高中生 “物質的量” 學習水平調查研究

李連雙

摘 要： 本文以問卷的方式對高中生關于“物質的量”的學習水平進行了調查，對所得信息進行了總體分析和具體分析，調查表明高中生關于“物質的量”的微粒性理解處于較低水平，基本屬于純數學的學習，教師應該從WWHW認識論角度反思“物質的量”的教學。

關鍵詞： 高中生 “物質的量” 微粒性 WWHW認識論

使學生對化學核心概念有更深層次的理解，對其合理性和價值有一定認識，是在新課程標準下對化學學習的新要求。“物質的量”是學生到高中后接觸的較晦澀難懂的一個概念，學生往往很盲目，只是能說出概念的內容和進行簡單計算，對于“物質的量”的提出意義、產生方式和合理性知之甚少。

學生對于化學核心概念的深層次理解的程度多受制于教師對知識的理解，筆者首先對高中生“物質的量”的學習水平做了問卷調查，分析了存在的問題，之后對教師的教學等提出了建議。

1.調查方法

1.1調查的目的和內容

調查的目的是了解高中生對知識的微粒性理解情況，調查的內容是“物質的量”的學習。雖說課程標準只要求學生進行簡單化學計算和體會定量方法的重要作用，但對于學生而言，只有對物質的量有微粒性的理解，才能加強對物質世界的認識，并真正認識“物質的量”的學習價值。

1.2調查對象

調查對象是臨汾市兩所普通高中的高一學生，共200名，具有一定的代表性。

1.3調查工具

調查工具是圍繞調查內容設計的。

1.4調查的實施

調查是在2014年5月實施的。學生的作答是在研究者的監控之下進行的，以保證作答的真實性。作答時問沒有嚴格限制，最少的用了10min，最長的用了20min，以保證有較足夠的時間讓學生寫出對這些項目的理解與認識。

1.5數據分析

研究者首先對學生進行編碼，然后將每一位學生的每一項作答的關鍵性表述用紅色筆標出；對照評價參考標準，將標出部分按照其對應水平進行編碼；進行數據統計分析。

2.物質的量的微粒性理解水平評價標準

對于“物質的量”的微粒性理解由高到低定為三個水平：能說出物質的量概念內容并進行相關計算，定為水平1；除了以上這些，還能從“橋梁”角度說出物質的量價值，定為水平2；不僅知道物質的量的提出是將宏觀可稱量的物質與微觀粒子有機聯系起來的橋梁，而且知道它是從定量角度研究化學物質和化學反應的工具的，定為水平3。

3.對調查結果的分析

3.1總體分析

表1 高中生物質的量學習水平作答情況

從表1可以看出，高中生對于“物質的量”的微粒性理解基本處于水平1，也就是說，大部分學生對于“物質的量”的微粒性理解是模糊的或基本不存在的，對“物質的量”只是純數學的學習。

3.2具體分析

160位學生對于物質的量的學習水平只停留在能說出概念和計算。

40位學生不僅能說出概念和計算，還能從橋梁角度說出物質的量價值。

沒有一位學生不僅能說出物質的量的提出是將宏觀可稱量的物質與微觀粒子有機聯系起來的橋梁，而且知道它是從定量角度研究化學物質和化學反應的工具。

4.結論和反思

調查表明，高中生對于“物質的量”的學習不容樂觀。對于“物質的量”學習只是純數學的學習，即大多數學生只能說出“物質的量”和計算，只有一小部分學生能認識“物質的量”的橋梁作用，沒有一名學生不僅能說出“物質的量”的提出是將宏觀可稱量的物質與微觀粒子有機聯系起來的橋梁，而且知道它是從定量角度研究化學物質和化學反應的工具。這種情況說明教師本身對于概念的產生方式及合理性幾乎缺乏了解，很顯然與教師的認識論水平有緊密關系。

為了促進學生對科學本質的理解，教師要成為一個認識論者，理解并運用WWHW認識論模型，即所認識的知識是什么（What）？所認識的知識價值是什么（What）？所認識的知識是如何產生的（How）？為什么所認識的知識是合理的（Why）？按照這一模型，教師可以對化學微觀認識提出具有認識論水平的思考問題。對于“物質的量”的WWHW認識論思考問題是：（1）物質的量概念內容是什么？（2）物質的量提出有什么用？（3）物質的量的產生方式？（4）為什么物質的量的提出是合理的？

下面筆者將從WWHW認識論角度對“物質的量”進行分析，供廣大教師參考：（1）物質的量的提出是定量角度深入研究化學問題的需要。物質是由微粒構成的，一定質量或一定體積的物質究竟含有多少個微粒？依據質量守恒定律可以從量的角度對化學反應進行相關研究，如何使得這種定量研究更加方便？類似于這些問題都是對物質微粒性深化認識的自然問題。（2）物質的量是一個把物質的宏觀數量于微觀粒子的數量聯系起來的物理量。（3）1摩爾物質所含的微粒數，具有規定性和測定性。規定性指的是，科學家規定0.012kg12C所含的C原子數即為1摩爾物質所含的微粒數。測定性指的是0.012kg12C所含的C原子數是通過測定的方式確定的——阿伏伽德羅常數NA。（4）物質的量與微粒數的基本關系是物質的量的推論性結果。

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