2017年全国化学课程与教学论年会《基于手持技术的tqvc化学概念认知模型──以“分子间.

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1、基于手持技术的TQVC化学概念认知模型*—以“分子间作用力"概念学习为例王立新钱扬义(华南师范大学化学教学与资源研究所广州510006)摘要中学化学的很多概念因其内涵抽象、不易直接感知，学生在现有认知发展水平上难于科学建构这些概念。手持技术是一种先进的教育信息技术，具有定量、可视、综合等特点，可作为认知工具帮助学生克服概念学习中存在的认知难点。本文根据认知建构主义学习理论，首次提出了基于手持技术的TQVC化学概念认知模型，并以高中微观化学概念“分子间作用力"为例，详细说明该模型如何应用于教学实践，最后通过对学生和教师的调查研究验证模型的实际应用效

2、果。文章旨在丰富手持技术在概念教学领域的研究内容，并有助于化学教师认识学生在手持技术支持下进行概念学习的认知规律，进而在教育信息化进程中科学有效地开展基于手持技术的化学概念教学。关键词手持技术概念学习认知建构主义TQVC化学概念认知模型分子间作用力1问题提出教育信息化是信息技术和教育教学不断融合发展的动态过程，随着信息技术广泛应用于教育领域，知识的呈现与建构方式产生了重大变革。手持技术是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的实验技术系统，该系统可以定量地测量教育过程中涉及的各类科学数据，并通过计算机呈现可视的图像信息，实吋综合地显示实验的变化过程

3、。通过手持技术进行探究性学习，既体现了基础教育改革的思想与理念，又符合学生学习的认知规律⑴讥中学化学教学中的很多概念，因其涉及的抽象内涵不易直接感知，学生在现有认知发展水平上难于科学建构这些概念。手持技术是一种先进的教育信息技术，具有定量、可视、综合等特点，可作为认知工具帮助学生克服抽象化学概念学习中的“认知难点”，在现有认知发展水平上实现概念的科学建构呵讥国内化学教育领域的手持技术研究已从宏观的“案例开发''层面渐渐深入到了微观的“认知心理”层面，但现有研究多偏向对实验案例、教学应用、教学模式等方面的探讨，对学生开展手持技术实验吋的认知过程研究

4、尚处于起步阶段⑹⑺。已有实证研究表明手持技术对化学概念学习确有促进作用罔⑴，但尚未有研究从心理层面探讨手持技术如何促进化学概念学习。基于此，该文以认知建构主义学习理论为基础，在前人案例研究的基础上首次提出了基于手持技术的TQVC化学概念认知模型，即转化T(Transformation)■量化感知(Quantitativeperception)■视觉感知(Visualperception)-比较C(Compare)化学概念认知模型，尝试性地解决以下两个问题：(1)手持技术学习环境下学生建构化学概念经历了怎样的认知过程？(2)手持技术在化学概念建构中

5、具有怎样的作用？尹金项日：广东省质运工程项日“化学教学论数字化化学实验楮品资源共享课”(项目编号：C1085052)"通信联系人：钱扬义：E-mai1:qianyy@scnu.edu.cn基于手持技术的TQVC化学概念认知模型丰富了手持技术在概念认知层面的研允内容,并有助于化学教师认识学生在手持技术支持下进行概念学习的认知规律，进而在教育信息化进程中科学有效地开展基于手持技术的化学概念教学。2基于手持技术的TQVC化学概念认知模型的理论建构2.1基于手持技术的TQVC化学概念认知模型的理论基础基于手持技术的TQVC化学概念认知模型以认知建构主义学

6、习理论为基础。认知建构主义学习理论认为，学习是意义建构的过程，是通过新旧经验的相互作用而形成、丰富和调整自己认知结构的过程，新经验要获得意义需要以原来的经验为基础，从而融入到原来的经验结构中，同时，新经验的进入乂会使原有的经验发生一定的改变，使它得到丰富、调整或改造Z叫科学概念的学习属于较高级别的学习活动，对于学生来说往往较难常握，学习材料的内在本质特征以及材料的组织和呈现方式可以影响到学习者的概念学习效果。当学生接触某一新概念时，认知结构中已有哪些先备知识，这些先备知识如何与新概念建立起实质性的、非人为的联系，是学生科学建构新概念的关键［⑸。2

7、.2手持技术支持下概念学习的认知过程分析2.2.1化学概念的教学实验化学概念的科学学习依赖于实验中获得的感性知识，从感性知识中抽取共同特点加以概括则得概念。任何一个化学概念都可以设计成实验进行教学，而任何一个化学实验都必须包括两个要素：可操作的实验对象（物质）和可观测的实验变量（属性），因此借助手持技术实验帮助学生建构某一目标概念吋，首先需确定与这一概念相关联的可操作具体物质和可测量具体属性。2.2.2目标概念关联物质与关联属性的确定原则学生在学习目标概念时，认知结构屮已存在大量的与Z相关的日常生活经验和已习得的科学知识，如杲目标概念可以与认知结

8、构中的已有知识建立起实质关联，则概念的科学建构更易于完成，因此，目标概念的关联物质与关联属性最好从学生的认知结构屮寻找。另一方血，手持技