當前高中生論述化學假設能力的現狀及對策

摘要：通過設計兩道試題調查當前高中生說出化學假設合理理由的能力表明，當前高中生化學假設能力很差；同一學段，學生化學假設能力與其所處的年級無關；高中生說出化學假設能力與學校所在區域、學校類型無關。并提出了相應的教學建議。

關鍵詞：高中生；說出化學假設；能力；對策

文章編號：1005－6629(2007)11－0018－03中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1問題提出

假設是根據已有的科學事實和科學原理，對所研究的自然現象及其規律性提出的一種假定性的推測和說明，是自然科學思維的一種重要的形式。一條完整的假設過程應該具備以下幾個要素：事實基礎、背景理論（包括推理規則）、對現象本質的猜測、推出的預言和預見[1]。現在，我們在探究教學中常要求學生提出假設，但如果學生提出的假設缺乏背景理論和事實根據，那么這個假設只能是胡猜亂想，這就違背了科學嚴謹求實的精神。要學生論述假設理由，就是讓學生論述其假設的背景理論和事實依據、推理方法及其思考過程，而學生說出化學假設的理由是否合理，是衡量學生已有知識經驗和對化學理解能力的重要要素，也是衡量學生化學假設能力的重要標準。對當前高中生論述化學假設合理理由能力的現狀進行調查，我們可以了解其化學假設能力及科學探究能力的現狀，也可以了解當前基礎教育開展探究教學的情況。

本研究主要通過被試者對其提出的假設進行解釋活動來調查當前高中生論述化學假設合理理由能力的現狀，并提出相應的教學建議。

2研究方法

2.1 研究方法和研究對象的選取

本研究主要采用了問卷調查法，為了更全面深入地獲取信息，輔助使用了訪談法。被試者選取城市和農村的示范高中和一般高中各一所，調查的年級為高一和高二。共發放問卷714份，有效問卷632份，各年級具體人數見表1。

2.2研究工具

本研究設計了兩道調查試題。試題1：小明同學發現銅制眼鏡框表面出現了綠色物質，通過化學學習知道該物質為銅銹， 俗稱銅綠， 主要成分為 Cu₂(OH)₂CO₃。你知道銅在什么情況下生銹嗎？試題2：三位同學在一起探究蠟燭燃燒，他們將短玻璃導管插入焰心，發現導管的另一端也可以點燃。于是他們提出這樣的問題：導管里一定有可燃性氣體，氣體的成分可能是什么呢？

問卷指導語中提供了假設及其理由的示例，對被試者的要求是盡可能多地提出假設并說出每個假設的合理理由。統計辦法采用計分制，說出三個或三個以上與問題相關假設的合理理由得3分，二個得2分，一個為1分。對調查的數據用SPSS11.0進行處理。問卷信度分析表明，兩道試題的內部一致信度rG=0.715，這論述問卷是合理的。

3結果分析及結論

3.1 同一學校不同年級學生論述化學假設合理理由的能力比較

表1同一學校不同年級學生論述化學假設合理理由的能力比較

注：*P<0.05， **P<0.01。M1和M2分別表示第一題和第二題平均分數。SD1和SD2分別表示第一和第二題的標準差。下表2相同。

從表1我們可以看出，對于第一題，城市和農村示范高中不同年級學生在論述化學假設合理理由的能力上存在顯著性差異，而一般高中不同年級學生差異不顯著。對于第二題，各類學校不同年級學生在論述化學假設合理理由的能力上差異均不顯著。其原因可能是學生在第一題論述化學假設合理理由的能力與原有知識和經驗關系更大，學生在示范高中通過一年的學習，知識增長速度比一般高中的學生快，因此，示范高中不同年級學生在論述化學假設合理理由的能力上有顯著性差異，而一般高中學生由于高一和高二的學生知識量相差不大，因此，在此項能力上差異不顯著。由于第二題受學生知識影響并不大，主要依靠學生綜合分析、推理能力，因此，不同年級學生差異并不顯著。因此，學生論述化學假設合理理由的能力受試題影響，但一般來說，在同一學段，這種能力與年級無關。從整個被試在一、二題的平均分來看，分別為0.77和0.52，這說明當前高中生論述化學假設合理理由的能力很差。

3.2不同區域、不同類型高中學生論述化學假設合理理由的能力的比較

我們把城市和農村各一所示范高中和一般高中兩個年級的被試者加起來進行統計，再進行方差分析，結果見表2。我們可以看出，第一和第二題平均得分最高的學校都是農村示范高中，分別為0.87和0.57，第一題和第二題平均得分最低的學校分別是農村一般高中和城市一般高中，分別為0.59和0.45。從總體來看，在一、二兩題中，不同區域、不同類型學校學生論述化學假設合理理由的能力無顯著性差異。

表2不同區域、不同類型學校學生論述化學假設合理理由的能力的比較

3.3 結論

1．當前高中生論述化學假設合理理由的能力很差。

2．在同一學段，學生論述化學假設合理理由的能力一般與年級無關。

3．學生論述化學假設合理理由的能力與學校所在區域、學校類型無關。

4原因分析

從表2我們可以看出，各類學校學生論述化學假設合理理由的能力得分很低，第一和第二題的平均分分別為0.77和0.52。學生在第二題得分比第一題低，這主要是因為第一題是運用已有知識進行推理，影響問題的因素比較明顯，而第二題則影響問題的因素比較隱蔽，需要學生有較強綜合運用知識進行推理的能力，顯然第二題難度比第一題大，這說明當前高中生綜合運用知識進行推理能力普遍欠缺。我們對問卷進行分析發現，造成學生論述化學假設合理理由的能力差的主要原因有以下幾點：

第一，采用低級假設策略。通過對學生的問卷分析，我們發現很多學生在兩題中使用猜測策略，不能依據題目中的信息進行判斷，如很多學生在第二題隨便提出某種可燃性氣體的假設。在第一題中學生提出假設時多采用特征策略，也就是個體根據事物的個別特征作出判斷，如有學生提出“可能是銅和氧氣反應而導致生銹”的假設，學生只看到了題目的部分信息，而沒有利用試題的整個信息。使用低級假設策略的學生當然不能說出假設的合理理由。

第二，不會說明理由。很多學生根本就不知道怎么論述假設的理由，還有些學生把論述假設合理理由當成實驗驗證。如某個學生對第二題提出的一個假設為：氣體可能是一氧化碳，理由：因為有二氧化碳生成。

第三，難以在宏觀、微觀和符號三種水平之間進行轉換。試題1給出了銅生成銅銹的宏觀現象，然后給出了銅綠的化學式。被試者難以從銅綠的化學式中提取信息來解釋銅生銹的原因，這說明學生不理解化學式的意義，不能充分揭示化學符號的豐富內涵，尤其是其微觀涵義。他們頭腦中的符號表征是薄弱的，并沒有起到聯接宏觀表征與微觀表征的橋梁作用，而這直接導致了學生難以實現三者間的順利轉換[2]。

通過對部分被試者和教師進行訪談，我們發現造成當前學生論述化學假設合理理由的能力差的主要原因是很多學校師生沒有開展化學探究教學，更不用說進行假設活動了。部分中學雖開展了一些探究教學，學生有時也提出一些假設，但沒有讓學生解釋這些假設是怎樣提出的，因而導致學生論述假設更多的是隨意猜測，缺乏事實根據。

5教學建議

5.1在探究教學中加強假設高級策略的教學

針對調查出現的問題，教師應加強探究教學，指導學生提出假設時采用高級策略，也就是在假設時不僅能看到問題的某個具體特征，而且能上升到維度高度來考慮問題，進而不僅能從某個維度的高度來思考問題，而且在思考某個維度之后，能夠轉換不同維度再思考，能夠考慮到問題的不同維度。教師應先在教學中對假設高級策略進行示例，然后讓學生進行練習并及時糾錯，并不斷訓練才能使學生提出的假設更加科學合理。

5.2培養學生對假設進行解釋或自我解釋的習慣

學生在提出假設后，教師一定要讓學生解釋假設的根據并提供證據。要讓學生知道證據在科學研究中的重要位置，要使他們理解證據和意愿的區別，證據是客觀事實，而意愿卻只是自己的一相情愿，僅憑自己的意愿來提出假設是不科學的。教師如果經常讓學生解釋假設的根據，則學生論述化學假設合理理由的能力將會逐步得到提高。

5.3加強宏觀、微觀和符號三種水平之間轉換的教學

學生論述化學假設合理理由的能力差的主要原因之一是學生難以在宏觀、微觀和符號三種水平之間建立有效聯系。因此，在化學教學中，教師應要求學生在宏觀上觀察和學習物質及其化學反應，然后用原子、分子及離子等微觀水平對這些物質及現象進行描述，最后用化學符號來進行表征，也可以提供化學符號，讓學生用微觀進行表征并描述其可能的宏觀現象。加強宏觀、微觀和符號三種水平之間轉換教學可以使學生更加理解化學，也能使學生對化學假設的解釋更加科學。

參考文獻：

[1]國家教委社會科學研究與藝術教育司.自然辯證法[M].北京：高等教育出版社，1990.

[2]畢華林等.化學學習中“宏觀一微觀一符號”三重表征的研究[J].化學教育.2005（5）.