实验题是 2019 年河南初中学业水平考试《说明与检 测》中新增的实验考查形式,类似但不同于坐标图像题,题目常以某 一反应或实验过程中气体的含量、气体的压强、溶液的 pH、溶液 的温度等随时间的变化曲线为切入点,利用传感器导出的数据建立 坐标,使实验现象数字化、图像化、可视化,从而将化学实验过程中 的微变化从定性描述升华到定量分析。
④
FeCl3溶液 Cu
浓硝酸
(填现象),证
【点睛】本题考查胶体的知识。抓住胶体的粒子直径在1-100nm这一本质特征，判断某分散系是否是胶体。只有胶体才能产生丁达尔效应。
因此，本题正确答案是： ；
明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应,该反应的化学方程式 B. 容量瓶用蒸馏水洗净后必须烘干才能用于溶液的配制
。
微型实验是指“以微小量的试剂、在微型化的仪器装置中进行的化 学实验”,其药品的用量是常规实验的数十分之一甚至千分之一。微 型实验不是常规实验的简单微缩,也不是对常规实验的补充,而是在 绿色化学思想指导下,用预防化学污染的新思想、新方法和新技术 对常规实验进行改革和发展后的实验,是体现可持续发展理念的实 验。
乙烧杯的溶液中,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,乙烧杯的溶液会由红色逐渐变为无色;由于有大烧杯罩着,氯化氢分子不会运动到丙烧杯中,所以丙烧杯中的溶液颜色不变。
数字化传感器在初中化学教学中的运用——以“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”为例
教学方圆数字化传感器在初中化学教学中的运用一以“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”为例云南大学附属中学杨蕊在初中化学教学过程中，将数字化实验合理地应用 于教学,既能促进教学方式的多样化，又能在一定程度上 改变现有的教学模式和学习方式，培养学生的动手能力和探究精神,从而更好地提升学生的科学素养。
人教版九年级《化学》下册“常见的酸和碱”中指出： 氢氧化钠在空气中不仅会吸收水分,还会发生如下反应:2Na0H+C02=Na 2C03+H 20o 该反应在初中化学中起到承上启下的重要作用。
在教学过程中，有学生提出疑问:“该反应没有明显的现象，怎样设计实验来证明反应会发生呢？ ”为解决这一问题，笔者运用数字化传感器，带领学生 从定性和定量的角度开展实验探究。
环节一：设计实验证明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应二氧化碳与氢氧化钠溶液反应无明显现象，为探究 二者是否发生反应，教师可以指导学生分组设计实验方 案，进行探究实验。
以4个同学为一组，每个小组用所给上台展示设计成果。
药品、仪器（如图1）,设计实验证明该反应是否会发生，并8脚雄 HtS KttH SSKtWiSiS SBSsfflS图1教学设想：通过设计实验调动学生学习的积极性与主动性，培养学生大胆创新、勇于探索的科学精神。
环节二:学生展示设计成果教师请各组展示设计方案，最终总结出三种不同的 设计方案，方案和设计意图如下表,实验操作如图2、图3 和图4：I 123卜稀盐酸A A 去壳熟鸡蛋 去壳熟鸡蛋学生方案n co 2-软塑料瓶co 2-软塑料瓶U NaOH ——_等体积NaOH 」：：：］等体淤co 2u ，反应后的溶液L 溶液厂的水图2图3图4设计意图证明有新物质生成瓶内气体减少，压强减小，证明反应物被消耗瓶内气体减少，压强减小，证明反应物被消耗教学设想：学生根据教师提供的药品、仪器分小组设 计实验，完成探究，并展示设计成果，可以提升自己的实 验技能,培养分析问题、解决问题的能力和语言表达能力。
数字化学习：数字化教学在化学课堂中的应用
数字化学习：数字化教学在化学课堂中的应用引言教育是人类社会进步和发展的基石，而数字化技术的迅速发展为教育带来了革命性的变革。
数字化学习作为一种新型的教学方法，已经在全球范围内得到广泛应用。
化学作为一门基础科学学科，在数字化学习中也有着重要的应用和价值。
本文将探讨数字化学习在化学课堂中的应用，并讨论其优势和挑战。
数字化学习的定义和特点数字化学习是指利用信息技术和通信技术在教育中进行教学和学习的一种模式。
它采用数字化的教材、教具和学习平台，通过互联网的应用实现教学内容的传递和学习活动的展开。
数字化学习具有以下特点：1.弹性学习：学生可以根据自己的学习进度和兴趣进行学习，时间和地点上更加灵活。
2.个性化教学：数字化学习可以根据学生的学习需求和水平，提供个性化的学习资源和教学策略。
3.多媒体教学：数字化学习可以通过图像、视频、动画等多媒体手段，生动直观地展示化学现象和实验过程。
4.互动学习：学生可以通过在线交流平台与教师和其他学生进行互动，促进学生之间的合作和共同学习。
数字化学习在化学课堂中的应用1. 数字化教材和教具的应用数字化学习的重要组成部分是数字化教材和教具。
在化学课堂中，传统的纸质教材逐渐被数字化教材所替代。
数字化教材具有以下优势：•多媒体呈现：数字化教材可以通过图像、视频和动画等多媒体方式展示化学理论和实验过程，使学生更加容易理解和记忆。
•交互性学习：数字化教材可以提供交互式学习功能，例如模拟实验和自动评估等，增强学生的学习动力和积极性。
除了数字化教材，数字化教具也在化学课堂中得到广泛应用。
例如，化学模拟实验软件可以模拟真实实验的过程和结果，让学生在虚拟环境中进行实验操作和观察。
这种虚拟实验不仅可以减少实验材料和设备的损耗，还可以提高学生的实验技能和安全意识。
2. 在线学习平台的应用在线学习平台是数字化学习的核心工具之一。
它为学生提供了一个虚拟的学习环境，在这里学生可以获取教材、课件、实验数据和学习资源等。
数字化教学在初中化学课堂中的应用
数字化教学在初中化学课堂中的应用摘要：本文探讨了数字化教学在初中化学课堂中的应用现状和优化方法。
首先分析了数字化技术、技术工具开发程度以及教师操作能力等限制了数字化教学应用的问题。
随后提出了借助课下研究提升教师能力、选出合适实验、融合技术工具展示实验等方法来优化化学教学。
最后指出了数字化教学在初中化学课堂中的应用前景和重要性。
关键词：数字化教学、初中化学、优化教学一、数字化教学的应用现状（一）数字化技术没有大范围应用数字化教学在初中化学课堂中的应用前还没有得到范围的应用。
主要原因包括教育资源的不足、学校教师的素质和能力以及教学改革的推进缓慢。
数字化教学需要借助先进的技术设备和软件平台，然而，许多学校和教育机构在设备和资源方面仍存在不足。
此外，教师对于数字化技术的应用还存在一定的障碍，缺乏熟练地使用数字化教学进行教学的能力。
同时，教育改革需要时间和资源的投入，在实践中推行数字化教学也面临一定困难。
但尽管如此，随着科技的不断发展和教学改革的深入推进，数字化教学在初中化学课堂中的应用具有广阔的前景。
（二）技术工具的开发程度低在初中化学课堂中，数字化教学的应用受到技术工具的开发程度的限制。
目前市面上的化学实验软件在功能和操作上存在一定不足，难以满足教学的需求。
同时，一些学校和教育机构中数字化教学所使用的实验设备相对匮乏，无法满足多样化的教学需求和实验探究。
此外，缺乏完善的数据分析工具也限制了数字化教学的应用。
缺乏能够提供准确、丰富数据分析和结果验证的工具，制约了数字化教学的实验结果分析和学生实验设计的深入发展。
（三）教师的操作能力较差在初中化学课堂中，数字化教学的应用受到教师的操作能力较差的限制。
目前许多教师缺乏数字化教学操作经验，不熟悉实验软件的使用，无法熟练地掌握数字化教学的操作方法和技巧。
同时，一些教师的技术能力也不足，缺乏对于数字化教学所需技术工具的理解和运用能力。
这种情况导致教师难以利用数字化教学进行有效的教学和指导，限制了数字化教学在化学课堂中的应用。
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二、手持技术的特点
便携：数据采集器和传感器都较小,实验时 在手掌上就可以操作，可随时随地地进行定 量实验探究活动。
实时：数据变化过程与实验过程同时进行， 与计算机连接，就能将显示变化过程的各种 形式同时演示出来，与微型摄像头连接，就 能将实验的整个操作过程演示出来并储存在 计算机的硬盘中，实验后可以重复演示。
“执行 “键（回 车键），
采样启动 样品采集 统计分析 打开文件 系统配置
9
手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以 方便而迅速地收集各类物理、化学、生物、 环境等数据，如位移、速度、温度、声音、 光、电、力、pH值、以及Ca2 + 、NO3- 、 NH4 + 、Cl- 的浓度、相对湿度、心电图等。
是一套先进的便携式数据采集系统，可以利 用它对许多自然现象和科学实验进行探究性 学习。同时, 这些仪器的轻巧与便携还为学 生进行户外探究提供了可能。
10
（一）数据采集器介绍
数据采集器是一个数据采集与数据分析功 能的综合理科实验系统。
它把实验过程中的物理信号转变为数字信 号输出，全程跟踪实验过程中的数据变化 并以多种形式显示实验结果。
11
外接传感器连 接端口
端口4端口3 端口2端口1
计算机连线 端口
AC/DC电源插 座接口
“开机”、 “关机”按钮
数据采集器主要用于采集并储存实验数 据
7
将计算机与手持技术仪器联用时, 传感 器可以精确地测量与传递实验中所测定 的各种实验参数，所得实验数据将通过 数据采集器传到计算机中, 计算机经由 配套软件将数据以表格和图像的形式呈 现, 并进行分析处理。
8
例如将温度传感器与 pH 传感器置于盛 有少量水的烧杯中, 随着固体氢氧化钠 固体的加入, 计算机屏幕上将分别出现 两条逐渐上升的实验曲线, 并且在表格 中实时显示温度与 pH 值的变化数据。 可见, 利用基于计算机的化学实验, 能 使传统教学中的定性实验得以量化验证。
29
三、手持技术使用方法介绍
30
1、数据采集器使用方法
(1）开机 按下数据采集
器面板上的 “开机”(ON） 按键，采集器 首先进行自检， 然后显示主菜 单（如右图）
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设置数据采集器的工作模式
从开机状态的图面开始
按数据采集器上的“→” 键到“系统配置”,按 “回车”键进入“系统 配置” ，根据需要按
图2
系统配置
“→”或“←”可选择： “自动”、“手动”模 式。本实验设置 “工作
模式为“自动” .
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采样启动
样品采集 统计分析 打开文件 系统配置
33
采样启动 样品采集 统计分析 打开文件 系统配置
34
按“ESC”键返回 到开始的主界面。
35
从开机状 态的图面 开始，移 动光标到 “采集器 设置”， 然后按
初中化学数字化实验
1
数字化化学实验室主要包括
实验室、手持技术仪器( 如数 据采集器与各类传感器) 、常规 实验仪器和计算机等。
2
3
一、手持技术的概念与原理 二、手持技术的特点 三、手持技术使用方法介绍 四、手持技术在初中化学实验教学
中的应用示例
4
一、手持技术的概念与原理
手持技术(Held Technology)顾名思义， 在掌上就可以操作的技术，因而又称 “掌上技术”，是一种常用的传感器技 术。它是由数据采集器、传感器和配套 的软件组成的、定量采集各种常见数据 并能与计算机连接的实验技术系统，由 于其体积较小，在手掌上就可以操作， 采集多种数据，故形象地称为手持技术 仪器。
液晶显示屏
“前进”、 “后退”按 钮
“退出”按 钮
“执行”按 钮
12
能与计算机连接，完成各种后期处理 的实验技术系统。将手持技术与网络 技术整合构成的现代科学实验室成为 “掌上实验室”。
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（二）传感器介绍
传感器： 能感受规定的被测量并按照一定的
规律转换成可用输出信号的器件或装置。 或传感器是一种能把物理量或化学量转 变成便于利用的电信号的器件。
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准确：既可以用仪器或电脑自动收集数据， 又可又人工控制收集，实验数据可以准确到 0.5%，完全符合中学对实验数据准确度的 要求。
综合：数据采集器可与各种传感器连接，可 同时进行物理、化学、生物、体育、环境、 气象等学科实验的定量探究研究。
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直观：手持技术可以以图像、图表等多种形 式动态实时地显示实验的变化过程。可以在 自己喜欢的一种显示方式中任意查看某一时 刻、某一段时间或整个过程的实验数据。
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工作原理：
测量环境
信号检出器
被测信号
放大变换
输出
信号检测
信号处理
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在中学化学实验教学中常用的传感器有以 下一些传感器。
(1)温度传感器
数字温度计
16
(2
18
（5）电压、电流传感器
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（6）CO2传感器
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（7）溶解氧传感器
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溶液中离子浓度或种类的改变－可以 用电导率、或离子传感器测定单位时 间内电导率（或离子）的变化
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（三）系统软件介绍
实验数据处理程序：利用计算机强大的运算和 数据处理功能，能更好地把握实验的动态以及 对实验结果进行分析、推测，同时还可以通过 接口软件对掌上技术的硬件进行更加精确的操 作。
实时录像系统：将摄像头与计算机连接，可实 时地记录实验现象、将数据曲线与实验现象同 时呈现在计算机上，且记录的数据和拍摄的录 像都可以保存在计算机中，可以随时播放，再 现实验过程。
5
它的工作原理如图所示，利用传感器把从 外部感应到的物理量通过电信号的形式传 输到数据采集器,数据采集器将信号规范整 合后传送到数据处理系统进行实时分析、 统计、拟合等处理。
6
传感器(探头)可根据需要测定的参数( 如 温度、湿度、光强、pH值、溶解氧浓度、 电导率、气压、电流、电压等) 而自行选 择
（8）离子传感器
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（9）色度传感器
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传感器的选择依据
生成气体的反应－可以用压强传感器测定单 位时间内压强的变化
生成有色物质的反应－可以用色度传感器测 定单位时间内色度的变化
逐渐生成有色物质（或沉淀）——可以用光 强传感器测定单位时间内光强的变化
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伴随明显的热效应－可以用温度传感 器测定单位时间内温度的变化