论中学生学习化学的难度及其成因，本文主要内容关键词为：成因论文,中学生论文,难度论文,化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在中学从事20余年的化学教学，笔者经5年调查、研究学生学习中学化学教与学的难度及形成原因，调查显示：在化学成绩不佳的班级里，有近60％学生认为化学属难学的学科，其中有25.4％学生因化学难学而“失去学习兴趣”，有20.9％学生因化学难学而产生“厌学”。这一结果令我们触目惊心。研究发现，学习化学的难度如果处理不好，很可能成为学生学习上的分化点。形成化学学习难度既有客观因素又有主观因素，教师应在这些主、客交织的因素中研究学生学习中形成学习困难的程度及成因，寻求相应的对策，从根本上减轻学生学习的难度，激发学生的学习热情和兴趣，提高化学学习质量。
一、化学教材内容本身形成的难度
1.化学概念和理论具有较强的概念性和抽象性
化学概念和理论具有较强的概念性和抽象性，化学概念本身是发展的，学生从感知概念到形成概念，在认识过程中逐步深化，容易导致认知中的无序性和不稳定性。调查表明，分子、原子、催化剂、物质的量、电子云、化学键、同系物、化学平衡、电离平衡等抽象的化学概念和理论往往使学生望而生畏。此外，有些概念和理论的形成还要求学生有较好的数学基础和实验技能，这进一步加重了学习的难度。
2.化学具有“深”、“杂”、“混”、“特”等特征
所谓“深”，是指理论知识比较抽象、深奥，学生不易掌握它的内涵、实质；所谓“杂”，是指化学问题头绪繁杂、难懂，学生理不清线索，找不到解题的突破口；所谓“混”，是指对若干化学问题的区分点把握不准，分辨不清，学生往往将似是而非的问题搞混淆；所谓“特”，是指许多化学规律普遍性中存在特殊性，一般规律中有特例，学生容易犯以偏概全的错误。
与其他学科相比，化学学科知识最大的劣势在于知识体系不够完美，显得分散、零碎，往往是用这种理论解释这种现象，另一种相似的现象就必须用完全不同的另一种理论来解释。许多概念、理论的文字表达过于抽象、晦涩而远离实质。因此学生的认知过程面临着一个实验现象后面跟着一大堆化学符号，以及用这些符号和文字所做的大量解释和另一些符号和文字所做的结论的局面。这样的知识集合对已经熟练掌握了的教师而言当然不难，但在学生的认知过程中，在大量的符号、文字、“峰回路转式”难题的多重困扰下，难度是不言而喻的。
3.许多化学知识游离于宏观与微观之间形成认知跨度
中学化学教与学的许多知识游离于宏观与微观之间，例如对宏观的实验现象的观察分析必然抽象出某种物质的性质及某种规律，这些性质或规律又可以用物质结构等基本理论来解释（或从中推理出基本概念和基本理论）。学生的认知过程要在宏观和微观、外显和内在之间完成跨越。每一个逻辑程序是完成认知全过程的必要环节，中断一个环节就会造成局部的认知障碍甚至思维障碍（不从学生的认知心理着眼，这些环节的断裂是经常出现的）。例如物质熔（沸）点的教学，大体环节是：晶体的组成粒子在固定位置附近振动→是由于粒子间相互作用的结果（化学键或分子间力）→升高温度使粒子获得能量而相互间距离增大，作用力减弱→到一定温度粒子挣脱原作用力束缚而相对自由运动谓之熔化（或升华），此温度就是所谓熔点（举一反三可解释冷却结晶的温度谓之凝固点）→粒子间相互作用越强，熔点越高→相互作用力与化学键能或分子间力大小有关→温度是键断裂或挣脱粒子间作用力需要的能量的外显数据。每一个环节就好像一个知识阶梯，循规律设置知识阶梯，有助于学生克服认知障碍，降低认知难度。
启示：化学概念及理论要体现直观性、关联性和发展性的特点，要善于从学生熟悉的身边的真实现象导入，使学生从感知知识到形成知识；对中学阶段无法给出严格的科学定义或学生难以理解的概念，宜用泛指、列举或比喻的手段去说明；也可以通过同类实验现象的分析，从经验中概括出有关属性；微观概念可借助宏观现象或学生的直接经验去描述，以降低学习难度。
二、化学学习的内部思维方法的难度
1.抽象思维方法
化学学习中的抽象思维方法主要包括科学抽象、逻辑方法、假说—验证方法和数学方法等，很多方法对学生而言是陌生的。
2.形象思维方法
化学研究离不开形象的感知、储存、识别，直至建立模型等形象思维活动；在化学学习活动中运用形象思维的一般机制是：观察→意象→联想→想象→模型、模仿或模拟。这些恰是多数学生的薄弱环节。
3.符号思维方法
由于化学符号具有潜在的思维能量，它可以诱发思维过程，使其潜在的涵义变为具体的符号形式。运用化学符号来代表化学事物、把化学符号作为思维运算的工具和媒介而进行的思维活动方式就是化学符号思维。用元素符号、化学式、化学方程式以及其他化学符号来表示严格定义的化学事物的科学概念，表示化学事物之间特定关系和运动变化规律的过程，是典型的化学符号思维的过程。化学符号思维是一种交叉性思维，学生形成这些知识的思维“瓶颈”难度不言而喻。
启示：作为自然科学的一个分支，化学的发展离不开科学方法。在化学教学中应突出思维方法在知识形成过程中的重要作用，改变以“灌注式”、“陈述式”为主的课堂教学模式的传统做法，要有计划地在教学中教会学生思考问题的方法，在练习及实验活动中，使学生经历相应思维活动过程，从中体验和认识这些方法。
三、中学化学教与学教科书的体系不当而形成的难度
1.教科书不能较好体现“三序”合理化整合
化学科学有自己的体系，为了反映物质的组成、结构、相互反应的关系的客观规律性，挑选出来的化学基础知识、基本技能的编排应该有逻辑顺序。但是仅按知识的逻辑顺序编排的教科书，并不一定适合于学生的学习。因为它不一定符合学生的认识顺序和心理发展顺序。例如化学反应速率、化学平衡、电解质溶液等理论知识的滞后编排，造成一方面一些元素化合物、有机化合物的性质、用途得不到理论解释，只好死记硬背，不利于学生学习；另一方面像化学电源、电解、电镀、金属的电化学腐蚀和防锈等与社会生产、生活密切相关的知识，也因缺乏理论基础而不能讲，这对于大多数不选分科性化学选修课的学生来说，是一个严重的知识缺陷。
2.有些内容的安排难点过于集中
现行的人教社化学教科书（试验版）并未很好地解决分散难度、各个击破等问题。以《化学》第一册（高中）第一章为例，“第一节 氧化还原反应”、“第二节 离子反应”、“第三节 化学反应中的能量变化”，均是学生学习化学的3个难度，3个难度且都安排在新上高一学生开始接触高中化学，从教学实践来看，均不利于教与学，尽管这些编排知识体系完整，但学生学习“当头一棒”易产生因难学而形成“疲劳”心理效应，这是没有遵循学生的学习规律的。
启示：从发挥化学学科素质教育功能入手，探讨分散难点、突破难点、防止与减少分化的策略和措施，探讨那些适应学生认知水平的教科书体系及教学设计尤为必要。编制教科书，只有把知识的逻辑顺序、学生的认识顺序和心理发展顺序（简称“三序”）巧妙地结合起来的化学课程结构，才是一个好的教科书体系。也就是说，根据学生的认识顺序和心理发展顺序，将知识的逻辑顺序加以适当的调整、改造。使教科书既符合知识的逻辑顺序，又符合从感知到理解，由易到难、由简到繁这样一些认识规律和学生的认识能力水平。为了做到这一点，在现有教材框架下，教师可以对教材内容的讲授顺序做一些调节，使之降低学生学习知识的难度。
四、不懂记忆方法而形成记忆的难度
1.无序状态的知识造成学生无记忆现象
在化学学习中，学生在每一个小的学习时段（如一节课、一个讲座、一个半天等）知识信息的存储是相对有序的；而每一个大的学习时段（如一周、一个月、一年甚至更长时间）内知识信息的存储是相对繁杂、零乱的。处于无序状态的星罗棋布的众多化学知识会使大脑产生充塞感，思路难以开阔，知识信息难以被充分激活，无序状态的知识在运用中容易使人感到茫然不知所措，以致出现“翻开化学书什么都懂，合上书什么都记不住”的无记忆现象。
2.不懂学科的记忆方法造成知识遗忘
化学知识具有多而杂的特点，且相似、相近、相关的概念相互交织，使得大脑对知识信息的摄入、理解、存储（记忆）、加工是随机的、动态的和非完全连续的，存在着一定的时间间隔，时段性非常突出，而与时段性密切相关的记忆——遗忘交互作用规律也表现得非常明显。大脑这种点滴积累、动态存储、记忆与遗忘交互作用的特点决定了学好化学必须掌握化学学科记忆方法。化学学习中常用的记忆方法有：（1）思维类记忆方法：①特征记忆法，②选择记忆法，③理解记忆法，④规律记忆法，⑤归类记忆法，⑥相联记忆法，⑦联想记忆法；（2）音韵类记忆法：①谐音记忆法，②口诀记忆法，③同音沟通法；（3）简化类记忆法：①谐音记忆法，②表格记忆法，③首字记忆法，④图示记忆法，⑤略语记忆法。（4）综合类记忆法：①提纲网络法，②判断推理法，③图解序化法，④学科渗透法，⑤互补移植法。调查发现，在我们提供的上述常见的记忆方法中，学生实际使用方法不到10％，调研表明，在化学学习成绩不良的学生中，有37％左右学生是因记忆障碍造成的。
启示：化学概念总是与其他概念有密切联系，运用联系对比的方法，有利于学生加深对概念内涵和外延的理解，有利于学生形成概念的网络，达到强化记忆的目的。许多概念的建立就是在对比中产生的，例如氧化与还原、电解质与非电解质、强电解质与弱电解质、混合物与纯净物、碱性氧化物与酸性氧化物等等。还可以将中学里常见气体按难溶、微溶、可溶、易溶排列成序，将盐的溶解性按组成盐的金属离子和酸根离子的不同归类记忆。总之，将需要记忆的知识根据其特点进行归类或对比，利用科学的方法加强记忆就可以不断开发记忆的潜能。这提醒化学教师要加强记忆方法的指导，根据记忆规律和学科特点构建的一套学科知识网链的有序知识结构体系，最大限度地帮助学生记忆系统化、有序化知识。通过学生的思维有意识地对所学知识进行融会贯通式、综合集成式系统掌握——整体序化，养成学生使零碎的知识不断系统化、有序化的治学品格。
五、化学产生式系统的难度
化学学科知识组块是信息量的一个单位，是测量人的短时记忆的最小单位。能够迅速接通长时记忆中的信息的索引项，通常称为组块。一个索引项可以展开许多内容，一个化学知识组块应是多大并非固定不变的。一个专业术语（如分液，取代反应等），一个化学用语（如CO[，2]的化学式、电子式、结构式等），一种图像（如实验室制取氨气的装置图，苯酚的球棍模型，炼铁高炉模型图，溶解度曲线等）等等都可以是一个化学知识组块。学习化学，首先要懂得科学语言，在大脑里有一套物理符号系统，亦即掌握一定数量的知识组块。1956年米勒通过心理学实验发现，测量人的短时记忆的最小单位是组块（Chunk）。组块是信息量的一个新的单位。米勒测量的结果是，人的短时记忆的容量为5个～9个组块。人记忆的信息量，不能仅仅用比特数（信息量的一种单位）来说明，更重要的是看信息是如何编码的，是如何组合的。
在解决实际问题的过程中，仅仅在记忆中贮存一定数量的组块（信息）还不够，还必须有产生式系统，即必须有把组块组织起来的若干程序。产生式系统提供了控制思维顺序的灵活方法。每一个产生式都包括2个部分：条件和动作。根据一定条件作出一定动作，这就是一个产生式。例如，给一道选择题：
例 已知某强氧化剂XO（OH）[+][，2]被亚硫酸钠还原到较低价态。如果还原含2.4×10[-3]mol XO（OH）[+][，2]的溶液至较低价态，需用30mL 0.2mol/L的Na[，2]SO[，3]溶液，那么X元素的最终价态为（）
（A）+2（B）+1（C）0（D）-1
由给出的条件，就要想办法求出X元素的最终价态，这是动作。于是，学生先要把贮存在大脑长时记忆中的有关组块选出来，按一定的逻辑思维顺序思考：（1）设未知数（X最终价态）；（2）根据化合价规则确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化合价；（3）根据化学反应中物质的元素化合价升降总数等于失得电子总数的原理，确定得失电子数；（4）根据氧化还原反应中得失电子总量相等列出关系式；（5）解方程确定未知数。显然用组成上述5个程序中的若干知识组块，可以有许多组合排列顺序，但均是不可取的，因为无程序的知识组块不能保证问题按一定的思维程序解决。可见贮存的知识组块必须与产生式系统紧密结合，才能有效地应用。知识组块与产生式系统是不能截然分割的。
在化学教学中，教师只重视组块的教学，而忽视产生式系统的教学，是目前中学化学教与学教学普遍存在的问题。这是导致学生学习心理状态上的知识组块“易学”、产生式“难学”双重性特征的主要原因之一。从信息加工角度研究学生学习化学“难”、“易”心态，为我们提供了关于化学教与学速率的初步定量数据。（见表1）
表1 化学教与学速率的初步定量数据
*有的产生式在不同的课时教学中呈递进式重现
在化学教学中，“平均值法”、“十字交叉法”、“守恒法”、“极端假设法”、“粒子半径大小比较规律”、“用均摊法确定晶体的化学式”、“物质熔、沸点高低比较规律”、“确定有机物分子式的方法”、“过量问题的计算方法”、“无机框图题推断法”等等都可将它们视为一个产生式系统（又称“方法的知识”）。现在化学教学存在的一种通病恐怕就是让学习一个产生式系统平均时间过少。教师在一课时内讲了4道～5道不同的产生式系统的例题，从表面上看，充分利用了45min的时间，而且学生也似乎学会了，然而一段时间后呈现类似产生式问题的题目，学生掌握得并不怎么好，教师责备学生，学生叹息化学难学。实质上，化学“难学”出在教师，因为教师每一次给学生学习一个产生式的时间都小于学习1个产生式所需的实际时间（一课时），那么，用于学习的时间必然浪费不少，下次再学又得从头开始，这是教学中常出现的情形。要注意一次学习时间至少应教完一个产生式系统。例如，教师要求学生学习“粒子半径大小比较规律”的解题思路与方法，可选用一课时来学习这一产生式系统。
要解决一个较复杂的化学问题，学生大脑中必须贮存并能提取若干知识组块和产生式系统，而掌握一个产生式系统要比掌握一个知识组块需要更多的时间和更多的重现次数。目前的中学化学教与学教学存在着重知识组块（教科书若干知识点）的教学，轻视了产生式系统（解决问题的方法类知识）的教学，这就是学生深感化学“难学”的根源之一。
启示：学生学习化学的难点常常出现在化学思想方法迅速加密深化、大步跳跃的地方，是新知识输入阶段的“拦路虎”，它阻挡着头脑中活跃、敏感的认知结构和新知识接近，使学生的原认知结构停留在难点处。教师的教学不仅要让学生有足够时间去记忆知识组块，而且更要让学生有足够时间去思考、理解和创造产生式系统。教师提出一个问题，一定要留足够时间让学生思考。学生从长时记忆中提取组块，第一个组块需要2s，接着的组块提取出来也需要200ms，总之，贮存信息是需要一定时间的，提取信息也是需要一定时间的。从信息加工的观点看学习过程，既要贮存一定量的组块，又要建立一定量的产生式。中学化学教与学中的重要的产生式系统有150个～200个。孔子说：“温故而知新”，通过方法类知识的传授和学习也能建立新的产生式系统。机械记忆式的学习和理解创造式的学习应当有机地结合起来，当学生没有贮存足够的基本的知识组块数量时，要强调机械记忆式的学习；当学生已贮存足够的基本组块时，要强调理解创造式的学习，从而建立完整的产生式系统，提高学生的能力。
六、教材与考试存在客观的“剪刀差”
1.教材编写缺乏对学生学习方法的指导和例题的牵引的内容
学习化学应该掌握一定的方法，解决化学问题需要掌握其解题方法与技巧，而这些在现行的教材中并没有具体体现。以试验版高中教科书（第一册）为例，以“节”作统计单位，能很好地体现科学方法应用和学法指导的不到30％，有83.2％的“节”没有“例题”，教材的这种编写是不符合学生的思维发展水平的，学生做习题或考试时，因缺乏方法指导和例题启示，导致解题的预备知识和铺垫不足，造成一定程度的心理障碍，从而增加了解题的难度。
2.教材习题与考试试题之间难度呈“剪刀差”状况
一方面教材中单一的题型和测试目标限制了学生应用知识解决实际问题的能力，不利于激发学生的创造力。另一方面，各类考试设计一些开放题与实践题，以培养学生的创新精神和实践能力，这样的习题具有较大的开放度，要求学生能从多角度、多侧面、多层次地思考问题和解决问题。学生长期进行单一的、低层次的、理想化的习题训练，在考试时面对新的题型会感到束手无策。
启示：针对教科书多数章节尚未安排“例题”，教师应有选择地合理设置若干例题，要求能较好地突出每节课的重点和难点知识，通过例题的示范作用教会学生分析问题和解决问题的方法。设计的例题和布置的练习题要注意有不同层次，并逐渐向考试试题题型及难度接轨，以缩小教材习题与考试试题之间难度的差异。
七、化学教师人为制造的难度
1.教学方法选择不当而形成难度
主要表现为：（1）难点集中。分散难度，多做实验，联系实际，由旧引新、搭桥牵线，进行类比，微观概念借助宏观现象或学生的直接经验去描述，能有效地降低学习难度。然而，一些教师并不善于运用这些化难为易的有效方法。（2）不注重讲述的通俗性。精炼而形象的语言，通俗而具体的实例，恰当而富有启发性的比喻，是化难为易的一种技巧，不研究和运用这些语言技巧难以做到讲授内容化“繁”为简、化“隐”为现，化“难”为易。（3）教材处理不当，简单的问题复杂化。
2.把新课当成复习课处理
有些教师不注意区别新课教学与复习课教学的差异，把新课当成复习课处理，这势必造成学生学习负担过重。例如讲“原电池”、“电解”新课时，把若干个原电池和电解池连接起来，把电化学问题搞得很复杂，还引入“电势差”等等，这就人为地给学生造成了学习困难。
3.把信息迁移题中的内容强加于教学内容之中
现代中考、高考试题改革，使信息迁移题层出不穷，信息迁移题涉及的许多新知识本来是不需要学生去掌握的，然而有些教师却因“备考”需要强加于学生将信息知识纳入记忆视线内。例如，讲原电池时，要求学生掌握六、七种新型电池的反应原理，讲有机物时补充不饱和度概念及应用，增加了学习内容，加重了学生学习负担。
4.在“升学惟一”驱动下任意增加训练难度
例如一些过难、过杂的分段讨论的计算，或训练时不讲层次，在学生基础题尚未训练到位时，就急于训练一些综合题和提高题。为使习题有“难”度而出现的不少文字游戏题，会在不知不觉中引导学生去钻研文字（进而钻牛角尖），而远离化学这门基础学科的教学目的。在计算技能训练中产生了不少的主观臆想的定量关系，从“化学应引入定量”到具体计算题中隐蔽或多设发问层次，把计算弄得峰回路转，有时竟使学生忘掉了是在学化学，将化学问题变成了数学问题。对高三学生“最难学化学内容的顺序”调查显示，难学的内容依次是：综合计算（第1位）、综合实验（第2位）、电离平衡（第3位）、化学平衡（第4位），进一步研究发现，分步讨论计算、电化学的计算、化学平衡中等效平衡及其衍生综合计算等“难点”是由于教师不科学地设计高于中学化学教与学教学目标和“考试说明”要求而形成训练难度的。
5.化学教学怪圈制造的难度
有些教师把化学教学中应体会实质的东西弄成由“概念到概念，理论到理论”循章摘句无穷地在教材的字里行间里爬行，使化学教学陷入“怪圈”。例如，有的教师热衷于“关于盐酸是不是电解质”（因为盐酸是混合物），“纤维素是纯净物还是混合物”，“H[，2]O和D[，2]O组成的物质是混合物还是纯净物”等问题的讨论，这种腐儒式的教学，导致的结果只能是：学生的学习负担加重，知识面狭窄，只会“死读书”，在中学有限的知识范围内打转转，却不会应用化学知识解决实际问题。这对学生认知结构的形成不仅是无益的，甚至是有害的，也完全不是化学教学基础性的本来含义。在教材文字里转圈的现象，给学生造成浅层次认知的沉重的知识负荷，从另一个方面加重了学生的负担和造成了思维的僵化。
在自己的学科中自己打转的最直接的危害，是把人类认知过程中某些不科学过程的后果变成教师的教学责任和学生的认知责任。而在学科中打转转，很容易把原本十分清楚的事实变成学生知识结构中的许多误区，造成认知结构中的若干缺陷。“转”的另一个危害，是会在无形中使学生放弃学习过程里的主体地位，把求索变成盲目的全盘接受，小心翼翼地去看去听，忧心忡忡地去记去背，提心吊胆地去做去练。学生习惯于全盘接受而不习惯于思考，习惯于体会试题的要求而不习惯于知识掌握后的联想，会在很大程度上制约教学效果，更制约学生的发展。因为被动的接受显然不符合认知规律，学生满足于对表象的机械接受会逐渐发展成一种毫无创造性的行为习惯，使得教育为培养高素质的人才的目的成为空谈。
启示：当学生在化学学习中感到困难时，教师不仅仅只从教材、学生等方面去寻找客观原因，更要从自身的教案设计、教法选择、教学观念等方面找到解决学生学习困难根本的有效的方法。作为教师，应注意沟通师生之间的感情，主动了解学生学习中的困难及产生学习难度、形成障碍的原因，帮助学生克服各种思维障碍、心理障碍和情感障碍。针对各种不同的“问题”学生、“困难”学生采用分层教学、因材施教，教学中应注意运用分散难度、设置阶梯、逐步推进、由浅入深的原则，从学生心理上“降难”，从根本上化难为易，才能真正大面积提高化学教学质量。
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