高中生化學鍵心智模型的測查

徐洋洋　陳曉娜　閆春更　周青

【摘要】主要采用半結構訪談法測查學生化學鍵心智模型，重點測查分析學生化學鍵心智模型的分類及其分布情況、各類心智模型不同科學化程度的學生比例及其所反映出的“化學鍵”學習困難，得出研究結論并提出相應教學建議。

【關鍵詞】化學鍵 心智模型 科學模型 缺陷模型 訪談法

【基金項目】北京師范大學中國基礎教育質量監測協同創新中心陜西師范大學分中心。

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）25-0195-01

一、問題的提出

心智模型是學習者通過直接經驗或間接經驗與個體已有認知之間的相互作用而形成的對學習對象的心理表征的結果，是將客觀現象和事實在心智上呈現出的概念框架，其表征形式可以是語言文字，也可以是圖片或符號等[1]。心智模型具有描述、解釋及預測的功能，同時具有明顯的動態發展性。受限于學習者的已有認知，因此心智模型容易表現出相異構想的認知建構特點；受限于學習活動本身所蘊含的“經驗的特定情境性”以及學習者自身的抽象思維水平。“化學鍵”是對構成物質的微粒之間一類特定的相互作用的概念化反映，是高中化學的核心知識，對學生微粒觀、變化觀的建立和發展有著重要影響。

二、研究方法

本課題采用訪談法和內容分析法進行研究。內容分析法主要指對學生相關作業情況的質性分析，且半結構訪談提綱是經化學組老師的討論指導后確定，因此本訪談提綱具有良好的內容效度。訪談中問題提法可結合具體情景做適當調整[2]。受訪者來自洛南高中一年級某班學生共32人。訪談在學生剛學完化學鍵的課后進行（所用教材為人教版）。訪談提綱見表1：

表1 訪談提綱

Table 1 interview outline

（一）數據分析

首先根據化學鍵知識處3個主要內容即離子鍵、共價鍵和分子間作用力的不同考查試題及學生回答的知識點將訪談內容進行具體劃分，進行編號并分類，錯誤為“0”分，正確為“2”分，采用分半信度檢驗此數據轉錄處理的可靠性。經計算斯皮爾曼-布朗公式得值為0.906，表明此測驗信度高。

分析不同類別的錯誤試題中學生所表現出的迷思概念，進行相應心智模型分析及劃分。心智模型的類型劃分，是在內容分析的基礎上從化學鍵知識的形式、內涵、要素、結構、表征等維度對學生的相關認知進行歸納和概括得出。

化學鍵心智模型的類別及其分布情況：

學生心智模型總體分為科學模型和缺陷模型兩大類。此處的科學模型是指相對完整且正確的學生心智模型如課程模型；相應地，存在知識要素缺失和知識內容錯誤等不足的學生心智模型被界定為缺陷模型。高一學生化學鍵各心智模型的測查結果見表2-4。

（二）研究結論

學生對化學鍵知識的建構中，很少能夠從各子概念所構成總的知識體系角度整體的理解化學鍵，對各個子概念之間的關系認識也不到位是形成學習困難的首要原因。學生在離子鍵和共價鍵部分的學習困難點不同：對于離子鍵部分的學習，學生遇到的首要困難是對于“離子鍵”等概念內涵的正確理解；相比之下，共價鍵部分含有更多的子概念，對這些不同子概念之間關系的認知和把握則成為學生在共價鍵學習中的突出困難。訪談結果表明，學生對化學鍵各概念的內涵理解不夠重視，如認為定義不重要沒有必要記憶；學生傾向于從“宏觀—微觀—符號”的三重表征視角建構對化學鍵的認知，但其具體的解決問題能力（如正確書寫某些化合物的電子式）則相對較弱。

三、教學建議

基于學生心智模型分析結果，合理規劃教學設計的重點和難點并有針對性地設計相關教學策略，最終增強教學設計的科學性。教學重難點的突破必須依據重難點的形成原因，針對性地選擇突破方法和化解策略，積極引導學生深化對重難點的認識，掌握問題解決的思路和方法[3]。如在教學中，教師可以適當增強概念學習中的“樣例”豐富性，即呈現更多的化合物樣例，讓學生基于對課本上提供的經典樣例知識（如NaCI和HCl）的理解。強調學生認知建構的整體性，關注學生學科思維與學科知識的融合。

參考文獻：

[1]劉麗.高中生“化學平衡”概念的心智模型研究.安徽師范大學，2014

[2]魏冰，賈玉江，潘海鴻，錢玲.關于中學生的原子、分子心智模型的研究[J].化學教學，2001，（3）：6-13

[3]楊曉曼，經志俊.從終端評價要求談“元素周期律與化學鍵”的教學策略[J].化學教育學，2016，2