高中學(xué)生解決計(jì)算類化學(xué)問題的表征及其策略關(guān)系的研究

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(甘肅省康樂縣第一中學(xué))

在國(guó)內(nèi)外關(guān)于問題解決中表征和策略研究的基礎(chǔ)下，提出了對(duì)高中生解決計(jì)算類化學(xué)問題的觀點(diǎn)和策略，同時(shí)，對(duì)一些案列進(jìn)行研究分析，根據(jù)高中生在解決計(jì)算類化學(xué)問題的表現(xiàn)優(yōu)化策略。

高中生 計(jì)算類化學(xué)問題 策略

一、研究方法

1.化學(xué)知識(shí)測(cè)試

本文的研究人員為隨機(jī)抽取的我校高二年級(jí)的學(xué)生，人數(shù)總計(jì)500人，男女比例1︰1。然后，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)的不同大致分為四組，在化學(xué)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生在指定地點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)知識(shí)測(cè)驗(yàn)。然后根據(jù)學(xué)生最后的成績(jī)大致分為優(yōu)、中等、差三類，兩類極端的人員就成了我們研究的對(duì)象，從優(yōu)、差測(cè)試人員中抽取20人。

2.測(cè)試材料

測(cè)試材料的選取沒有脫離高中化學(xué)教學(xué)的大綱，將部分教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)如化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)原理作為基礎(chǔ)，測(cè)試內(nèi)容也根據(jù)教學(xué)內(nèi)容從淺至深出題，然后根據(jù)題目的難度成比例賦予分值。經(jīng)過多次修改，測(cè)試卷子分為四大板塊：選擇題、計(jì)算題、問答題以及思考題。試卷的設(shè)計(jì)時(shí)我們以教學(xué)大綱為依據(jù)，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點(diǎn)列出了考核的知識(shí)點(diǎn)，圍繞考核的知識(shí)點(diǎn)出題。最后，邀請(qǐng)?jiān)诼毜幕瘜W(xué)教師進(jìn)行審核和修改。

3.問答題的任務(wù)

試卷中為了本次研究的特點(diǎn)，特意在問答題中設(shè)置了兩個(gè)問題，第一題是學(xué)生可以采取普通的做題模式就可以完成的題目，而第二題難度偏大一點(diǎn)，題目為：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，12g鐵粉與5g硫粉加熱，加入4mol L-1鹽酸100ml，則反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體為多少？學(xué)生在解決化學(xué)問題過程中采取的表征程度是否正確，是否制定出合理的策略。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

化學(xué)知識(shí)測(cè)試是本研究了解高中生解決計(jì)算類化學(xué)問題的表征程度與策略的重要途徑，測(cè)試的數(shù)據(jù)匯總可以直接體現(xiàn)高中生解決化學(xué)問題的整體能力，從書面形式上可直觀看到學(xué)生解題時(shí)如何思考問題。研究者在批閱試卷過程中可以了解到學(xué)生解決問題的表征程度和思路，由于本測(cè)試中涉及的人數(shù)過多，對(duì)兩類優(yōu)、差組中的學(xué)生進(jìn)行抽樣，對(duì)他們進(jìn)行化學(xué)口語(yǔ)測(cè)試。在選擇過程中，我們盡可能選擇性格比較外向的學(xué)生，減少不必要的因素。在測(cè)試過程中，觀察和記錄學(xué)生回答問題時(shí)的表現(xiàn)，如學(xué)生沉默、緊張等外在表征，在測(cè)試完成后，可以與學(xué)生多進(jìn)行交流。根據(jù)學(xué)生的筆試、口語(yǔ)表現(xiàn)和試卷完成程度，對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新整合，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的解決問題能力，分析學(xué)生在解決化學(xué)問題時(shí)的表征程度和策略。我們根據(jù)學(xué)生的筆試和口語(yǔ)采取不同的策略分析數(shù)據(jù)，如試過程較長(zhǎng)，我們采用情境推理策略，這樣使我們的研究成果在教學(xué)中更有價(jià)值。在整理數(shù)據(jù)時(shí)，我們采用了原理概率策略、情境推理策略分析學(xué)生在解決化學(xué)問題時(shí)的表征，然后從數(shù)據(jù)中我們發(fā)現(xiàn)在表征同一問題時(shí)，學(xué)生所花的時(shí)間差異性較大。這種情況下，我們?yōu)榱藬?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將學(xué)生的表現(xiàn)情況、筆試數(shù)據(jù)進(jìn)行重新整理和編碼，認(rèn)真檢查每一個(gè)環(huán)節(jié)是否完整和正確。

三、研究學(xué)生的解決問題能力

本次研究通過相同的題目測(cè)試不同學(xué)校化學(xué)掌握能力不同的學(xué)生，對(duì)他們的表現(xiàn)進(jìn)行分析，通過原理概率策略和情境推理策略兩種不同的策略分析這些學(xué)生，同時(shí)參考他們?cè)诮忸}能力程度和口語(yǔ)中的表征時(shí)間，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在解決問題時(shí)表征程度有明顯的差異性。比如學(xué)生A的試卷簡(jiǎn)潔步驟清晰，解決問題的思路也比較正確，可以看出該生的化學(xué)知識(shí)掌握程度好，策略選擇能力強(qiáng)，而查閱學(xué)生B的試卷，可以看出該學(xué)生已經(jīng)掌握了原理：Fe+S=FeS、FeS+HCl=FeCI2+H2S。但是，實(shí)際解決問題中該生選擇策略的能力不夠，不能將所學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，沒有完整的知識(shí)體系。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)概率原理策略從形象表征、抽象表征等方面優(yōu)于盲目搜索策略。同時(shí)，根據(jù)學(xué)生的報(bào)告分析，學(xué)生在解決問題時(shí)表征時(shí)間范圍較大，由于原理概率策略能夠快速發(fā)現(xiàn)解決問題的差距和速度，在實(shí)驗(yàn)中原理概率策略較為合適。同時(shí)研究中還要考慮學(xué)生的社會(huì)環(huán)境、家庭背景以及學(xué)習(xí)化學(xué)的能力，將條件相似的學(xué)生進(jìn)行問題解決分析。從研究數(shù)據(jù)來看，這些因素導(dǎo)致了研究中需要采取多種策略，表征程度對(duì)策略的選擇有決定性的作用。從分析學(xué)生在題目的錯(cuò)誤程度來看，學(xué)生在策略上的選擇不同，對(duì)于錯(cuò)誤率較大的學(xué)生，他們做題時(shí)喜歡使用盲目搜索策略，而使用原理概率策略的學(xué)生正確率較高。這表明學(xué)生在解決問題時(shí)策略的選擇十分重要，采取合適的策略解決問題相對(duì)較容易。

四、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將高中生解決化學(xué)問題的表征劃分為四個(gè)表征，解決策略劃分為三個(gè)策略。在筆試和口語(yǔ)測(cè)試中對(duì)學(xué)生的表征進(jìn)行觀察，匯總學(xué)生的答題情況和表征數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)都表明化學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生采用原理概率策略從實(shí)驗(yàn)速度、分析效果明顯優(yōu)于其他兩種策略。而解決問題比較弱的學(xué)生通常都是利用盲目策略進(jìn)行答題，錯(cuò)誤率明顯高于利用原理概率策略的學(xué)生，但是根據(jù)目前的數(shù)據(jù)和理論，對(duì)于掌握化學(xué)知識(shí)弱、沒有化學(xué)知識(shí)體系、無法利用化學(xué)原理解決化學(xué)問題的學(xué)生，現(xiàn)在還沒有明確的效果好的解決問題策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]高文.一般的問題解決模式[J].外國(guó)教育資料，1999，(06).