分光光度计是对物质进行定量和定性分析的仪器，是现代实验室检测的常规仪器[1]。商用分光光度计具有较高的准确度和可靠性，但售价和维护成本都很高。另外，商用分光光度计的所有组件都被封装在内部(如同一个“黑箱”)，使用者难以观察其内部结构，缺乏对技术原理的认识。为降低成本和打开技术的“黑箱”，国内外研究者开展了自制分光光度计的研究与实践。让学生亲自参与仪器制作，不仅能创造出一套实用的教具，更重要的是能帮助学生深入理解仪器的工作原理，提升科学素养。

　　一、国内外研究现状

　　二、自制分光光度计的结构

　　三、自制分光光度计的典型案例

　　四、教学建议

　　以往的实验教学仅把分光光度计作为一种工具，而掩盖了其内在的教学价值。自制实验仪器有助于为学生揭开仪器神秘的面纱，真正认识实验仪器的内在原理，更能亲身体验到动手实践的价值与意义。为此，提出如下教学建议。

　　(一)开展项目式学习

　　项目式学习致力于解决真实问题、完成真实任务，旨在推动学生在学习状态、内容、方式及结果等方面实现变革[11]。自制分光光度计作为一个兼具真实性、实践性、开放性和综合性的项目，完全符合项目式学习的设计要求。学习者可通过小组形式分工合作，通过制订计划、查阅文献、收集资料、设计方案、实际调研、对比分析以及动手实践等一系列活动，最终将学习成果以产品的形式呈现出来。这一过程有助于使学生从被动的知识接受者转变为作品的主动设计者与创造者，显著激发学生的学习主动性和创新意识，促进学生深度学习和高阶思维发展。

　　(二)深度融合信息技术

　　自制分光光度计的过程需要综合应用《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》所要求的摄影、图像处理、三维设计、3D打印等技术。如在提取吸收池的RGB值时，学生需要掌握Photoshop等图像处理软件的使用技巧。在设计双光束分光光度计时，学生可以在Bogucki R公开的三维建模原始文件[9]的基础上进行修改和优化，以适应不同手机的外形和摄像头位置。在3D打印阶段，学生需要根据实际需求选择合适的耗材，以改善外壳的遮光度。在化学实验中深度融合这些信息技术并非华而不实的点缀或可有可无的附加，而是实现教学效果提升的必要手段。

　　(三)注重过程性评价和个性化评价

　　自制仪器的过程属于思维开放式实验，并没有统一的答案。学生参与设计和制作的整个过程，是一个动态的持续过程。因此应遵循形成性评价的理念，注重对过程的评价。同时，过程性评价要重视个性化，避免统一化。在自制仪器的过程中，学生可充分发散自己的思维，基于不同经验、依据不同视角、利用不同素材，设计出不同的创新作品。故在评价时，要注重评价内容的个性化、方式的多样化，方能持久地激发学生学习的主动性和积极性，引导学生运用所学知识解决实际问题。

　　参考文献

　　[1] 洪吟霞,范世福,祝绍箕.分光光度计[M].北京:机械工业出版社,1982:3.

　　[2] 周连群,吴一辉,张平,等.基于MEMS技术的微型分光光度计[J].光学精密工程,2006(6):990-997.

　　[3] 刘怡轩,颜昌翔.测色分光光度计的双光束分光系统设计[J].光谱学与光谱分析,2015,35(7):2060-2064.

　　[4] 郑雅君,丁伟.使用LED灯自制简易分光光度计[J].化学教与学,2018(7):83-85.

　　[5] 黄涛,张文美,艾明泽.分光光度计使用与维修[M].北京:中国计量出版社, 2002:1-3.

　　[6] KOENIG M H, YI E P, SANDRIDGE M J, et al. "Open-box" approach to measuring fluorescence quenching using an iPad screen and digital SLR camera [J]. Journal of Chemical Education, 2015, 92(2): 310–316.

　　[7] ŠAFRANKO S, ŽIVKOVIĆ P, STANKOVIĆ A, et al. Designing color X, image processing software for colorimetric determination of concentration, to facilitate students' investigation of analytical chemistry concepts using digital imaging technology [J]. Journal of Chemical Education, 2019, 96(9): 1928-1937.

　　[8] 王洁.光电比色计与分光光度计[M].北京:中国计量出版社,1993:65-71.

　　[9] BOGUCKI R, GREGGILA M, MALLORY P, et al. A 3D-printable dual beam spectrophotometer with multiplatform smartphone adaptor [J]. Journal of Chemical Education, 2019, 96(7): 1527-1531.

　　[10] KONG L, GAN Y, LIANG T, et al. A novel smartphone-based cd-spectrometer for high sensitive and cost-effective colorimetric detection of ascorbic acid [J]. Analytica Chimica Acta, 2020, 1093(1): 150-159.

　　[11] 贺慧,张燕,林敏.项目式学习:培育核心素养的重要途径[J].基础教育课程,2019(6):7-10.

高文蓓1 李柒瑶2　1.江苏省南菁高级中学　2.贺州学院教师教育学院