高中学生解决计算类化学问题的表征及其策略关系的研究

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(甘肃省康乐县第一中学)

在国内外关于问题解决中表征和策略研究的基础下，提出了对高中生解决计算类化学问题的观点和策略，同时，对一些案列进行研究分析，根据高中生在解决计算类化学问题的表现优化策略。

高中生 计算类化学问题 策略

一、研究方法

1.化学知识测试

本文的研究人员为随机抽取的我校高二年级的学生，人数总计500人，男女比例1︰1。然后，根据学生的学习成绩的不同大致分为四组，在化学教师的指导下，学生在指定地点进行化学知识测验。然后根据学生最后的成绩大致分为优、中等、差三类，两类极端的人员就成了我们研究的对象，从优、差测试人员中抽取20人。

2.测试材料

测试材料的选取没有脱离高中化学教学的大纲，将部分教学内容的重点如化学现象、化学原理作为基础，测试内容也根据教学内容从浅至深出题，然后根据题目的难度成比例赋予分值。经过多次修改，测试卷子分为四大板块：选择题、计算题、问答题以及思考题。试卷的设计时我们以教学大纲为依据，根据学习内容的重点列出了考核的知识点，围绕考核的知识点出题。最后，邀请在职的化学教师进行审核和修改。

3.问答题的任务

试卷中为了本次研究的特点，特意在问答题中设置了两个问题，第一题是学生可以采取普通的做题模式就可以完成的题目，而第二题难度偏大一点，题目为：标准状况下，12g铁粉与5g硫粉加热，加入4mol L-1盐酸100ml，则反应过程中产生的气体为多少？学生在解决化学问题过程中采取的表征程度是否正确，是否制定出合理的策略。

二、实验结果

化学知识测试是本研究了解高中生解决计算类化学问题的表征程度与策略的重要途径，测试的数据汇总可以直接体现高中生解决化学问题的整体能力，从书面形式上可直观看到学生解题时如何思考问题。研究者在批阅试卷过程中可以了解到学生解决问题的表征程度和思路，由于本测试中涉及的人数过多，对两类优、差组中的学生进行抽样，对他们进行化学口语测试。在选择过程中，我们尽可能选择性格比较外向的学生，减少不必要的因素。在测试过程中，观察和记录学生回答问题时的表现，如学生沉默、紧张等外在表征，在测试完成后，可以与学生多进行交流。根据学生的笔试、口语表现和试卷完成程度，对学生的数据进行重新整合，将这些数据转化为相应的解决问题能力，分析学生在解决化学问题时的表征程度和策略。我们根据学生的笔试和口语采取不同的策略分析数据，如试过程较长，我们采用情境推理策略，这样使我们的研究成果在教学中更有价值。在整理数据时，我们采用了原理概率策略、情境推理策略分析学生在解决化学问题时的表征，然后从数据中我们发现在表征同一问题时，学生所花的时间差异性较大。这种情况下，我们为了数据的准确性，将学生的表现情况、笔试数据进行重新整理和编码，认真检查每一个环节是否完整和正确。

三、研究学生的解决问题能力

本次研究通过相同的题目测试不同学校化学掌握能力不同的学生，对他们的表现进行分析，通过原理概率策略和情境推理策略两种不同的策略分析这些学生，同时参考他们在解题能力程度和口语中的表征时间，发现学生在解决问题时表征程度有明显的差异性。比如学生A的试卷简洁步骤清晰，解决问题的思路也比较正确，可以看出该生的化学知识掌握程度好，策略选择能力强，而查阅学生B的试卷，可以看出该学生已经掌握了原理：Fe+S=FeS、FeS+HCl=FeCI2+H2S。但是，实际解决问题中该生选择策略的能力不够，不能将所学内容结合起来，没有完整的知识体系。在实验中发现概率原理策略从形象表征、抽象表征等方面优于盲目搜索策略。同时，根据学生的报告分析，学生在解决问题时表征时间范围较大，由于原理概率策略能够快速发现解决问题的差距和速度，在实验中原理概率策略较为合适。同时研究中还要考虑学生的社会环境、家庭背景以及学习化学的能力，将条件相似的学生进行问题解决分析。从研究数据来看，这些因素导致了研究中需要采取多种策略，表征程度对策略的选择有决定性的作用。从分析学生在题目的错误程度来看，学生在策略上的选择不同，对于错误率较大的学生，他们做题时喜欢使用盲目搜索策略，而使用原理概率策略的学生正确率较高。这表明学生在解决问题时策略的选择十分重要，采取合适的策略解决问题相对较容易。

四、结束语

根据实验数据将高中生解决化学问题的表征划分为四个表征，解决策略划分为三个策略。在笔试和口语测试中对学生的表征进行观察，汇总学生的答题情况和表征数据，数据都表明化学能力较强的学生采用原理概率策略从实验速度、分析效果明显优于其他两种策略。而解决问题比较弱的学生通常都是利用盲目策略进行答题，错误率明显高于利用原理概率策略的学生，但是根据目前的数据和理论，对于掌握化学知识弱、没有化学知识体系、无法利用化学原理解决化学问题的学生，现在还没有明确的效果好的解决问题策略。

参考文献：

[1]高文.一般的问题解决模式[J].外国教育资料，1999，(06).