高中生化学键心智模型的测查

徐洋洋　陈晓娜　闫春更　周青

【摘要】主要采用半结构访谈法测查学生化学键心智模型，重点测查分析学生化学键心智模型的分类及其分布情况、各类心智模型不同科学化程度的学生比例及其所反映出的“化学键”学习困难，得出研究结论并提出相应教学建议。

【关键词】化学键 心智模型 科学模型 缺陷模型 访谈法

【基金项目】北京师范大学中国基础教育质量监测协同创新中心陕西师范大学分中心。

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）25-0195-01

一、问题的提出

心智模型是学习者通过直接经验或间接经验与个体已有认知之间的相互作用而形成的对学习对象的心理表征的结果，是将客观现象和事实在心智上呈现出的概念框架，其表征形式可以是语言文字，也可以是图片或符号等[1]。心智模型具有描述、解释及预测的功能，同时具有明显的动态发展性。受限于学习者的已有认知，因此心智模型容易表现出相异构想的认知建构特点；受限于学习活动本身所蕴含的“经验的特定情境性”以及学习者自身的抽象思维水平。“化学键”是对构成物质的微粒之间一类特定的相互作用的概念化反映，是高中化学的核心知识，对学生微粒观、变化观的建立和发展有着重要影响。

二、研究方法

本课题采用访谈法和内容分析法进行研究。内容分析法主要指对学生相關作业情况的质性分析，且半结构访谈提纲是经化学组老师的讨论指导后确定，因此本访谈提纲具有良好的内容效度。访谈中问题提法可结合具体情景做适当调整[2]。受访者来自洛南高中一年级某班学生共32人。访谈在学生刚学完化学键的课后进行（所用教材为人教版）。访谈提纲见表1：

表1 访谈提纲

Table 1 interview outline

（一）数据分析

首先根据化学键知识处3个主要内容即离子键、共价键和分子间作用力的不同考查试题及学生回答的知识点将访谈内容进行具体划分，进行编号并分类，错误为“0”分，正确为“2”分，采用分半信度检验此数据转录处理的可靠性。经计算斯皮尔曼-布朗公式得值为0.906，表明此测验信度高。

分析不同类别的错误试题中学生所表现出的迷思概念，进行相应心智模型分析及划分。心智模型的类型划分，是在内容分析的基础上从化学键知识的形式、内涵、要素、结构、表征等维度对学生的相关认知进行归纳和概括得出。

化学键心智模型的类别及其分布情况：

学生心智模型总体分为科学模型和缺陷模型两大类。此处的科学模型是指相对完整且正确的学生心智模型如课程模型；相应地，存在知识要素缺失和知识内容错误等不足的学生心智模型被界定为缺陷模型。高一学生化学键各心智模型的测查结果见表2-4。

（二）研究结论

学生对化学键知识的建构中，很少能够从各子概念所构成总的知识体系角度整体的理解化学键，对各个子概念之间的关系认识也不到位是形成学习困难的首要原因。学生在离子键和共价键部分的学习困难点不同：对于离子键部分的学习，学生遇到的首要困难是对于“离子键”等概念内涵的正确理解；相比之下，共价键部分含有更多的子概念，对这些不同子概念之间关系的认知和把握则成为学生在共价键学习中的突出困难。访谈结果表明，学生对化学键各概念的内涵理解不够重视，如认为定义不重要没有必要记忆；学生倾向于从“宏观—微观—符号”的三重表征视角建构对化学键的认知，但其具体的解决问题能力（如正确书写某些化合物的电子式）则相对较弱。

三、教学建议

基于学生心智模型分析结果，合理规划教学设计的重点和难点并有针对性地设计相关教学策略，最终增强教学设计的科学性。教学重难点的突破必须依据重难点的形成原因，针对性地选择突破方法和化解策略，积极引导学生深化对重难点的认识，掌握问题解决的思路和方法[3]。如在教学中，教师可以适当增强概念学习中的“样例”丰富性，即呈现更多的化合物样例，让学生基于对课本上提供的经典样例知识（如NaCI和HCl）的理解。强调学生认知建构的整体性，关注学生学科思维与学科知识的融合。

参考文献：

[1]刘丽.高中生“化学平衡”概念的心智模型研究.安徽师范大学，2014

[2]魏冰，贾玉江，潘海鸿，钱玲.关于中学生的原子、分子心智模型的研究[J].化学教学，2001，（3）：6-13

[3]杨晓曼，经志俊.从终端评价要求谈“元素周期律与化学键”的教学策略[J].化学教育学，2016，2