认知心理学视角下探究化学实验中手持技术的应用

刘亚敏

摘  要：现阶段教师应加强应用手持技术，对原有的化学实验教学进行改进优化，以促进学生更为高效地参与化学实验学习，提高学习效果。本文就化学实验中手持技术的应用作出分析，提出几点建议，以供参考。

关键词：认知心理学;高中;化学实验;手持技术

手持技术主要包括数据采集器、传感器、计算机及相关配套软件，具有便携、直观、实时、定量等特点。在化学实验中运用该技术，对调整创新学习方式、增强学生实验探究能力、优化实验教学过程、提高知识认知水平等方面均有积极作用。所以现阶段还需教师明确该技术的优势特点，结合化学实验认知功能、教学内容、学生需求等条件，制定对应的策略，以提高手持技术的应用效果。

一、化学实验中手持技术的应用优势分析

为了更好地应用手持技术，教师应先对其优势作用进行了解，形成正确的教学态度。①实现定量分析。使用手持技术实施化学实验，所获取的实验结果数据误差极小，精确度较高。这种情况下能够将化学知识变得更为具象化，也便于学生更加准确清晰地了解化学知识，可直接从量的角度对化学知识、实验过程等方面展开思考分析，进一步理解知识，掌握化学规律。②可视化。以往实验更多体现宏观现象，而手持技术下的实验能够体现微观现象，提高化学知识的可视化，促进学生由感性认识向理性认识发展。③连续性。手持技术应用过程中，其软件系统能够实时自动对相关数据信息进行采集，形成对应的变化曲线。这样有助于提高化学实验学习的实时性，也便于学生及时针对存在的问题进行讨论解决。④知识立体化。以往化学实验开展过程中，知识教学层面较为单一，使得学生的知识学习过于片面。而手持技术应用阶段，可借助采集器、传感器等设备技术同时进行多种数据的采集处理，实现多方面展示知识，或开展跨学科知识探究活动。这种方式可促进化学知识更加立体化和多维化，有助于推动学生辩证思维的创新发展。⑤具身认知。以往化学实验开展过程中学生整体参与度偏低，且化学实验的开展受固定场所、仪器等条件的限制，使得学生的学习体验较差。而手持技术设备更为便携，更利于学生开展自主学习与发展，基于认知心理学视角来说，更能够提高学生的具身认知，提高化学学习效果。

二、高中化学实验中手持技术的有效应用对策

（一）全面了解学生情况，加强运用手持技术

首先教师需要通过评估实验成绩、分析化学实验活动教学效果、观察学生日常表现、与学生展开互动交流等方式对学生的化学认知水平、实验操作能力、发展需求等方面进行了解掌握。其次教师需进一步了解手持技术，对其相关软件设备的操作方法、要点等进行掌握，提高对手持技术的运用能力。最后以学生的各项情况为基础条件，结合化学实验内容要求，优化实验教学方案，保证手持技术能够获得更好地应用效果。

（二）了解实验融合需求，合理应用手持技术

教师应根据具体的化学实验类型，对其实验融合需求进行了解评估，合理运用该技术，才能发挥更好地教学作用。①一般融合需求。针对此类融合需求，教师可适当在化学实验中运用手持技术。比如在中和反应概念化学知识教学过程中，教师可选择不同类型的传感器展开实验。借助pH传感器对pH曲线变化进行构建解释，帮助学生通过酸碱性角度分析，对中和反应加以理解。借助电导率传感器对电导率曲线变化进行构建解释，帮助学生通过溶液导电性角度对中和反应加以理解。或者在中和热测定实验教学过程中，教师可指导学生使用手持技术，利用温度传感器等设备软件对相关数据信息进行测定，通过定量分析的方式了解温度的变化，并根据所测定的定量数据建立对应的分析模型，在探究讨论过程中掌握各变量之间的关系，以准确得出中和热数值。②高阶融合需求。基于认知心理学角度，教师需要先对学生的认知能力、认知发展需求、手持技术应用后可达到的认知水平进行评估，根据三者之间的差值合理作出判断，制定合适的化学实验教学对策。如认知发展需求与学生的认知能力相差极小，而手持技术应用后可达到的认知水平远高于认知发展需求，这种情况下应更注重基礎实验和知识讲解，开展数字化实验只会加大学生的压力。或认知发展需求与学生的认知能力相差较大，手持技术应用后可达到的认知水平与认知发展需求相差不大，则开展数字化实验有利于学生的学习与发展。

（三）发挥学生主体作用，提高技术应用效果

在教师设计实验方案，使用手持技术开展实验教学的基础上，也应多为学生提供自主学习机会，让学生以团队合作的方式独立使用手持技术完成相应的化学实验，提高操作运用能力的同时提升化学实验学习水平，增强技术应效果。针对测定饮料中维生素的探究实验（Fe2+-邻二氮菲显色反应）来说，教师可先组织学生对实验原理等基础知识进行整理明确，设置问题要求学生自主对试剂和仪器进行配置选择，主要包括Vc标准溶液、邻二氮菲溶液等溶液的配置，数据采集器、色度计等仪器的选择。之后各小组自主进行实验设计，合作完成化学实验，借助手持技术完成标准曲线绘制、Vc质量浓度测定等任务，根据所得实验结果展开讨论交流，对相关实验步骤进行优化改进，最终得出相应的结论。这样不仅可发挥学生的主体作用，也大幅度降低了实验难度，在提高学生实验兴趣的同时提升学生实验学习能力。

三、结语

综上所述，现阶段教师还应对手持技术加强重视，根据化学实验类型及学生能力需求制定合适的技术应用方案，并为学生提供自主实验操作的机会，以切实提高手持技术在化学实验中的应用效果。

参考文献：

[1] 王立新，钱扬义. 认知心理学视角下探究化学实验中手持技术的应用[J]. 中小学数字化教学，2019（8）：5-8.

[2] 陈继盛. 数字化手持技术实验在高中化学课堂教学中的应用[J]. 考试周刊，2017（75）：152，173.

（作者单位：东莞市第二高级中学，广东   东莞   523129）