發(fā)布時間：2021-04-07 01:07

　　手持技術(shù)是教育信息化進(jìn)程中產(chǎn)生的先進(jìn)教育認(rèn)知工具,集數(shù)據(jù)采集與分析于一體,具有定量化與可視化特點,可幫助學(xué)生克服抽象化學(xué)知識學(xué)習(xí)中的認(rèn)知難點。手持技術(shù)數(shù)字化實驗與化學(xué)教學(xué)的融合始于宏觀層面的"研究案例"開發(fā),并逐漸深入至微觀層面的"認(rèn)知模型"建構(gòu)。為豐富手持技術(shù)在認(rèn)知心理層面的研究內(nèi)容,根據(jù)認(rèn)知-建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,首次提出基于手持技術(shù)的TQVC概念認(rèn)知模型,即轉(zhuǎn)化（Transformation）-量化感知（Quantitative Perception）-視覺感知（Visual Perception）-比較（Compare）概念認(rèn)知模型,并以高中微觀化學(xué)概念"分子間作用力"為例,闡明該模型如何應(yīng)用于教學(xué)實踐,通過對學(xué)生和教師的調(diào)查研究,進(jìn)一步驗證模型的實際應(yīng)用效果。研究發(fā)現(xiàn),TQVC概念認(rèn)知模型,將有助于教育工作者從心理學(xué)角度認(rèn)識學(xué)生在手持技術(shù)環(huán)境下進(jìn)行概念學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律,進(jìn)而在化學(xué)教育實踐中科學(xué)有效地開展基于手持技術(shù)的信息化概念教學(xué)。 

【文章來源】：遠(yuǎn)程教育雜志. 2018,36(04)北大核心CSSCI

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

各類手持技術(shù)研究案例的關(guān)系

?姓?希?頤墻ü?基于手持技術(shù)的TQVC概念認(rèn)知模型，即轉(zhuǎn)化（Transformation）-量化感知（QuantitativePerception）-視覺感知（VisualPerception）-比較（Compare）概念認(rèn)知模型。（三）模型內(nèi)涵TQVC概念認(rèn)知模型是以認(rèn)知-建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為理論基礎(chǔ)，以手持技術(shù)為技術(shù)支持，學(xué)習(xí)者將目標(biāo)概念的關(guān)鍵內(nèi)涵，轉(zhuǎn)化為認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的概念關(guān)聯(lián)屬性，再量化感知由手持技術(shù)某種屬性傳感器同步測得的多種目標(biāo)概念關(guān)聯(lián)物質(zhì)的屬性數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步視覺感知直觀的屬性曲線，在比較參照思維中，科學(xué)建構(gòu)抽象的概念。模型內(nèi)容如圖2所示。圖2基于手持技術(shù)的TQVC概念認(rèn)知模型四、TQVC概念認(rèn)知模型在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用我們選取高中微觀化學(xué)概念“分子間作用力”為例，詳細(xì)說明基于手持技術(shù)的TQVC概念認(rèn)知模型，如何應(yīng)用于教學(xué)實踐。案例中采用的手持技術(shù)是指由數(shù)據(jù)采集器、4個相同型號的接觸式溫度傳感器（0-110℃）及配套軟件組成，并能與計算機(jī)連接的實驗技術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過溫度傳感器探頭與待測物質(zhì)直接接觸，能實時定量地測量待測物質(zhì)的溫度及其變化，并在電腦屏幕上為學(xué)生呈現(xiàn)直觀可視的溫度曲線圖像。（一）微觀概念“分子間作用力”的認(rèn)知現(xiàn)狀分子間作用力是把分子聚集在一起的作用力，是人教版高中化學(xué)必修2及選修3“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的核心概念，關(guān)于其大小的比較，教材中僅用一句話概括：相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大；分子的極性越大，分子間作用力也越大[62-63]。由于分子間作用力不可直接測量，且高中階段還沒有涉及與分子間作用力本質(zhì)內(nèi)涵相關(guān)的原理，傳統(tǒng)教學(xué)尚停留在學(xué)生對“分子間作用力”相關(guān)規(guī)律的機(jī)械記憶上。為了幫助學(xué)生從微觀層面科學(xué)地感知和比較不同分子的分子間作用力大小，需將分子間作用力轉(zhuǎn)?

后剩余液體分子的溫度進(jìn)行表征和比較，幫助學(xué)生建構(gòu)“分子間作用力”概念。過程如下：選取常溫下易揮發(fā)且結(jié)構(gòu)相似的液體———甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇進(jìn)行實驗，在四個型號相同的溫度傳感器的有效部位（探頭），卷上相同大小的白紗布；將卷有白紗布的溫度探頭①、②、③、④分別同時浸入裝有甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇的燒杯中，以潤濕白紗布；再經(jīng)過5s后，同時將四個溫度探頭提起來，平行放在實驗架上，液態(tài)醇隨即開始在溫度探頭上蒸發(fā)，實驗者實時觀察溫度讀數(shù)的變化。實驗裝置和液體蒸發(fā)過程體系能量變化，如圖3所示。圖3手持技術(shù)實驗裝置3.視覺感知（VisualPerception）“分子間作用力”經(jīng)轉(zhuǎn)化為“溫度”曲線后，具有了可視性，手持技術(shù)可呈現(xiàn)出直觀可視的溫度曲線圖像，學(xué)生通過圖像可以直觀地“看到”四種液態(tài)醇的溫度下降速率順序，進(jìn)而通過視覺通道，感知它們的分子間作用力大校4.比較（Compare）學(xué)生對“分子間作用力”的認(rèn)知，可通過實時比較四種相似物質(zhì)蒸發(fā)時剩余液體的溫度曲線而間接完成。四種液態(tài)醇的溫度下降速率順序為：甲醇>乙醇>正丙醇>正丁醇。通過分析可以得出，四種液態(tài)醇分子間作用力大小順序為：正丁醇>正丙醇>乙醇>甲醇。學(xué)生表面上比較的是曲線變化，實質(zhì)上比較的是分子間作用力以及分子結(jié)構(gòu)———上述四種醇類，其分子間色散力是主要的分子間作用力，而分子間產(chǎn)生色散力的前提是分子發(fā)生變形，導(dǎo)致分子電荷分布不均勻并在內(nèi)部形成瞬時偶極矩，因此，分子越易變形，分子間的色散力就越大。學(xué)生盡管在中學(xué)階段尚不能理解分子間作用力的本質(zhì)，但通過實驗事實，并對曲線進(jìn)行比較分析，有助于他們進(jìn)一步印證理解教材中呈現(xiàn)的規(guī)律———組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用?


本文編號：3122504