認(rèn)知心理學(xué)視角下探究化學(xué)實驗中手持技術(shù)的應(yīng)用

劉亞敏

摘 ?要：現(xiàn)階段教師應(yīng)加強應(yīng)用手持技術(shù)，對原有的化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，以促進(jìn)學(xué)生更為高效地參與化學(xué)實驗學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果。本文就化學(xué)實驗中手持技術(shù)的應(yīng)用作出分析，提出幾點建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知心理學(xué);高中;化學(xué)實驗;手持技術(shù)

手持技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)采集器、傳感器、計算機及相關(guān)配套軟件，具有便攜、直觀、實時、定量等特點。在化學(xué)實驗中運用該技術(shù)，對調(diào)整創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式、增強學(xué)生實驗探究能力、優(yōu)化實驗教學(xué)過程、提高知識認(rèn)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(shù)的優(yōu)勢特點，結(jié)合化學(xué)實驗認(rèn)知功能、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生需求等條件，制定對應(yīng)的策略，以提高手持技術(shù)的應(yīng)用效果。

一、化學(xué)實驗中手持技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢分析

為了更好地應(yīng)用手持技術(shù)，教師應(yīng)先對其優(yōu)勢作用進(jìn)行了解，形成正確的教學(xué)態(tài)度。①實現(xiàn)定量分析。使用手持技術(shù)實施化學(xué)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(xué)知識變得更為具象化，也便于學(xué)生更加準(zhǔn)確清晰地了解化學(xué)知識，可直接從量的角度對化學(xué)知識、實驗過程等方面展開思考分析，進(jìn)一步理解知識，掌握化學(xué)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(shù)下的實驗?zāi)軌蝮w現(xiàn)微觀現(xiàn)象，提高化學(xué)知識的可視化，促進(jìn)學(xué)生由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識發(fā)展。③連續(xù)性。手持技術(shù)應(yīng)用過程中，其軟件系統(tǒng)能夠?qū)崟r自動對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，形成對應(yīng)的變化曲線。這樣有助于提高化學(xué)實驗學(xué)習(xí)的實時性，也便于學(xué)生及時針對存在的問題進(jìn)行討論解決。④知識立體化。以往化學(xué)實驗開展過程中，知識教學(xué)層面較為單一，使得學(xué)生的知識學(xué)習(xí)過于片面。而手持技術(shù)應(yīng)用階段，可借助采集器、傳感器等設(shè)備技術(shù)同時進(jìn)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(xué)科知識探究活動。這種方式可促進(jìn)化學(xué)知識更加立體化和多維化，有助于推動學(xué)生辯證思維的創(chuàng)新發(fā)展。⑤具身認(rèn)知。以往化學(xué)實驗開展過程中學(xué)生整體參與度偏低，且化學(xué)實驗的開展受固定場所、儀器等條件的限制，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗較差。而手持技術(shù)設(shè)備更為便攜，更利于學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)與發(fā)展，基于認(rèn)知心理學(xué)視角來說，更能夠提高學(xué)生的具身認(rèn)知，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效果。

二、高中化學(xué)實驗中手持技術(shù)的有效應(yīng)用對策

（一）全面了解學(xué)生情況，加強運用手持技術(shù)

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

（二）了解實驗融合需求，合理應(yīng)用手持技術(shù)

教師應(yīng)根據(jù)具體的化學(xué)實驗類型，對其實驗融合需求進(jìn)行了解評估，合理運用該技術(shù)，才能發(fā)揮更好地教學(xué)作用。①一般融合需求。針對此類融合需求，教師可適當(dāng)在化學(xué)實驗中運用手持技術(shù)。比如在中和反應(yīng)概念化學(xué)知識教學(xué)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(jìn)行構(gòu)建解釋，幫助學(xué)生通過酸堿性角度分析，對中和反應(yīng)加以理解。借助電導(dǎo)率傳感器對電導(dǎo)率曲線變化進(jìn)行構(gòu)建解釋，幫助學(xué)生通過溶液導(dǎo)電性角度對中和反應(yīng)加以理解。或者在中和熱測定實驗教學(xué)過程中，教師可指導(dǎo)學(xué)生使用手持技術(shù)，利用溫度傳感器等設(shè)備軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(yīng)的分析模型，在探究討論過程中掌握各變量之間的關(guān)系，以準(zhǔn)確得出中和熱數(shù)值。②高階融合需求。基于認(rèn)知心理學(xué)角度，教師需要先對學(xué)生的認(rèn)知能力、認(rèn)知發(fā)展需求、手持技術(shù)應(yīng)用后可達(dá)到的認(rèn)知水平進(jìn)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(xué)實驗教學(xué)對策。如認(rèn)知發(fā)展需求與學(xué)生的認(rèn)知能力相差極小，而手持技術(shù)應(yīng)用后可達(dá)到的認(rèn)知水平遠(yuǎn)高于認(rèn)知發(fā)展需求，這種情況下應(yīng)更注重基礎(chǔ)實驗和知識講解，開展數(shù)字化實驗只會加大學(xué)生的壓力?；蛘J(rèn)知發(fā)展需求與學(xué)生的認(rèn)知能力相差較大，手持技術(shù)應(yīng)用后可達(dá)到的認(rèn)知水平與認(rèn)知發(fā)展需求相差不大，則開展數(shù)字化實驗有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

（三）發(fā)揮學(xué)生主體作用，提高技術(shù)應(yīng)用效果

在教師設(shè)計實驗方案，使用手持技術(shù)開展實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，也應(yīng)多為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)機會，讓學(xué)生以團(tuán)隊合作的方式獨立使用手持技術(shù)完成相應(yīng)的化學(xué)實驗，提高操作運用能力的同時提升化學(xué)實驗學(xué)習(xí)水平，增強技術(shù)應(yīng)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(yīng)）來說，教師可先組織學(xué)生對實驗原理等基礎(chǔ)知識進(jìn)行整理明確，設(shè)置問題要求學(xué)生自主對試劑和儀器進(jìn)行配置選擇，主要包括Vc標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行實驗設(shè)計，合作完成化學(xué)實驗，借助手持技術(shù)完成標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、Vc質(zhì)量濃度測定等任務(wù)，根據(jù)所得實驗結(jié)果展開討論交流，對相關(guān)實驗步驟進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，最終得出相應(yīng)的結(jié)論。這樣不僅可發(fā)揮學(xué)生的主體作用，也大幅度降低了實驗難度，在提高學(xué)生實驗興趣的同時提升學(xué)生實驗學(xué)習(xí)能力。

三、結(jié)語

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

參考文獻(xiàn)：

[1] 王立新，錢揚義. 認(rèn)知心理學(xué)視角下探究化學(xué)實驗中手持技術(shù)的應(yīng)用[J]. 中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2019（8）：5-8.

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（作者單位：東莞市第二高級中學(xué)，廣東 ? 東莞 ? 523129）