高中化学学困生知识结构化程度调查及对策探究

刘珊 王丽军

摘 要：教学的最终目的是使学生能自主地解决各种问题，化学作为一门基础的科学课程，培养和提高学生的问题解决能力成为学校化学教育的重点目标之一。研究发现学生问题解决能力的高低不仅影响校内学习成绩，还对未来终身学习造成影响。高中生的问题解决表现情况不容乐观，特别是化学学习困难学生，因此需要对高中生化学问题解决能力进行调查，找出学困生问题解决能力低下的原因及其转化策略。

关键词：化学学困生；概念图法；知识结构化

一、 问题的提出

现代社会对于人的素质提出了越来越高的要求，知识经济的到来，呼唤全民素质的提高，个人和社会比任何时刻都需要学习。然而在学校教育中，却有一部分学生智力水平正常，但学业成绩却不达标，被称为“学习困难学生”简称“学困生”。具体到化学学科，由于化学学习的特点和学生认知发展的差异，部分学生无法适应高中化学学习，导致化学成绩偏低，成为化学学习困难学生。

概念图能够反映被试陈述性知识的结构化程度。概念图的节点数对应各种概念的重要术语名词，因此节点数反映了学生头脑中陈述性知识量的多少。概念图是按照一定的层次结构组织起来的，最高级的概念处于上位，较低级的概念依次向下排列，并且不同层次的概念之间是有意义联结的，因此概念图的层级数可以反映概念之间关系的逻辑性和有序性。两个节点通过连线连接，构成命题，连线上应说明节点间的关系，因此命题的多少能反映学生头脑中概念联系的紧密程度。本研究综合已有的研究理论，通过概念图法了解学生的知识结构化程度，分析学困生化学问题解决能力低下的原因，并提出学科知识结构化水平策略。

二、 研究测试

（一） 研究目的

为了发现学优生和学困生在化学概念结构化程度上的差异，分析化学学困生知识结构上的欠缺，通过概念图技术对学生进行测查。

（二） 被试和材料

本研究选择广东省两所高中5名学优生和5名学困生（高二年级）进行概念结构化程度测查。

（三） 测试程序

测查时间为下午大课间期间，具体程序是：首先主试介绍概念图的定义，并以氧化还原反应的概念图和物质组成概念图说明绘制概念图的步骤，然后学生自主绘制“溶液”这一主题下的概念图。

三、 结果及讨论

对学生绘制的概念图进行分析，表3.1和3.2统计了学优生和学困生“溶液”概念图中的节点数、层级数和命题数。

通过观察学生绘制的概念图和统计表，我们可以发现，学困生组的概念图节点数、层级数、命题数都逊于学优生组。从节点数上来看，学优生组总数为68，学困生组总数为49，前者与后者之比为1.39，这说明学优生头脑中知识的数量上优于学困生。从命题数上，学优生组总数为31，学困生组总数为18，前者与后者比值为1.72，说明在概念之间的联系程度上学困生的缺陷更明显。从层级数上来看，学优生组总数为88，学困生组总数为52，前者与后者的比值为1.69，说明学困生和学优生在概念联系的紧密程度上差异明显。总之，概念的结构化调查结果说明学困生和学优生在概念之间联系的紧密程度即知识的结构化程度方面差异明显。

四、 提高学困生知识结构化程度的对策

（一） 促进“宏观、微观、符号”三重表征融合

由于化学不同于其他学科的特征，学生需要从变化的角度看自然，从微观的角度理解变化，并学会用符号描述宏观和微观的现象。宏观物质的性质由微观结构决定，符号又是连接宏观和微观的桥梁，既能包含宏观现象，也能说明微观本质，还能表示量的关系。

教师应开动脑筋，采取有效措施促进学生用三重表征的思维方式学习，一是重视实验对发展学生三重表征的作用，实验中有丰富的知识和教育价值，通过宏观现象可以帮助学生推测出微观的本质。二是重视模型、图片和多媒体等直观手段，学生的抽象逻辑思维发展并无完善，在进行推理和想象过程中需要直观材料作为支撑。三是突出符号的桥梁作用，深入挖掘符号的多重意义。

（二） 运用“概念图”和“思维导图”促进知识结构化

高中阶段学生将接触大量的化学概念，这些概念并不是孤立的，而是有着千丝万缕的联系。学生能够理清楚概念间的联系，建立起结构化的知识网络，能很大程度上提高学生的问题解决能力。其中绘制概念图和思维导图是两个重要的方法，通过绘制概念图，学生可以把握概念的相互关系，整合新旧知识，浓缩知识结构，构建新的知识网络；也可以提高学生的创造力，进行高水平的有意义学习；并且能够提高学生的学习兴趣，获得成就感。

思维导图是发散性思维的表示方法，可以对思维过程进行导向和记录。思维导图的方法可以应用在预习、上课、复习不同环节。学生在思维导图时能理清知识的脉络，便于理解和记忆知识。

（三） 建立知识之间的逻辑关联及结构化层次

短时记忆是一个重要的信息加工阶段，但是短时记忆空间有限，需要将知识结构化，因此可以把事实性的化学知识按照一定的线索进行归类和整理，把孤立的、零散的知识形成紧密相连的整体。事实性知识之间的联系主要有以下几种：

1. 化合价。在学习元素化合物知识时，学生可以对同一元素形成的单质和化合物按照化合价高低的顺序进行排列，有顺序地进行学习和记忆。比如硫及其化合物的知识主线为：H2S—S—SO2（H2SO3）—SO3（H2SO4）—CuSO4。

2. 物质的结构决定性质，物质的性质决定用途等逻辑关系。比如在氯气的化学性质学习中，性质方面氯气可以与有还原性的氢气、铁单质、铜单质等反应，并且能把金属氧化到较高的价态。

3. 种属关系。化学选修五有机化学中的知识适合用種属关系去梳理，比如课本中以甲烷为例学习了烷烃的物理性质和化学性质，那么其他的烷烃比如乙烷、十二烷等，都具有类似的化学性质。

4. 以活动专题形式重新构建知识，形成与具体问题紧密关联的知识体系。教师可以把漂白性作为一个专题，复习梳理不同物质的漂白原理和特点。这样学生遇到漂白性的问题时，就能迅速提取头脑中梳理过的知识，提高知识检索的效率和解决问题的能力。

五、 结论

研究表明，学困生头脑中知识的数量和质量均与学优生有较大差距，学困生头脑中的知识是孤立的、零散的，没有经过深度加工形成结构良好的知识网络，面对问题经常无法提取知识经验。因此，教师应有意识地引导学生，充分利用三重表征学习化学知识，并且采用绘制概念图、思维导图的方法发现、梳理知识之间的联系，建立起结构良好的知识网络。本研究探查学生概念的结构化程度时，选取的样本容量较小，数据的可靠性有待提高。提出的学困生转化策略尚停留在理论阶段，有待实践完善。

参考文献：

[1]任红艳.化学问题解决及其教学的研究[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]钟启泉.差生心理与教育[M].上海：上海教育出版社，1994.

[3]李广洲，任红艳.化学问题解决研究[M].济南：山东教育出版社，2004.

[4]吴鑫德.高中生化学问题解决思维策略分析[J].化学教育，2008（2）：24-28.

作者简介：

刘珊，王丽军，广东省深圳市，深圳第二外国语学校。