魏 鳳（福建省福清第一中學(xué)）

對于化學(xué)實驗教學(xué)而言，信息技術(shù)手段更是可以通過實景放大或虛擬演示的方法，能夠幫助學(xué)生建構(gòu)起關(guān)于化學(xué)實驗發(fā)生過程的理解。縱觀信息技術(shù)手段在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的運(yùn)用，其作用主要體現(xiàn)在幫助學(xué)生理解化學(xué)實驗發(fā)生的過程上。

一、手持技術(shù)有效支撐高中化學(xué)實驗的優(yōu)化

所謂手持技術(shù)，顧名思義，就是在掌上就可以操作的技術(shù)。它是由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集和處理數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)能與計算機(jī)連接，然后完成各種后期處理。

從目前實施的情況來看，手持技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于理科實驗中。具體到高中化學(xué)實驗教學(xué)中，手持技術(shù)的作用也是非常明顯。其中主要的原因就在于，手持技術(shù)可以讓學(xué)生在化學(xué)實驗的現(xiàn)場，能夠更加充分更加準(zhǔn)確地感知實驗發(fā)生的過程，形成更多的直覺性認(rèn)識，獲得關(guān)于化學(xué)實驗的豐富表象。有了這些表象作為支撐，那么學(xué)生對化學(xué)實驗發(fā)生過程中的每一個環(huán)節(jié)，乃至于每一個細(xì)節(jié)，都能夠做到心中有數(shù)。這樣學(xué)生對化學(xué)實驗基礎(chǔ)上建構(gòu)出來的化學(xué)知識，就會有高度的認(rèn)同。這種認(rèn)同意味著對化學(xué)實驗發(fā)生前后的邏輯關(guān)系能夠順利建立，因此也就能夠更好地對化學(xué)實驗所對應(yīng)的知識進(jìn)行內(nèi)化、理解與運(yùn)用。

手持技術(shù)對高中化學(xué)實驗的支撐優(yōu)化作用，可以從如下兩個方面來理解：

其一，手持技術(shù)的硬件核心是數(shù)據(jù)采集器和傳感器，軟件核心是數(shù)據(jù)處理軟件。由于數(shù)據(jù)采集器以及傳感器體積較小，因此可以手持操作，這樣的便攜性能可以讓師生在化學(xué)實驗的過程中有更加便捷的運(yùn)用?；瘜W(xué)實驗的一個重要任務(wù)，就是觀察實驗現(xiàn)象、采集實驗數(shù)據(jù)。如果實驗數(shù)據(jù)的采集完全依賴于學(xué)生的視覺通道或者簡單的測量工具，則有可能會形成較大的誤差。相比較而言，手持技術(shù)就可以規(guī)避這一缺點。其通過數(shù)據(jù)采集器和傳感器，可以將實驗中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地采集，并且反映到數(shù)據(jù)處理軟件當(dāng)中，可以讓學(xué)生基于化學(xué)實驗的分析，有一個堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

其二，手持技術(shù)的引入，可以讓化學(xué)實驗的空間得到拓展。高中化學(xué)實驗當(dāng)中，有一些實驗需要在較大的空間內(nèi)進(jìn)行，而傳統(tǒng)的實驗教學(xué)手段并不能支撐更大的空間；有一些實驗的過程比較復(fù)雜，從實驗現(xiàn)象到實驗結(jié)果之間有著多個環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的教學(xué)手段難以表征這些環(huán)節(jié)的關(guān)系。相比較而言，手持技術(shù)的便攜性，既可以滿足化學(xué)空間的需要，更可以在化學(xué)實驗現(xiàn)象與結(jié)果之間形成相對簡單的邏輯對應(yīng)關(guān)系，從而化解那些不是非常必要的數(shù)據(jù)處理工作的難度。

二、手持技術(shù)在中學(xué)化學(xué)實驗中的應(yīng)用例析

通過上述兩點分析可以發(fā)現(xiàn)，手持技術(shù)對高中化學(xué)實驗教學(xué)的價值是巨大的。作為當(dāng)下的化學(xué)教師，應(yīng)當(dāng)努力學(xué)習(xí)并掌握手持技術(shù)的運(yùn)用，從而開辟出一片更為廣闊的實驗教學(xué)空間。

在運(yùn)用手持技術(shù)來優(yōu)化實驗教學(xué)的過程中，教師首先要有一個準(zhǔn)確的認(rèn)識，這就是手持技術(shù)本質(zhì)上是一種教學(xué)手段，其目的是促進(jìn)學(xué)生通過化學(xué)實驗的感知與數(shù)據(jù)運(yùn)算來建構(gòu)起化學(xué)知識及其相關(guān)的體系。一般認(rèn)為，基于手持技術(shù)去研究學(xué)生的認(rèn)知過程，可以通過TQVC概念認(rèn)知模型來理解。這一模型包括轉(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。應(yīng)當(dāng)說概念教學(xué)是化學(xué)知識教學(xué)的基礎(chǔ)，建立概念也是化學(xué)實驗的重要目的。在手持技術(shù)運(yùn)用的過程當(dāng)中，借助于這一模型來促進(jìn)學(xué)生理解化學(xué)實驗、建構(gòu)化學(xué)知識，這是教學(xué)手段與教學(xué)理論相互促進(jìn)、相輔相成的體現(xiàn)。

例如，蘇教版高中化學(xué)中，有“加碘鹽中碘元素的檢驗”這一實驗。在實驗準(zhǔn)備的過程中，要讓學(xué)生認(rèn)識到碘在加碘鹽中是以IO3-的形式存在的；也要讓學(xué)生知道在酸性條件下，IO3-與I-會發(fā)生這樣的反應(yīng)：IO3

-+5I-+6H+=3I2+3H2O。認(rèn)識到這一點之后，在實驗中可以選擇自來水、碘化鉀淀粉試紙、白糖、白醋、白酒來完成實驗。

傳統(tǒng)的實驗是通過碘化鉀淀粉試紙來判斷有無碘元素，而利用手持技術(shù)來完成這一實驗的過程中，可以在實驗發(fā)生的時候?qū)?shù)據(jù)采集器置入容器當(dāng)中，更加準(zhǔn)確地判斷出碘元素的含量。這是一個從定量走向定性的過程，從粗糙走向精細(xì)的過程。利用離子傳感器、色度傳感器以及pH值傳感器等等，可以采集到加碘鹽中碘元素的具體數(shù)據(jù)。當(dāng)這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理軟件中時，那么計算機(jī)就可以借助于其強(qiáng)大的運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理功能，來顯示實驗過程的動態(tài)，從而讓學(xué)生既觀察到一個明顯的實驗變化過程，同時又能夠接受最終的結(jié)論。

用上述TQVC概念認(rèn)知模型來理解“加碘鹽中碘元素的檢驗”這一實驗，可以發(fā)現(xiàn)通過手勢技術(shù)的運(yùn)用，學(xué)生能夠充分感受到其中的轉(zhuǎn)化過程。當(dāng)實驗現(xiàn)象與過程轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)處理軟件中的數(shù)據(jù)或者圖像時，學(xué)生的思維對象也就發(fā)生了相應(yīng)的轉(zhuǎn)化；而當(dāng)數(shù)據(jù)處理軟件帶來了具體的數(shù)據(jù)時，學(xué)生也就形成了量化感知。這一量化感知是建立在視覺感知的基礎(chǔ)之上的。有了這些感知，學(xué)生自然也就會進(jìn)行比較，最終建立起了關(guān)于“加碘鹽中碘元素的檢驗”的認(rèn)知模型，從而也就深化了對這一知識的理解。

事實表明，手持技術(shù)在類似于此的化學(xué)實驗中，都能夠起到重要的作用?？此坪唵蔚膶嶒?，在手持技術(shù)的加持之下，不僅可以發(fā)現(xiàn)更多的奧秘，一些復(fù)雜的化學(xué)實驗，也變得更加通俗易懂。

三、手持技術(shù)在中學(xué)化學(xué)實驗中的應(yīng)用再述

盡管手持技術(shù)是一個相對較新的教學(xué)手段，但是，卻使得實驗教學(xué)有一個更為廣闊的空間。盡管從操作過程角度來看，要想一下子接受手持技術(shù)，可能還會面臨著一些傳統(tǒng)習(xí)慣的挑戰(zhàn)。但是不可否認(rèn)的是，基于數(shù)字化手持技術(shù)的實驗改進(jìn)，對于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)有明顯的促進(jìn)作用。

在深化教育課程改革和強(qiáng)調(diào)著力培育核心素養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)的形勢背景之下，作為高中化學(xué)教師，要充分認(rèn)識到手持技術(shù)在化學(xué)實驗教學(xué)中的重要價值，盡快接受這一新生事物。在運(yùn)用手持技術(shù)的時候，要結(jié)合對學(xué)生認(rèn)知特點的把握來進(jìn)行，當(dāng)手持技術(shù)這一手段的運(yùn)用能夠促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展時，手持技術(shù)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的價值也就充分體現(xiàn)出來了。這個價值既是面向教師的，也是面向?qū)W生的。通過手持技術(shù)的運(yùn)用，學(xué)生不僅能夠感覺到科學(xué)技術(shù)的魅力，深化對化學(xué)知識的理解，而且也從而提升自身的化學(xué)素養(yǎng)以及科技素養(yǎng)。