高中學生解決計算類化學問題的表征及其策略關系的研究

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(甘肅省康樂縣第一中學)

在國內外關于問題解決中表征和策略研究的基礎下，提出了對高中生解決計算類化學問題的觀點和策略，同時，對一些案列進行研究分析，根據高中生在解決計算類化學問題的表現優化策略。

高中生 計算類化學問題 策略

一、研究方法

1.化學知識測試

本文的研究人員為隨機抽取的我校高二年級的學生，人數總計500人，男女比例1︰1。然后，根據學生的學習成績的不同大致分為四組，在化學教師的指導下，學生在指定地點進行化學知識測驗。然后根據學生最后的成績大致分為優、中等、差三類，兩類極端的人員就成了我們研究的對象，從優、差測試人員中抽取20人。

2.測試材料

測試材料的選取沒有脫離高中化學教學的大綱，將部分教學內容的重點如化學現象、化學原理作為基礎，測試內容也根據教學內容從淺至深出題，然后根據題目的難度成比例賦予分值。經過多次修改，測試卷子分為四大板塊：選擇題、計算題、問答題以及思考題。試卷的設計時我們以教學大綱為依據，根據學習內容的重點列出了考核的知識點，圍繞考核的知識點出題。最后，邀請在職的化學教師進行審核和修改。

3.問答題的任務

試卷中為了本次研究的特點，特意在問答題中設置了兩個問題，第一題是學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，題目為：標準狀況下，12g鐵粉與5g硫粉加熱，加入4mol L-1鹽酸100ml，則反應過程中產生的氣體為多少？學生在解決化學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、實驗結果

化學知識測試是本研究了解高中生解決計算類化學問題的表征程度與策略的重要途徑，測試的數據匯總可以直接體現高中生解決化學問題的整體能力，從書面形式上可直觀看到學生解題時如何思考問題。研究者在批閱試卷過程中可以了解到學生解決問題的表征程度和思路，由于本測試中涉及的人數過多，對兩類優、差組中的學生進行抽樣，對他們進行化學口語測試。在選擇過程中，我們盡可能選擇性格比較外向的學生，減少不必要的因素。在測試過程中，觀察和記錄學生回答問題時的表現，如學生沉默、緊張等外在表征，在測試完成后，可以與學生多進行交流。根據學生的筆試、口語表現和試卷完成程度，對學生的數據進行重新整合，將這些數據轉化為相應的解決問題能力，分析學生在解決化學問題時的表征程度和策略。我們根據學生的筆試和口語采取不同的策略分析數據，如試過程較長，我們采用情境推理策略，這樣使我們的研究成果在教學中更有價值。在整理數據時，我們采用了原理概率策略、情境推理策略分析學生在解決化學問題時的表征，然后從數據中我們發現在表征同一問題時，學生所花的時間差異性較大。這種情況下，我們為了數據的準確性，將學生的表現情況、筆試數據進行重新整理和編碼，認真檢查每一個環節是否完整和正確。

三、研究學生的解決問題能力

本次研究通過相同的題目測試不同學校化學掌握能力不同的學生，對他們的表現進行分析，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生，同時參考他們在解題能力程度和口語中的表征時間，發現學生在解決問題時表征程度有明顯的差異性。比如學生A的試卷簡潔步驟清晰，解決問題的思路也比較正確，可以看出該生的化學知識掌握程度好，策略選擇能力強，而查閱學生B的試卷，可以看出該學生已經掌握了原理：Fe+S=FeS、FeS+HCl=FeCI2+H2S。但是，實際解決問題中該生選擇策略的能力不夠，不能將所學內容結合起來，沒有完整的知識體系。在實驗中發現概率原理策略從形象表征、抽象表征等方面優于盲目搜索策略。同時，根據學生的報告分析，學生在解決問題時表征時間范圍較大，由于原理概率策略能夠快速發現解決問題的差距和速度，在實驗中原理概率策略較為合適。同時研究中還要考慮學生的社會環境、家庭背景以及學習化學的能力，將條件相似的學生進行問題解決分析。從研究數據來看，這些因素導致了研究中需要采取多種策略，表征程度對策略的選擇有決定性的作用。從分析學生在題目的錯誤程度來看，學生在策略上的選擇不同，對于錯誤率較大的學生，他們做題時喜歡使用盲目搜索策略，而使用原理概率策略的學生正確率較高。這表明學生在解決問題時策略的選擇十分重要，采取合適的策略解決問題相對較容易。

四、結束語

根據實驗數據將高中生解決化學問題的表征劃分為四個表征，解決策略劃分為三個策略。在筆試和口語測試中對學生的表征進行觀察，匯總學生的答題情況和表征數據，數據都表明化學能力較強的學生采用原理概率策略從實驗速度、分析效果明顯優于其他兩種策略。而解決問題比較弱的學生通常都是利用盲目策略進行答題，錯誤率明顯高于利用原理概率策略的學生，但是根據目前的數據和理論，對于掌握化學知識弱、沒有化學知識體系、無法利用化學原理解決化學問題的學生，現在還沒有明確的效果好的解決問題策略。

參考文獻：

[1]高文.一般的問題解決模式[J].外國教育資料，1999，(06).