优秀学生与有学习困难学生概念表征差异研究--以离子反应为例_离子反应论文

学优生与学困生概念内部表征的差异研究——以离子反应为例，本文主要内容关键词为：表征论文,为例论文,离子论文,差异论文,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。

      离子反应指电解质在水溶液中发生的化学反应，主要包括2部分内容：一是离子存在，包括离子的存在形式、离子检验和离子共存、各离子浓度大小及守恒关系；二是离子反应，包括离子反应的发生条件、本质与过程、表示方法等内容。本部分知识以电解质电离为基础，以离子反应和平衡移动为线索，贯穿平衡（变）和守恒（不变）的思想，综合了弱电解质的电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等内容，通过学习使学生能够判断溶液中离子的种类和数量，知道离子在溶液中的运动和变化，在认识上形成从微观上认识离子反应的观点；在方法上建立动态的过程分析；在能力上能够解决生活中常见的有关离子反应问题。

      一、问题的提出

      由于离子的运动较抽象不易观察，学生学习时存在一定困难。事实证明，学优生与学困生在解决离子反应问题时，往往存在明显的差异。导致出现这种状况的原因，是否源于他们对于离子反应概念的表征存在差异呢？或者说，他们对于离子反应的一些核心概念是如何建构的？针对此问题，进行了学优生与学困生关于离子反应概念表征的调查研究。

      依据皮亚杰等认知形成与发展观点，学生对于习得概念的形成是主客体相互作用的平衡过程，是不断同化与顺应的结果。把学生对概念的建构过程称为内部表征，即信息的内部表达或信息在头脑中的呈现方式。不同学生对于概念内部的表征，主要体现在4个方面：（1）表征的数量，指支撑概念所需的节点，节点越多表明对概念表征越清晰，对概念的理解与解释越强大。表征的数量反映了概念在学生头脑中建构、存储、取用时的丰富程度。（2）表征的形式，指概念存储或表达的类别。表征的形式既与学生已有认知结构有关，也受到其他外部条件的影响，如教材与教辅、教师的讲解、同伴的帮助等。（3）表征的程度，指反映概念的内涵或本质的不同层次。表征的程度反映了学生对于核心概念的理解程度，抓住概念的核心或本质来理解概念显然比依靠外延或特征理解更能取得事半功倍的效果。（4）表征的角度，指学生习惯应用的或自觉形成的认识事物的不同方式，如定性与定量，宏观与微观，静态与动态等。

      二、实验过程及方法

      以乌海市高二年级学生为研究对象，其中示范高中抽取重点班2个共128名学生，普通高中随机抽取普通班2个共132名学生，在一节课的时间内（45min）完成自编问卷，要求学生尽量在问卷上写出详细的解题步骤及依据。自编问题包括6道题，第一题为预备实验题，目的是让学生熟悉并很快进入状态，引导其学会实验所要求的出声思维，另外5道为正式实验题。之后从重点班和普通班各随机抽取15名学生，最后3次化学成绩平均分在90分以上的同学为学优生，最后3次化学平均成绩60分以下为学困生，分别以口语报告的形式，让每个学生在解题过程中进行出声思维，实验者录音并记录学生的特殊行为，如抬头、摸鼻子、突然不说话、沉思、用橡皮擦等，作为整理录音材料的辅助信息。实验主要依据问卷和录音材料中的口语报告，并结合现场的实验记录，关键点都对应地标注时间。

      三、实验结论及分析

      1.关于表征的数量（见下页表1）

      学优生在概念的表征数量方面比学困生多，表明学优生对于概念的理解与认识比学困生更全面准确。学困生往往只是片断式或一知半解式地理解概念，无法建立系统完整的概念体系，这也导致了他们不能完整顺利地解决离子反应问题。

      

      

      2.关于表征类别

      按照三重表征的分类方式，可以将表征的类别分为宏观、微观和符号3种方式，黄婕、毕华林等人认为符号表征是一种抽象的表征方式，微观表征是这一层次前的过渡。按照表征的外在存在形态，将表征的形式分为：以其他概念来支持解释核心概念的表征形式称为词元，包括文字、符号、公式等；通过直接或间接的知觉表象形成的表征形式称为象元，如表象、原型、语音回路等；将上述2种综合形成的推理应用的表征形式，有命题、模型等。通过调查统计概念表征的类别有：文字符号类表征占84.7%，知觉表象类表征占11.6%，命题图式类表征占3.7%。

      （1）文字符号类

      以文字的形式对概念进行表征，通过其他概念来支持或解释概念，是最为普遍的一种方式。教师的讲解和教材的呈现方式大都以语言文字的形式，因此学生容易理解和接受。但并不是一成不变的全盘接纳，而是在自身已有认知结构的基础上的选择性、批判性、建构性地学习。由于化学学科特点，需要使用化学专业领域的语言化学符号是普遍的，它的熟练程度和内化程度标志着化学思维的水平。但学优生与学困生却存在明显差异，以NaCl为例对电离概念的表征（见表2）。

      （2）知觉表象类

      学优生的知觉表象表征既有视觉也有听觉，2者相互映衬，相得益彰。而学困生则大多依赖视觉表象，对于听觉表象理解不深或记忆不牢。

      语音回路是以语声的形式进行的听觉表征。这种表征形式来自教师根据教材所呈现的文字描述形式的概念定义，整理加工形成语音形式便于记忆的口诀。该口诀将概念的主要特征集结于几句话中，既便于学生理解记忆，也便于指导问题解决的操作。调查结果显示学优生擅长使用语音回路的表征形式，他们能熟练使用的基础源于其对概念的深刻理解，反过来熟练地使用也促进概念的理解。而学困生遇到简单问题能机械地照搬使用，而真正遇到复杂问题的时候又束手无策。

      （3）命题图式类

      命题图式是结构化、网络化的一种概念内部表征形式，是学生根据参考书或教师的总结提炼出来的一种综合表征形式，部分来自学生根据自己的理解，加工整理形成的具有个性化认知特征的表征形式。网络化、结构化的概念表征，体现了知识整合后能够被有效操作的特点。学优生能够形成经过自己认知加工的命题图式。如下页图1和下页表3所示。

      大部分学困生除了温度以外，对于浓度的影响不能从平衡移动的视角来分析，这样造成对整个电解质溶液中酸碱性问题的认知障碍。

      3.关于表征的程度和角度

      调查结果表明：学优生与学困生在概念的表征程度上也存在明显差异。如对电解质概念的理解，他们都能从物质类别（化合物）、导电条件（水溶液或熔融状态）、导电实质（自身能够导电）3方面来认识。学困生表征电解质概念时存在的问题有：（1）在判断物质是否为电解质时，首先不是从物质类别上来划分，而是直接从能否导电这个条件来区分。他们几乎都认为盐酸和石墨是电解质，尤其对于能导电的单质不是归为电解质，就是归为非电解质。（2）关于导电实质，他们认为只要2种条件下（水溶液或熔融状态）能够导电即是电解质，他们确实看到氨气通入水中灯泡发光的实验现象，这使学生认为二氧化碳、氨气是电解质。（3）关于强、弱电解质，常常将强、弱电解质与导电能力2个概念混淆。他们认为导电能力的强、弱是区分强、弱电解质的标准。所以强电解质的导电能力一定强于弱电解质，如盐酸的导电能力强于醋酸。

      

      

      学优生和学困生对于涉及概念的理解存在差异，分析可能的原因有：（1）从已有的认知基础来看，学优生更加倾向于从物质结构的角度分析微观粒子的变化，他们认为电解质电离，无论在热能作用下还是水分子作用下破坏其离子键，产生自由移动的离子。虽然有旧键的断裂却没有新键的形成，因而是物理变化而不是化学变化。学困生则主要从现象上来理解或依赖生活经验，他们认为电解质能够发生电离是需要借助外部条件的，加热或通电使之发生了化学变化，所以大多容易将电离与电解的概念混淆。（2）从认知方式上来看，学优生通过试误的方法来不断纠正自己的错误观念，从而建构正确的概念，即更习惯于用顺应的方式改善自身的认知结构达到学习目的。而学困生则更加习惯于以自身原有的认知为基础，通过同化的方式来学习新概念，当已知与新概念出现冲突或矛盾时，往往试图通过外部事物的变形或组合来迎合他自身已有的认知结构。（3）从意义建构的过程来看，学困生更加倾向于依赖生活经验和实验现象来建构概念，时常容易被表象所迷惑，并且对于生活中没有见到的事物总持怀疑态度，这对于其全面正确地建构概念造成困难，因此他们对于不理解的东西采取死记硬背或生吞活剥的被动复制学习方式。而学优生则善于迁移联想到相似情境中，明白知识产生的背景的同时也清楚知识应用的前景，他们对外部信息主动地选择、加工和处理，通过反复的相互作用达到对事物的性质、规律及事物与事物之间内在联系的深刻理解。

      四、教学建议

      学优生与学困生在概念内部表征上的差异，是他们理解和解决问题差异的主要原因。通过比较2者的差异，发现高质量的概念内部表征的特点：表征的数量越多表明对概念的理解越深刻、明确。表征形式多样化，表明对概念的操作与表达更加灵活。表征的程度方面，学优生能够主动地进行概念的深度加工，变换概念表征形式，生成适合自己理解记忆的概念内部表征形式，而学困生则不能很好完成这样的认知加工过程。

      建议教师采取以下的一些方法，帮助学优生和学困生实现高质量、高水平的概念内部表征。

      1.结构与建构统一

      皮亚杰指出认知结构既不是在客体中自然形成，也不是在主体头脑中预先形成，而是主客体在交互作用的基础上主体不断地构建心理结构而形成。因此，结构与建构是同时进行的统一的过程，没有绝对的超越一切结构的建构，只有在建构的过程中形成的暂时的、动态的、变化的结构。因此教师要善于创设问题情境，为主体提供物理环境、社会环境、心理环境及思维的环境，旨在通过创设情境进行主客体的交互作用，影响学生的认知结构，从而实现主体的意义建构。

      2.本质与特征结合

      离子反应涉及的概念多而杂，教师要抓住弱电解质的电离平衡这个核心，将平衡原理及影响平衡移动的因素应用其中，必须注意配合运用正例和反例，提供丰富的典型变式，从化学结构的角度帮助学生加深认识，并注意引导学生科学进行比较综合，将抽象的知识具体化，推广应用到同类事物中去解决实际问题。通过有层次的问题深入理解离子反应本质，从而克服以现象代替真相，以特征代替实质的缺陷，实现对事物本质的把握。

      3.直观与推理结合

      直观是感性材料的积累，一方面，教师要善于“以实代虚”，凡是能看到的、感受到的，都尽量让学生看到实物，体验其不同的状态，以获得感性认识。另一方面，教师也要“化静为动”，通过网络或多媒体等形式将不可见的微观世界展现给学生，将不明显的离子反应转化为可观察的化学现象。尽量让学生动手做实验，不要包办或画图代替，让学生相信化学微观世界的存在和微观粒子的运动；让学生在多感官参与的活动中体会其过程中的变化。另外，教师在语言上贴近学生实际，也要注意形象生动，以最恰当的语言精妙地传达所学知识。当然，这里所指的直观不是直接经验的回归，而是朝向本质的、本质性的直观。学生只有建立充分、充足的感性知识，才能树立更加牢固的推理基础。

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