化学学习的诊断，本文主要内容关键词为：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。
一、引言
教师试图分析学生对“溶解”概念的理解时，提出这样一个问题：“常温下，将一小匙蔗糖加入盛满水的大玻璃杯中，有什么现象？”然后让学生画一幅图来说明蔗糖和水相混合的情况（S代表蔗糖分子，O代表水分子）。
学生根据自己对“溶解”概念的理解，画出了蔗糖溶解于水这一过程的图像，如图所示：
学生的图像描述
教师又是如何理解这一现象呢？下图是教师画出的蔗糖溶解于水这一过程的图像：
教师的图像描述
这些图像表达了教师和学生对“溶解”这一概念的理解程度，研究表明，有20%的教师和56%的学生并没有理解“溶解”这一概念及给出科学合理的解释。
教师是否思考过针对这种种学生的理解，采取哪些对策？教师自身是否对化学概念理解透彻？
很少有学生对微粒模型做出正确的几何图示，大部分的学生倾向于用物质的宏观性质来解释微观性质。然而他们虽然不能够深刻理解化学概念，但却仍能取得好成绩。为什么呢？很多研究表明，由于概念的理解在一定程度上不影响学生定量计算等解化学题的能力和学业成绩，教师们也不会去思考这样的问题，因为目前我们在这部分内容上的化学教育，更加关注的是相关计算（如质量分数等），此类内容是不进考试卷的。其实，这对化学教学会产生误导。
学生常常在从宏观向微观迁移时感到困难，例如，学生们会在学完“盐溶液”的课程后，提出这样的疑问：“既然盐溶液中含有带电荷的阳离子和阴离子，为什么我们的手指伸入其中没有感觉？”“盐加入水中形成溶液，各种粒子是怎样存在的？”“给水加热温度升高，是因为水分子的温度升高了吗？”。
教师是否会注意到这些问题真的是问题并给予清楚的解释呢？
实际上对于这些质疑，有时教师们在课堂上并没有提供清晰准确的表达，同时没有意识到这一认知误区，也没有认识到这些质疑的价值，认为这些不是考试的内容，太“小儿科”，没必要给予关注，使得这些困难长期累积在学生头脑中，得不到解决，久而久之，认为化学难学，化学知识难以理解，不好接受。
面对学生产生的“非常规理解”，教师会如何反应？
(1)忽视“非常规理解”；
(2)排斥“非常规理解”；
(3)对“非常规理解”正确性的不确定；
(4)删除与当前理论违背的“非常规理解”；
(5)暂时搁置“非常规理解”；
(6)重新解释“非常规理解”；
(7)接受“非常规理解”且对当前理论做出肤浅的改变；
(8)接受“非常规理解”并彻底改变不合理的理论。
这些反应中，前六类是怀疑新现象，尽力“维护”原有的理论。其结果是，如果教师不能够正确理解科学概念，就会把错误的信息传递给学生，阻碍学生的理解和进一步学习。另外，教师对学生学习困难形成的地方理解不够，不能满足学生的认知需要，以至于学生头脑中的困惑得不到解决。
后两类是值得肯定的。第八类比第七类更具科学性，也反映出教师专业素养的重要性。
这些案例中的现象说明，教师作为学生学习引导者和帮助者，要努力了解和揭示学生头脑中存在的对科学概念的误解，重视挖掘化学学习中产生或存在的错误概念，把它作为优良的教育资源，成为新知识的生长点，建构和发展科学概念。这就要求化学教师必须具备对学生学习中的非科学认知进行诊断的教学技能。
二、化学学习诊断的涵义
医生要祛除患者疾病并开出能够利于患者康复的处方，必须对患者进行把脉诊断。教学工作也是如此。教师要制定适合学生特点和需要的有效教学方案，也必须了解学生，知道他们的知识储备和技能水平状况，认识到学生学习成功与失败的原因。
错误理解就是学生对科学概念理解中出现的错误认识，错误理解特征化了对科学概念的另类理解。化学学习过程的诊断，就是教师通过提问、谈话、测验等多种形式发现、辨识学生对化学概念理解中存在的不科学的认识，推测判断学生的知识误区，洞察、把握学生的学习发展状况，从而更好地改进和调整教学。
化学学科语言中，涉及许多抽象的化学科学概念，如：原子、摩尔、电解、盐类水解、原电池、离子反应、化学平衡、反应速率等。这些抽象的化学概念给学生的学习增加了很大的难度，对这些概念理解错误会对后来的学习造成消极和持久的影响。一些教学调研表明，目前中学化学教学普遍存在教师教学效果不理想，教学效率低，学生学习障碍重重，考试成绩不佳等问题，而师生又苦于找不到问题的症结及解决问题的良方。教师们具有“正面”的教学经验，缺乏运用错题错例等“反面”材料来诊断、反馈、矫正和补救的教学技能。
三、化学学习理解困难的成因
1.化学概念的微观性
用化学符号从微观的层面科学简明地描述宏观的现象及其变化规律，是由化学学科的特点所决定的，这种能力也是每一个化学学习者的重要培养目标之一。例如，蜡烛的燃烧、铁生锈、酒精挥发属于宏观层面上的现象；分子、原子的排列及运动是微观层面上的化学现象；元素符号、分子式、化学方程式和结构式是化学符号层面上的形式。但是，大量的研究表明，中学生在有关化学三个层面上的表征方面普遍感到吃力，不能科学地运用微观表征思考和解释化学问题。
调查研究表明，大部分学生当看到元素符号像
时，虽然能够描述这些物质的宏观物理性质，但不能从微观层面做出合理的解释，表达这些符号所隐含的物质结构和组成，一部分学生甚至在化学课程结束后，仅仅将分子式看作物质的名称或简写。研究还发现，有相当数量的学生并不能将分子式、电子构型、球棍模型在头脑中进行三个层面上的转化，这妨碍了他们深层次地理解化学概念。
对学生来说，描述宏观现象并不难，对于符号和微观表征就不容易。许多研究表明学生在宏观、微观和符号这三重表征方面遇到困难，中学生化学学习困难与化学学科所决定的三重表征特点有着很高的相关度，这对我们全面的理解中学生化学学习困难起着重要的指导作用。
2.化学概念的发展性
化学概念会随化学这门科学的发展而不断地发生变化，从而在同一个化学术语中可能会包含新旧两个概念。一些研究指出，当学生遇到随时间而发生变化的概念时，学习困难就相伴而生。
比如“中和”这一概念，最初“中和”的概念是指作为酸和碱的两种物质相互作用发生中和，进而酸碱性彼此降低。因此，学生就持有这种观点，认为只要有酸和等量的碱进行反应，最终都能得到中性溶液。但是，事实并不总是这样，如果HAc和等量的NaOH混合，根据Bronsted理论就会进行如下两个反应：
学生常常会保留最初的认识，而新的“中和”概念往往被忽略。
还有，“化学反应”这一概念的发展性对于学习理解“化学平衡”存在一定程度的思维固着，导致理解“化学平衡”概念困难程度有所增加。“化学反应”最初的定义是来描述一个单向的反应历程，反应物相互反应逐步消失了，生成了新物质，这种思维奠定了“化学反应都是由反应物向生成物方向进行，而且反应进行得很彻底”认识。然而在化学平衡学习时，学生遇到可逆反应这一概念，包含正、逆两个化学反应过程，此时反应物和生成物都存在。这样学生就难以理解化学平衡这一新概念，因为他们的理解仍然停留在最初的“化学反应”概念上。
概念的定义随科学的发展发生了新的变化，这种先前模式的影响对后续学习造成了一定程度学习障碍。
3.化学概念的含糊定义
科学家们使用的语言中，有些较为含糊。例如，早期对电路的定义（电子的流动形成）就是这样。而在电化学学习中，电路分为：外电路和内电路。在外电路中，自由电子在移动，而电池的内部电路就是电荷在移动了。再如关于阳极和阴极的定义，在电化学中，阳极是指发生氧化反应的电极，阴极是发生还原反应的电极，可是并没有描述电子的流向问题，这会给学生的理解造成一定的困难。
学生的学习过程通过概念的获取得以发生，概念的理解对于学生至关重要，上述内容帮助我们认识了化学学科概念知识的若干特点和学生学习存在障碍和困难的原因。
四、化学学习的诊断
化学学习过程的诊断，就是通过一定的方式（定性或定量的）发现学生在学习过程中存在的问题，并查明和分析这些问题产生的原因，从而为改进和调整教学提供依据，促进错误概念的转变和科学概念的生成。具体地讲，化学学习过程的诊断方法主要有提问、谈话、和测验等。
提问，即提出问题和回答问题的过程，是教师提出的知识内容和学生对知识内容的理解之间架设的沟通桥梁。而提问不是教师想随便问什么就问什么，教师要擅长提出有效的问题。而有效的提问，是指那些能够激发学生积极思考回答、并积极参与学习过程的问题，而且这些问题又能够让学生坦言和暴露知识漏洞的问题。这样的提问，是教师有知识准备、曾努力思考、进行预设的问题，把这样的问题抛给学生，会引发学生思维的连锁效应，揭示出知识障碍和不足，促使继续弥补漏洞的学习。
谈话，是以口头形式，与学习者进行交流沟通，获得关于某方面信息的一种方式。谈话者需要以和缓的态度，收集到客观的、不带偏见的事实材料，以正确把握学习者知识状况以及技能水平。谈话的核心是准备好的谈话计划，包括所要了解的问题。问题要简单明了，易于回答。谈话时要做好心理调控，营造一种平等、民主、坦诚、和谐的氛围。由于直面交谈，谈话法具有良好的灵活性和适应性，能够勘查学生的深层思维，是诊断学生对某些知识点的理解、揭示错误概念的一种最佳方法。谈话法适合一对一的个别诊断。
测验，是指以诊断学生普遍存在的前概念、揭示其错误概念产生的原因为目的的一种测验。诊断性测验需要编制测试题，测试题的编制和选择要有针对性，针对所学内容，精心设计，要将学生容易产生错误理解的知识点呈现给学生，让学生的错误概念在测试中“曝光”。五、教学矫正
针对学生学习过程中的诊断结果，需要对学生头脑中存在的非科学性的认识进行矫正，转变错误的认识，建立和形成科学认识。其中主要的教学矫正方法有“认识冲突”和“程序演练”。
认知冲突是个体已有观点与新的问题情境相互矛盾而产生的心理失衡。认知冲突是个体意识到自己的认知结构和环境（或外部信息）之间或认知结构中不同的成分之间存在着不一致的一种认知状态。当个体不能通过同化的方式处理面临的刺激情境或问题情境时，认知冲突就出现了。为了消除这种不平衡，个体必须改变或扩大原始的认知结构来适应新的情境，从而接受并认可新知识，达到新的认知平衡。教师设法营造认知冲突情境，为学生展现科学现象，促进知识转化和发展。
程序演练是在学生学习过程中的，设定具体的学习步骤和顺序，根据不同的化学知识点本身的科学性特征，对学生进行有关具体化学知识类型或问题解决类型的程序操作的训练，这是一环套一环，小步骤渐进的方式，帮助学生形成处理某类知识及问题解决的合理程序，使之逐步形成一种习惯性自动化处理该类型问题的行为。其中，非常关键的是，拟订好执行的程序，形成熟练操作的技能。