認知心理學視角下探究化學實驗中手持技術的應用

劉亞敏

摘 ?要：現(xiàn)階段教師應加強應用手持技術，對原有的化學實驗教學進行改進優(yōu)化，以促進學生更為高效地參與化學實驗學習，提高學習效果。本文就化學實驗中手持技術的應用作出分析，提出幾點建議，以供參考。

關鍵詞：認知心理學;高中;化學實驗;手持技術

手持技術主要包括數(shù)據(jù)采集器、傳感器、計算機及相關配套軟件，具有便攜、直觀、實時、定量等特點。在化學實驗中運用該技術，對調(diào)整創(chuàng)新學習方式、增強學生實驗探究能力、優(yōu)化實驗教學過程、提高知識認知水平等方面均有積極作用。所以現(xiàn)階段還需教師明確該技術的優(yōu)勢特點，結(jié)合化學實驗認知功能、教學內(nèi)容、學生需求等條件，制定對應的策略，以提高手持技術的應用效果。

一、化學實驗中手持技術的應用優(yōu)勢分析

為了更好地應用手持技術，教師應先對其優(yōu)勢作用進行了解，形成正確的教學態(tài)度。①實現(xiàn)定量分析。使用手持技術實施化學實驗，所獲取的實驗結(jié)果數(shù)據(jù)誤差極小，精確度較高。這種情況下能夠?qū)⒒瘜W知識變得更為具象化，也便于學生更加準確清晰地了解化學知識，可直接從量的角度對化學知識、實驗過程等方面展開思考分析，進一步理解知識，掌握化學規(guī)律。②可視化。以往實驗更多體現(xiàn)宏觀現(xiàn)象，而手持技術下的實驗能夠體現(xiàn)微觀現(xiàn)象，提高化學知識的可視化，促進學生由感性認識向理性認識發(fā)展。③連續(xù)性。手持技術應用過程中，其軟件系統(tǒng)能夠?qū)崟r自動對相關數(shù)據(jù)信息進行采集，形成對應的變化曲線。這樣有助于提高化學實驗學習的實時性，也便于學生及時針對存在的問題進行討論解決。④知識立體化。以往化學實驗開展過程中，知識教學層面較為單一，使得學生的知識學習過于片面。而手持技術應用階段，可借助采集器、傳感器等設備技術同時進行多種數(shù)據(jù)的采集處理，實現(xiàn)多方面展示知識，或開展跨學科知識探究活動。這種方式可促進化學知識更加立體化和多維化，有助于推動學生辯證思維的創(chuàng)新發(fā)展。⑤具身認知。以往化學實驗開展過程中學生整體參與度偏低，且化學實驗的開展受固定場所、儀器等條件的限制，使得學生的學習體驗較差。而手持技術設備更為便攜，更利于學生開展自主學習與發(fā)展，基于認知心理學視角來說，更能夠提高學生的具身認知，提高化學學習效果。

二、高中化學實驗中手持技術的有效應用對策

（一）全面了解學生情況，加強運用手持技術

首先教師需要通過評估實驗成績、分析化學實驗活動教學效果、觀察學生日常表現(xiàn)、與學生展開互動交流等方式對學生的化學認知水平、實驗操作能力、發(fā)展需求等方面進行了解掌握。其次教師需進一步了解手持技術，對其相關軟件設備的操作方法、要點等進行掌握，提高對手持技術的運用能力。最后以學生的各項情況為基礎條件，結(jié)合化學實驗內(nèi)容要求，優(yōu)化實驗教學方案，保證手持技術能夠獲得更好地應用效果。

（二）了解實驗融合需求，合理應用手持技術

教師應根據(jù)具體的化學實驗類型，對其實驗融合需求進行了解評估，合理運用該技術，才能發(fā)揮更好地教學作用。①一般融合需求。針對此類融合需求，教師可適當在化學實驗中運用手持技術。比如在中和反應概念化學知識教學過程中，教師可選擇不同類型的傳感器展開實驗。借助pH傳感器對pH曲線變化進行構(gòu)建解釋，幫助學生通過酸堿性角度分析，對中和反應加以理解。借助電導率傳感器對電導率曲線變化進行構(gòu)建解釋，幫助學生通過溶液導電性角度對中和反應加以理解。或者在中和熱測定實驗教學過程中，教師可指導學生使用手持技術，利用溫度傳感器等設備軟件對相關數(shù)據(jù)信息進行測定，通過定量分析的方式了解溫度的變化，并根據(jù)所測定的定量數(shù)據(jù)建立對應的分析模型，在探究討論過程中掌握各變量之間的關系，以準確得出中和熱數(shù)值。②高階融合需求。基于認知心理學角度，教師需要先對學生的認知能力、認知發(fā)展需求、手持技術應用后可達到的認知水平進行評估，根據(jù)三者之間的差值合理作出判斷，制定合適的化學實驗教學對策。如認知發(fā)展需求與學生的認知能力相差極小，而手持技術應用后可達到的認知水平遠高于認知發(fā)展需求，這種情況下應更注重基礎實驗和知識講解，開展數(shù)字化實驗只會加大學生的壓力。或認知發(fā)展需求與學生的認知能力相差較大，手持技術應用后可達到的認知水平與認知發(fā)展需求相差不大，則開展數(shù)字化實驗有利于學生的學習與發(fā)展。

（三）發(fā)揮學生主體作用，提高技術應用效果

在教師設計實驗方案，使用手持技術開展實驗教學的基礎上，也應多為學生提供自主學習機會，讓學生以團隊合作的方式獨立使用手持技術完成相應的化學實驗，提高操作運用能力的同時提升化學實驗學習水平，增強技術應效果。針對測定飲料中維生素的探究實驗（Fe2+-鄰二氮菲顯色反應）來說，教師可先組織學生對實驗原理等基礎知識進行整理明確，設置問題要求學生自主對試劑和儀器進行配置選擇，主要包括Vc標準溶液、鄰二氮菲溶液等溶液的配置，數(shù)據(jù)采集器、色度計等儀器的選擇。之后各小組自主進行實驗設計，合作完成化學實驗，借助手持技術完成標準曲線繪制、Vc質(zhì)量濃度測定等任務，根據(jù)所得實驗結(jié)果展開討論交流，對相關實驗步驟進行優(yōu)化改進，最終得出相應的結(jié)論。這樣不僅可發(fā)揮學生的主體作用，也大幅度降低了實驗難度，在提高學生實驗興趣的同時提升學生實驗學習能力。

三、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段教師還應對手持技術加強重視，根據(jù)化學實驗類型及學生能力需求制定合適的技術應用方案，并為學生提供自主實驗操作的機會，以切實提高手持技術在化學實驗中的應用效果。

參考文獻：

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[2] 陳繼盛. 數(shù)字化手持技術實驗在高中化學課堂教學中的應用[J]. 考試周刊，2017（75）：152，173.

（作者單位：東莞市第二高級中學，廣東 ? 東莞 ? 523129）