高中生化學變式問題解決能力的比較研究

席云芳+羅瑪+王祖浩

摘要：通過對不同層次高中生化學變式問題解決能力的比較研究，尋找提升高中生問題解決能力的途徑。研究包含變式教學前測、變式教學實驗研究、變式教學后測三個階段。研究發現，在注重知識靈活變式的同時，適當地給予線索提示，針對教學中的重難點知識展開變式教學實踐，學困生的問題解決能力能夠得到明顯提升。

關鍵詞：變式教學；問題解決能力；比較研究；學困生；有機化學

文章編號：1005–6629（2017）6–0016–07 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 研究背景

變式是通過變換同一類物質的非本質屬性以突出物質的本質屬性[1]。變式不僅僅是重要的思考問題的方式，也可以借鑒為一種重要的教學方法。

變式問題設計與問題解決改革常規的教學方法，重視求同思維和求異思維的結合，是中學化學教學過程中提高教學質量的必備手段之一[2]。針對化學學科的變式教學就是：在教學中，在保持化學基本概念、化學基本原理等本質屬性不變的基礎上，增加各種外顯形式上的變化，如不斷變換提供材料或情景的展現方式、改變化學概念的表述方式、更改問題的已知條件、改變題目的內容和呈現形式、變化實驗的條件、合理調整操作教學程序等等[3]。簡而言之，就是在不變中求變，在變化中求不變[4]。

王毓嶺提出在物質概念變式教學過程中變換物質的非本質特征、變式舉例要全面且有代表性、變式與比較法要結合起來應用等，為化學變式教學提供了一定的參考依據[5]；孫天山指出在變式教學過程中注重優化學生的思維品質培養，就類比型變式教學和發散型變式教學在化學教學中的應用進行教學闡述，具有較強的實踐指導意義[6]；楊惠仙著重研究不同層次學生在化學變式問題解決的過程中知識遷移能力的差異，為學生層次的劃分提供了研究支持，文中探析影響學生化學變式問題解決的因素，并提出促進學生提高問題解決能力的教學措施[7]；丁中霞調查當前化學變式教學的實施現狀并探詢其原因，從具體實例、實踐方面研究如何具體實施變式教學策略，把教育學中變式的觀點運用到化學教學中，對變式教學的理解有所發展[8]；李明亮有目的地將“變式”的思想引入到中學化學的習題教學中來，重點解析高中化學習題教學過程中變式探究性學習模式的應用，以提高學生發現問題、解決問題和探索創新的能力，逐步培養學生靈活多變的創新思維品質，完善學生的認知結構，提高學生發現問題、解決問題和探索創新的能力[9]；喬瑞英總結出變式教學的特點、研究現狀和理論基礎，在此基礎之上進行了實踐研究，重點研究如何在教學設計中突出變式的應用，探索出了變式應用于高中化學基本概念、理論、習題、實驗等教學設計的方法，以充分發揮學生的主體作用[10]；施翠琴提出了在小學數學問題解決教學中運用變式教學的原則和策略，初步提出了一個“點——面——體”變式教學模型，這一模型對于教師在實際教學過程中進行變式設計具有重要的參考價值[11]。

通過現有文獻的閱讀發現，目前關于化學問題解決的研究已經比較深入，其成果也比較豐富，但專門針對不同層次高中生化學變式問題解決能力的比較研究是極少的，亦或只是例談沒能系統論證。

2 研究設計

2.1 研究對象選擇

本研究以上海市某實驗性示范性高中二年級的兩個平行班為研究對象。根據學生參與的意愿，最終確定研究被試為兩個自然班中的78名學生[12]。以有機化學中六大知識項目的問題解決變式教學作為實驗的內容，在實驗班中運用問題解決變式教學，對照班中進行常規教學。通過一段時間的實踐教學后，對兩個班不同層次學生的問題解決能力進行后測[13]，以驗證問題解決變式教學的有效性。

利用兩次百分考（一次期中及一次期末考試）的成績取平均分，按照分數高低分別把兩個班級的學生分為三個層次：前27%為學優生，后27%為學困生，其余為學中生（見表1）。

2.2 研究過程設計

高中有機化學知識內容繁多，同時對學生的空間思維能力、化學符號表征的靈活應用等要求很高，很多學生學習有機化學時容易產生認知障礙。因此，本研究選取高中有機化學的核心知識，通過化學變式問題解決的能力差異研究，試圖尋找提升不同層次學生化學變式問題解決能力的有效途徑。由三個階段組成（見圖1）。

2.2.1 研究前測

前測是一份百分制的有機綜合練習卷，考查了同分異構體、同系物、官能團、有機物的空間結構、有機“四式”及有機物之間相互轉換的原理等核心知識的掌握情況。測試后發現不少學生問題解決存在或大或小的困難，針對這六大核心知識進行分析，發現其中錯誤率高一些的問題，其設計的變式水平均比較高。

（1）實驗班和對照班前測均分分析

兩個班的學生成績獨立樣本T檢驗與描述性統計結果見表2。

由數據分析可知，t（76）=-1.1485，p=0.142>0.05，說明兩個不同班級之間前測成績無明顯差異。由此可見，兩個班級水平相當，起點一致，可以進行相關教學實踐的對比研究。

（2）實驗班和對照班不同層次的學生均分分析

我們對實驗班和對照班不同層次的學生進行了前測分析，結果見表3。

通過研究，我們發現三類學生的知識基礎存在差異，他們在解決和分析問題的能力方面也存在差異。從結果來看，似乎對照班在學優生、學中生層面更好，學困生層面要弱一些。