學優生和學困生“化學信息題”表征差異研究

談素梅

（南京市江寧高級中學 江蘇 南京 211100）

一、研究設計

被試為南京市江寧高級中學高三理化組合學生。我們在其中選擇了50名學優生和50名學困生。采用記名方式要求被試15分鐘內完成問題測試卷題目。然后從50名學優生中按測試卷4道題抽取準確率高的前3名，從50名學困生抽取準確率低的后3名。先對學生進行口語報告訓練，然后學生進行解題報告。問題測試卷所選4道題均來自各地化學高考模擬卷中最新的信息題。口語報告上的內容是兩道有代表性的信息題。

二、研究結果和分析

1.學優生和學困生信息題的表征差異體現在信息處理能力上

信息題的解決過程實質上是接受信息、輸入和處理信息、輸出信息的過程。問題表征能力高低的關鍵是看學生的信息處理能力。下面是口語報告中解決兩題時的部分錄音分析。

讀題，看到第一問后又重新回頭讀題，當主試問到：“你在找什么。”被試回答：“在找環戊二烯。”又重新讀題，主試提示：“什么是環境不同的氫原子。”“就是有幾種氫，那應該看環戊二烯發生的反應。環戊二烯可以和鈉反應，哦…，看二茂鐵的結構，如果比較對稱，那氫就是相同的。”（沒有畫出二戊烯的結構圖，直接寫了答案5，分析了二茂鐵，也畫出了上下兩根對稱軸，但答案寫了5）。讀到題中 “無色晶體在193℃升華”。解決的問題 學優生學困生環戊二烯與二茂鐵中各有幾種化學環境不同的氫原子。“看有幾種氫，應先寫出環戊二烯的結構式，然后再根據對稱軸來判斷有幾種碳，然后再判斷有幾種氫，環戊二烯有三種氫，二茂鐵是關于鐵的鏡像對稱，由圖可知，5個氫處于同一環境。”會一邊讀題一邊解讀信息：“易升華，說明沸點低，可能是分子晶體”。讀題中信息“電解液為碘化鈉的環戊二烯溶液”對這句話的理解是“升華后是氣體，不是晶體了”。會想到：一般提到I－會考查其還原性，就像提到濃HNO3會考查其氧化性，那I－的作用可能是還原劑。題目中提到NaI是電解液，電解液當然是起導電作用。

我們發現，學優生能夠較好處理冗余信息和干擾信息，能更好更快地表征問題、確定思考的方向。但是，學困生在表征問題時需要理解和接受問題中的每一個信息，不管它是干擾信息還是冗余信息，否則就不能表征問題，問題解決也就無法進行，轉換信息的水平不高，表征問題的能力偏低。

學困生信息處理能力低還體現在不能將有關的信息綜合成一個相互關聯的整體，試題的信息越多，越不知所措。如解決第2題“由金屬鈉與環戊二烯（C5H6）在四氫呋喃 （代號THF）溶液中反應，先制得環戊二烯鈉，然后讓環戊二烯鈉與氯化亞鐵反應制得二茂鐵。”其實是一個多余信息，但學困生普遍表現出反復閱讀此信息，在解決“環戊二烯與二茂鐵中有幾種化學環境不同的氫原子”時還關注此信息。

2.學優生和學困生信息題的表征差異體現在擁有的圖式上

各種化學信息題的共同特征是將化學知識滲透在相關的情境中，以信息給予的方式糅合化學知識。因此化學信息題中信息對應著不同的化學基礎知識。學生在解決化學信息題時，通常需要分析：“問題所提供的信息究竟意味著什么，問題的本質是什么？”要回答這些問題就必須依賴已有圖式。

圖式具有內隱的特點，無法對圖式進行直接測量，但可以通過外部手段來調查，根據學生口語報告的定性分析是一種方法，我們還可以根據學生對信息題中的問題本質的分析來推斷其圖式水平。下面是從問題測試卷中摘錄的學優生和學困生中有代表性的分析過程：

題目 學優生 學困生1 由等電子體結構相似，結構決定性質，所以考慮B3N3H6的相關問題，只要將B3N3H6轉化為C6H6即可。B3N3H6與C6H6是等電子體，結構相似，根據苯的結構寫出B3N3H6，再根據其官能團判斷具有的性質。2 關于鹵素單質的溶解問題，與“相似相溶”原理有關，需要判斷溶劑的極性。有苯、有四氯化碳，應該跟溶劑密度有關。3 由信息知鹵代烴發生取代反應的實質是帶負電的原子團取代了鹵代烴中的鹵原子。由信息知鹵代烴的取代反應必須有OH－參與才行，與NaHS的水解有關。4 考查ClO－被H2O2還原，產生O2。 由“反應放熱，會出現白霧或沸騰等”現象來推測。

我們可以發現，學優生頭腦中存貯的知識具有層次結構，不同知識之間都能建立起一定聯系，因而在解題過程中，他們可以判斷出測試題目的本質，可以從原有的問題圖式中調出必要的知識和技巧進行解題。而學困生由于掌握的知識較零散，不能有效判斷出信息題考查的實質內容，提取已有知識時，眉毛胡子一把抓，或是從最基礎的知識出發，一步步推導，花費較多時間。

口語報告中同樣能體現出來。如在解決第1題選項A“As2O3是砷的最高價含氧酸的酸酐”時學優生C與學困生E的解題記錄：

學優生C：在紙上畫出了元素周期表的部分：同一主族的 N、P、As；寫出了 HNO3、H3PO4、H3AsO4；N2O5、P2O5、As2O5；標出了選項中As2O3中As的價態；判斷出A選項是錯誤的。

我們再來看看學困生E此選項的解決過程是：

學困生E：因為酸酐是兩個酸的結合，所以它不一定正確。

又如，在解決第2題“環戊二烯與二茂鐵中各有幾種化學環境不同的氫原子”時，學優生均能很快提取到解決此類問題的知識原型，轉化為看這兩種有機物結構對稱性問題，而學困生則思維模糊，有從題目中找信息，看二茂鐵發生的反應的。在解決“寫出二茂鐵與濃硫酸、醋酸酐［（CH3CO）2O］混合發生磺化反應生成一取代物的化學反應方程式”同樣也是，學優生能很快想到苯的磺化反應，進而類比，而學困生普遍都記不起磺化反應是什么。

三、對教學的建議

1.化學教學應教會學生如何對問題進行表征

在平時習題教學中，例題給出之后，教師不要急于去分析和講解，要留出一定的時間讓學生去理解、表征問題，要給學生創造表征問題的機會。不能為了多講一道題或是趕進度，而去壓縮學生的思考時間。教師要引導學生經常反思：“我能不能劃出問題中關鍵詞？”；“我能不能用自己的話把問題重新表述一遍呢？”；“這句話除了字面意思外，還有什么深層次的含義嗎？”；“我能不能用其他形式（問題圖式、圖形、表格等）把問題呈現出來呢？”等等，通過這樣訓練學生信息題的表征，盡量讓學生主動應對信息題。

教師還可以設計一些信息含量大、信息隱晦的信息題，引導學生對題給信息進行抽象概括，對學生進行表征訓練，這對學困生解決問題有重要影響。因為學困生缺乏正確的問題表征，把握不住問題的本質，因而在表征的過程中，容易停留在淺層表征層次。通過一系列例題的引導、歸納，讓他們在解決這些問題中，提高表征能力。

2.化學教學應讓學生形成高度概括的圖式

雖然信息題提供的知識是問題解決者沒有接觸過的，但并不是完全與問題解決者已有的知識經驗無關，只是相關的知識經驗存在于不同的圖式中。從實驗可以看出，學優生擁有大量問題解決的圖式，因此表征問題能力強，而學困生則思維混亂。因此，在化學教學中，教師不僅應教給學生相關的化學知識，還應幫助、引導學生建構化學知識網絡，實現知識結構的整體優化。這樣學生能對化學知識結構有一個清晰的整體把握，弄清化學基本概念、基本理論和原理間的聯系和區別，將頭腦中的知識結構化、整體化、網絡化，在面對新信息的時候能很快的將問題中所提供的信息融入自己的知識體系中，找到所要解決的化學問題與原有知識組塊中的“相似塊”，迅速從長時記憶中提取出恰當的圖式，準確的建立起化學問題的表征。