當(dāng)前高中生論述化學(xué)假設(shè)能力的現(xiàn)狀及對策

摘要：通過設(shè)計(jì)兩道試題調(diào)查當(dāng)前高中生說出化學(xué)假設(shè)合理理由的能力表明，當(dāng)前高中生化學(xué)假設(shè)能力很差；同一學(xué)段，學(xué)生化學(xué)假設(shè)能力與其所處的年級無關(guān)；高中生說出化學(xué)假設(shè)能力與學(xué)校所在區(qū)域、學(xué)校類型無關(guān)。并提出了相應(yīng)的教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：高中生；說出化學(xué)假設(shè)；能力；對策

文章編號：1005－6629(2007)11－0018－03中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1問題提出

假設(shè)是根據(jù)已有的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理，對所研究的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性提出的一種假定性的推測和說明，是自然科學(xué)思維的一種重要的形式。一條完整的假設(shè)過程應(yīng)該具備以下幾個(gè)要素：事實(shí)基礎(chǔ)、背景理論（包括推理規(guī)則）、對現(xiàn)象本質(zhì)的猜測、推出的預(yù)言和預(yù)見[1]。現(xiàn)在，我們在探究教學(xué)中常要求學(xué)生提出假設(shè)，但如果學(xué)生提出的假設(shè)缺乏背景理論和事實(shí)根據(jù)，那么這個(gè)假設(shè)只能是胡猜亂想，這就違背了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神。要學(xué)生論述假設(shè)理由，就是讓學(xué)生論述其假設(shè)的背景理論和事實(shí)依據(jù)、推理方法及其思考過程，而學(xué)生說出化學(xué)假設(shè)的理由是否合理，是衡量學(xué)生已有知識經(jīng)驗(yàn)和對化學(xué)理解能力的重要要素，也是衡量學(xué)生化學(xué)假設(shè)能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。對當(dāng)前高中生論述化學(xué)假設(shè)合理理由能力的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，我們可以了解其化學(xué)假設(shè)能力及科學(xué)探究能力的現(xiàn)狀，也可以了解當(dāng)前基礎(chǔ)教育開展探究教學(xué)的情況。

本研究主要通過被試者對其提出的假設(shè)進(jìn)行解釋活動來調(diào)查當(dāng)前高中生論述化學(xué)假設(shè)合理理由能力的現(xiàn)狀，并提出相應(yīng)的教學(xué)建議。

2研究方法

2.1 研究方法和研究對象的選取

本研究主要采用了問卷調(diào)查法，為了更全面深入地獲取信息，輔助使用了訪談法。被試者選取城市和農(nóng)村的示范高中和一般高中各一所，調(diào)查的年級為高一和高二。共發(fā)放問卷714份，有效問卷632份，各年級具體人數(shù)見表1。

2.2研究工具

本研究設(shè)計(jì)了兩道調(diào)查試題。試題1：小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色物質(zhì)，通過化學(xué)學(xué)習(xí)知道該物質(zhì)為銅銹， 俗稱銅綠， 主要成分為 Cu₂(OH)₂CO₃。你知道銅在什么情況下生銹嗎？試題2：三位同學(xué)在一起探究蠟燭燃燒，他們將短玻璃導(dǎo)管插入焰心，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管的另一端也可以點(diǎn)燃。于是他們提出這樣的問題：導(dǎo)管里一定有可燃性氣體，氣體的成分可能是什么呢？

問卷指導(dǎo)語中提供了假設(shè)及其理由的示例，對被試者的要求是盡可能多地提出假設(shè)并說出每個(gè)假設(shè)的合理理由。統(tǒng)計(jì)辦法采用計(jì)分制，說出三個(gè)或三個(gè)以上與問題相關(guān)假設(shè)的合理理由得3分，二個(gè)得2分，一個(gè)為1分。對調(diào)查的數(shù)據(jù)用SPSS11.0進(jìn)行處理。問卷信度分析表明，兩道試題的內(nèi)部一致信度rG=0.715，這論述問卷是合理的。

3結(jié)果分析及結(jié)論

3.1 同一學(xué)校不同年級學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力比較

表1同一學(xué)校不同年級學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力比較

注：*P<0.05， **P<0.01。M1和M2分別表示第一題和第二題平均分?jǐn)?shù)。SD1和SD2分別表示第一和第二題的標(biāo)準(zhǔn)差。下表2相同。

從表1我們可以看出，對于第一題，城市和農(nóng)村示范高中不同年級學(xué)生在論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力上存在顯著性差異，而一般高中不同年級學(xué)生差異不顯著。對于第二題，各類學(xué)校不同年級學(xué)生在論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力上差異均不顯著。其原因可能是學(xué)生在第一題論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力與原有知識和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系更大，學(xué)生在示范高中通過一年的學(xué)習(xí)，知識增長速度比一般高中的學(xué)生快，因此，示范高中不同年級學(xué)生在論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力上有顯著性差異，而一般高中學(xué)生由于高一和高二的學(xué)生知識量相差不大，因此，在此項(xiàng)能力上差異不顯著。由于第二題受學(xué)生知識影響并不大，主要依靠學(xué)生綜合分析、推理能力，因此，不同年級學(xué)生差異并不顯著。因此，學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力受試題影響，但一般來說，在同一學(xué)段，這種能力與年級無關(guān)。從整個(gè)被試在一、二題的平均分來看，分別為0.77和0.52，這說明當(dāng)前高中生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力很差。

3.2不同區(qū)域、不同類型高中學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力的比較

我們把城市和農(nóng)村各一所示范高中和一般高中兩個(gè)年級的被試者加起來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表2。我們可以看出，第一和第二題平均得分最高的學(xué)校都是農(nóng)村示范高中，分別為0.87和0.57，第一題和第二題平均得分最低的學(xué)校分別是農(nóng)村一般高中和城市一般高中，分別為0.59和0.45。從總體來看，在一、二兩題中，不同區(qū)域、不同類型學(xué)校學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力無顯著性差異。

表2不同區(qū)域、不同類型學(xué)校學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力的比較

3.3 結(jié)論

1．當(dāng)前高中生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力很差。

2．在同一學(xué)段，學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力一般與年級無關(guān)。

3．學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力與學(xué)校所在區(qū)域、學(xué)校類型無關(guān)。

4原因分析

從表2我們可以看出，各類學(xué)校學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力得分很低，第一和第二題的平均分分別為0.77和0.52。學(xué)生在第二題得分比第一題低，這主要是因?yàn)榈谝活}是運(yùn)用已有知識進(jìn)行推理，影響問題的因素比較明顯，而第二題則影響問題的因素比較隱蔽，需要學(xué)生有較強(qiáng)綜合運(yùn)用知識進(jìn)行推理的能力，顯然第二題難度比第一題大，這說明當(dāng)前高中生綜合運(yùn)用知識進(jìn)行推理能力普遍欠缺。我們對問卷進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，造成學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力差的主要原因有以下幾點(diǎn)：

第一，采用低級假設(shè)策略。通過對學(xué)生的問卷分析，我們發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在兩題中使用猜測策略，不能依據(jù)題目中的信息進(jìn)行判斷，如很多學(xué)生在第二題隨便提出某種可燃性氣體的假設(shè)。在第一題中學(xué)生提出假設(shè)時(shí)多采用特征策略，也就是個(gè)體根據(jù)事物的個(gè)別特征作出判斷，如有學(xué)生提出“可能是銅和氧氣反應(yīng)而導(dǎo)致生銹”的假設(shè)，學(xué)生只看到了題目的部分信息，而沒有利用試題的整個(gè)信息。使用低級假設(shè)策略的學(xué)生當(dāng)然不能說出假設(shè)的合理理由。

第二，不會說明理由。很多學(xué)生根本就不知道怎么論述假設(shè)的理由，還有些學(xué)生把論述假設(shè)合理理由當(dāng)成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。如某個(gè)學(xué)生對第二題提出的一個(gè)假設(shè)為：氣體可能是一氧化碳，理由：因?yàn)橛卸趸忌伞?/p>

第三，難以在宏觀、微觀和符號三種水平之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。試題1給出了銅生成銅銹的宏觀現(xiàn)象，然后給出了銅綠的化學(xué)式。被試者難以從銅綠的化學(xué)式中提取信息來解釋銅生銹的原因，這說明學(xué)生不理解化學(xué)式的意義，不能充分揭示化學(xué)符號的豐富內(nèi)涵，尤其是其微觀涵義。他們頭腦中的符號表征是薄弱的，并沒有起到聯(lián)接宏觀表征與微觀表征的橋梁作用，而這直接導(dǎo)致了學(xué)生難以實(shí)現(xiàn)三者間的順利轉(zhuǎn)換[2]。

通過對部分被試者和教師進(jìn)行訪談，我們發(fā)現(xiàn)造成當(dāng)前學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力差的主要原因是很多學(xué)校師生沒有開展化學(xué)探究教學(xué)，更不用說進(jìn)行假設(shè)活動了。部分中學(xué)雖開展了一些探究教學(xué)，學(xué)生有時(shí)也提出一些假設(shè)，但沒有讓學(xué)生解釋這些假設(shè)是怎樣提出的，因而導(dǎo)致學(xué)生論述假設(shè)更多的是隨意猜測，缺乏事實(shí)根據(jù)。

5教學(xué)建議

5.1在探究教學(xué)中加強(qiáng)假設(shè)高級策略的教學(xué)

針對調(diào)查出現(xiàn)的問題，教師應(yīng)加強(qiáng)探究教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)時(shí)采用高級策略，也就是在假設(shè)時(shí)不僅能看到問題的某個(gè)具體特征，而且能上升到維度高度來考慮問題，進(jìn)而不僅能從某個(gè)維度的高度來思考問題，而且在思考某個(gè)維度之后，能夠轉(zhuǎn)換不同維度再思考，能夠考慮到問題的不同維度。教師應(yīng)先在教學(xué)中對假設(shè)高級策略進(jìn)行示例，然后讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)并及時(shí)糾錯，并不斷訓(xùn)練才能使學(xué)生提出的假設(shè)更加科學(xué)合理。

5.2培養(yǎng)學(xué)生對假設(shè)進(jìn)行解釋或自我解釋的習(xí)慣

學(xué)生在提出假設(shè)后，教師一定要讓學(xué)生解釋假設(shè)的根據(jù)并提供證據(jù)。要讓學(xué)生知道證據(jù)在科學(xué)研究中的重要位置，要使他們理解證據(jù)和意愿的區(qū)別，證據(jù)是客觀事實(shí)，而意愿卻只是自己的一相情愿，僅憑自己的意愿來提出假設(shè)是不科學(xué)的。教師如果經(jīng)常讓學(xué)生解釋假設(shè)的根據(jù)，則學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力將會逐步得到提高。

5.3加強(qiáng)宏觀、微觀和符號三種水平之間轉(zhuǎn)換的教學(xué)

學(xué)生論述化學(xué)假設(shè)合理理由的能力差的主要原因之一是學(xué)生難以在宏觀、微觀和符號三種水平之間建立有效聯(lián)系。因此，在化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)要求學(xué)生在宏觀上觀察和學(xué)習(xí)物質(zhì)及其化學(xué)反應(yīng)，然后用原子、分子及離子等微觀水平對這些物質(zhì)及現(xiàn)象進(jìn)行描述，最后用化學(xué)符號來進(jìn)行表征，也可以提供化學(xué)符號，讓學(xué)生用微觀進(jìn)行表征并描述其可能的宏觀現(xiàn)象。加強(qiáng)宏觀、微觀和符號三種水平之間轉(zhuǎn)換教學(xué)可以使學(xué)生更加理解化學(xué)，也能使學(xué)生對化學(xué)假設(shè)的解釋更加科學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家教委社會科學(xué)研究與藝術(shù)教育司.自然辯證法[M].北京：高等教育出版社，1990.

[2]畢華林等.化學(xué)學(xué)習(xí)中“宏觀一微觀一符號”三重表征的研究[J].化學(xué)教育.2005（5）.