利用二段式测验诊断高三化学复习中学生的迷思概念，本文主要内容关键词为：迷思论文,测验论文,中学生论文,二段论文,概念论文，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。
概念转变是一种基于现代认知心理学、建构主义学习理论和现代科学哲学的科学教学新模式。传统的化学教学（包括复习教学）不够重视学生的前概念（尤其是迷思概念），导致学生学习了一段时间后，脑中的错误概念仍然根深蒂固。这是因为学生花了相当多的时间与精力构建了自己的朴素理论，他们无论在感情上还是理智上都离不开它们[1]。学生头脑中的迷思概念含有自己对科学概念先入为主的想法，学生依赖它们来认识概念，因此学生对这些迷思概念常常深信不疑，使其具有稳固性。已有研究表明，探查学生已有的认知结构，了解其认知特色以便在教学上予以合适的协助以实现概念转变，是教师改进科学教学的一个方向，是科学教育研究领域中的一项重要课题[2]。
高三的学生经过2年的高中化学课程学习，在进行系统化学复习之时，头脑中一定存在着一些迷思概念。产生这些迷思概念的原因很多，例如学生没有正确理解客观或抽象的概念，或是学生在化学学习过程中没有将概念进行丰富和重构，抑或是教师可能在教学过程中出现概念性错误等。更为严重的是，有些学生在高三复习阶段存在的迷思概念比初学概念时还要多！面对这样的情况，高三化学教师如果不能准确诊断学生复习过程中存在的迷思概念，就难以进行查缺补漏、难以有针对性地选择复习教学策略、难以实现概念转变。
二段式测验法是诊断学生迷思概念的有效方法之一。所谓二段式，指的是试题第一段检验学生对概念理解的正确性，第二段则探究学生之所以持此种理解的理由。几年前已有研究者利用此法进行了学生迷思概念的诊断工作，但对于如何编制二段式测验题目、如何施测和分析测验结果的报道比较少。本研究以包含众多抽象概念、学生易产生误解的“化学平衡”为测试内容，借鉴国内外相关研究成果，在成都市某高中高三年级2个理科班（共118人）进行教育实验，重点探讨如何编制二段式测验题目并利用其诊断高三化学复习中学生在化学平衡知识范围内存在的迷思概念。
一、二段式测验的类型与试题编制
1.二段式测验的类型
二段式测验旨在诊断学生的迷思概念，深入探测学生的认知结构，考查学生对概念的真实想法。根据二段式测验2段题型的不同可以将其进行分类，一般来说有如下3类：
(1)变黄(2)橙色加深(3)不变色
理由：(a)根据勒夏特列原理，为了减少
浓度，平衡将向左移动，
浓度增加；
(b)离子和分子的有效碰撞次数增多；
(c)浓度增大，Q值大于化学平衡常数K；
(d)溶液中各离子浓度不变；
(e)Q值大小不变；
(f)体积减小了，微粒间的碰撞次数减少了。
例1属于2段皆为主观题类，这类二段式测验题主观性强，可有效避免学生单纯靠猜测得到正确答案，但是问答形式会造成学生作答困难且不便于教师进行后续分析；例2属于第一段为客观题，第二段为主观题类，这类二段式测验题兼具主客观性，但仍有因学生主观回答所带来的问题；例3属于二段皆为客观题类，简称二段式选择测验试题。这样的设计可以避免学生在书写理由时产生的主观困难，同时兼顾了访谈法质性和测量法量性的特点，并且学生填写时间短，更便于后期教师做详细的分析。考虑到二段式测验不存在甄别、考核等目标，旨在于诊断，因此，二段式选择测验试题往往受到研究者的青睐。
2.二段式选择测验试题编制
切尔哥斯特(D.F.Treagust)提出了二段式选择测验试题的编制程序[4]，其流程如表1。
表1 切尔哥斯特提出的二段式选择测验试题的编制程序
参考切尔哥斯特提出的编制程序，笔者针对“化学平衡”这一主题进行了适合高三化学复习阶段的二段式选择测验题的编制工作。
(1)界定内容
①确定考查知识的内容和范围 根据化学教科书“化学平衡”的章节内容和相关文献报道，确定与“化学平衡”有关的内容和范围作为命题依据，其中包括化学平衡的概念（包括适用对象、特征、动态平衡的判断）；等效平衡；化学平衡移动原理。
②发展概念图 整理主题“化学平衡”包括的主要概念，并用这些概念构建概念图，以体现并确定研究主题概念间的相关性和研究主题内容的延伸程度，提高命题的信度和效度。如图1所示。
图1 “化学平衡”概念图
③检查命题内容和概念图的信度和效度 与学科专家、同行化学教师讨论，检查概念图是否包含了考查知识的全部内容，并检查其叙述是否正确、科学、完整。
(2)获得学生迷思概念的信息
④查阅文献 通过文献检索，查找相关的与高三学生复习化学平衡有关的研究结果，收集学生在复习前可能具备的迷思概念。例如，刘瑞东[5]研究表明，学生对“化学平衡”中的动态平衡的判断；浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡的影响；浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡反应速率的影响；盐类对溶解平衡的影响和惰性气体对化学平衡的影响等存在大量的迷思概念。
⑤非结构性访谈了解学生的概念认知 非结构性访谈对访谈的内容与计划没有严格规定，可以依据现场实际情况进行访谈，具有弹性大、随意性大等特点。访谈内容应该包括概念图中每一个概念及概念与概念之间的关系。本研究使用非结构性访谈的形式对被试班级的11名学生进行抽样访谈，并录音记录。以下是部分访谈片段：
师：对于反应
，你能说说它有什么特点吗？
生：可逆反应，反应前后气体分子数不变。
师：那你听着，恒温恒容下充入a mol HI气体达到平衡后，如果再加入a mol HI气体，你认为平衡体系会有哪些变化？
生：恒温恒容？……平衡应该不会移动吧？
师：为什么呢？
生：……巨温恒容只要反应物的物质的量的之比与原平衡相同，两平衡等效，何况此处是加的与原来相等的量，所以平衡不会移动。
师：那按你的意思可以认为HI的转化率也不会变？
生：是的，因为平衡没有移动。
由以上谈话片段可以看出，该生没有很好地将化学平衡的移动、等效平衡和反应物的转化率3个概念区分开来，认为只要是等效平衡，平衡就不移动；如果平衡移动，反应物的转化率就会发生变化。
⑥由学生的回馈形成理由选项 整理访谈资料，了解受访谈学生在“化学平衡”问题上的迷思概念，并进行归类、排序，作为二段式选择测验试题第二段理由的选项。例如，上例中学生的回答“再充入a mol HI(g)后与原平衡属于等效平衡，平衡不移动，转化率不变”就可以作为一个理由选项。在理由选项中，包括“其他”选项，以便今后的修改和完善工作。
(3)发展二段式选择测验试题
⑦编制二段式选择测验试题初稿 根据文献探讨和学生的访谈资料，以学生的实际想法为基础编写“化学平衡”二段式选择测验试题的初稿。本试题总共包括20个小题，部分内容列入方框内。
⑧设计双向细目表 建立二段式选择测验试题与考查知识的内容和范围的双向细目表，如下页表2所示，从而保证所有测验题目属于命题范围且包含了命题范围的全部内容，以增强试题的效度和信度。
⑨不断地完善。
表2 化学平衡二段式选择测验试题与考查知识的内容和范围双向细目表（囿于篇幅，展示部分）
二、二段式测验的施测与测验结果分析
1.二段式测验的施测
施测之前先抽样进行适当的预测工作并进一步修改完善。此工作主要包括检查学生是否能够理解题意，抽样测验结果与教师预测结果是否一致等，这样能够确保测验的信度和效度都比较高，且测量出来的结果能够反映出高三学生对于“化学平衡”存在的迷思概念。
施测时应该给学生充足的时间保证其能够完成所有题目，使得整个测试的“有效率”较高，尽量避免学生的漏答。同时，在保证学生独立完成的情况下尽量给学生一个轻松的氛围，使其真正地动脑思考来完成题目，以保证测验的准确性。
2.二段式测验的测验结果分析
彼得森(R.F.Peterson)和切尔哥斯特(D.F.Treagust)认为[6]，只有学生对某道题目选择内容知识的部分（即第一段的内容选答）和理由部分（即第二段的迷思概念选答）都正确，才表示出学生确实对该题持有正确的概念，否则就有可能存在迷思概念。由于第一段和第二段都有若干个选项，因此学生作答时可能有多种答案组合。选答正确组合所占人数的百分比即代表学生了解该题中正确概念的程度；其他组合方式的选答人数若占全部人数的20%以上，则表示该题项是一种具有代表性的迷思概念。
在本次研究中，笔者根据2个被试班级学生的作答情况作了分析表格。以第6题为例，分析如表3。
表3 第6题答题情况分析表（黑体选项为正确选项）
从表3分析可以看出，2个理科班中，第6题第一段题目选对的人数占总测试人数的90.6%(39.8%+28.8%+22.0%)。如果仅仅看第一段测试结果，这个数字是比较可观的，说明大多数学生知道再充入a mol HI(g)后HI的转化率与之前相比不变。但是，学生对HI的转化率不变理由的判断，结果并不乐观。只有39.8%的学生能够既知道HI的转化率不变，又知道得出这个结论的原因，即对概念有正确的理解。更多的学生只知其然，而不知其所以然，存在着一定的迷思概念。如果不揭示这些迷思概念，教师往往会被学生的作答情况所蒙蔽，会认为学生在第6题所涉及的问题上基本不存在问题，这对于高三有效复习来讲是不利的。
通过分析第6题的各个选项组合以及选择该组合的比例，可以得出被试班级存在的主要迷思概念如表4所示。
表4 第6题揭示的迷思概念和比例
前文已述，选答百分数大于20%则表示该题项是一种具有代表性的迷思概念，由表3可以看出，第6题(3)(b)和(3)(f)选项是2类具有代表性的迷思概念。
分析这2类主要的迷思概念，可以看出，被试班级学生不能够结合具体实例分析影响化学平衡的条件究竟是浓度还是压强，不能够准确地区分等效平衡和平衡移动2个概念，不能够准确理解影响反应物转化率的相关因素究竟是什么。虽然学生主观臆断了转化率的改变趋势，但是不能够深刻理解平衡移动的过程，若该题这样考察：“一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入a mol HI(g)，发生反应，达到平衡后，再向容器中充入a mol HI(g)，此时化学平衡＿＿。（选填‘正向移动’、‘逆向移动’或‘不移动’）”，大多数学生就很难选择正确答案。因此，区分浓度和压强对化学平衡的影响、准确理解等效平衡规律应该成为高三复习的重点内容之一。对于其他比例不高的迷思概念，虽然低于20%，但仍说明有学生存在着相应的迷思概念，教师应该有针对性地个别辅导。
三、小结
笔者认为，二段式测验法对于诊断高三化学复习中学生的迷思概念有着重要的意义和作用，它体现了建构主义教学观念，肯定了教学是建立在学生已有认知基础之上的现代教学观。运用二段式测验法能够帮助教师更好地进行高三复习教学，其优点主要体现在：
(1)帮助教师摸清学生的迷思概念，有针对性的实施查漏补缺，可摆脱“广撒网、低成效”的复习方式；
(2)便于教师针对学生的迷思概念编写复习参考资料，使得教学材料更有针对性，更有价值；
(3)便于教师针对学生的迷思概念选择复习教学策略，进而顺利地实施概念转变。
当然，二段式测验法诸如命题环节耗时间，对诊断结果的准确性、效度、信度分析等，都是今后值得深入研究的方向。另外，国内外研究者提出的关于如何诊断学生迷思概念的方法还有很多，本文提出的二段式测验法只是其中的一种，它集质性、量化于一体，使得测验结果更科学、合理。当然，针对不同的教学实际情况将不同的测量方法兼及并用，会更为有效。