運用認知訪談診斷化學關鍵學習問題的實踐

林秉珠

摘要：化學學科的特色是在分子原子層次上研究物質，開啟了宏微結合看世界的獨特視角。在初中化學實際的教學中，學生對于“物質構成的奧秘”模塊學起來很吃力，同一個核心概念或原理教師講解多遍學生仍是茫然。作者嘗試運用認知訪談技術深度診斷該模塊知識，為一線教師明晰學生學習的思維過程和認知障礙，從而對該模塊提供針對性的補救教學建議，使得教學更加有效地服務于學生。

關鍵詞：初中化學;認知訪談;物質構成的奧秘;補救教學

文章編號：1008-0546（2021）02-0022-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.02.005

對于化學學習中的重要原理和概念，經常出現教師的教和學生的學不在同一個思維層面上。同一個重要知識考試考了多次，教師講解多次，但是再次出現類似題型考察時學生仍然毫無頭緒，這就造成了教師教學很多時候是無效的。筆者以初中化學中“物質構成的奧秘”為例，嘗試運用認知訪談診斷化學學習中的關鍵問題，幫助教師了解學生思考的過程和認知障礙點，進而為學生提供有針對性的補救教學。

一、認知訪談

認知訪談技術是一種利用出聲思維和口頭提問的方式來揭示個體問題解決內部思維過程的技術。運用認知訪談技術可以有效診斷出學生做題時的思考過程，尋找出學生學習重要概念或知識時的思維障礙點，讓教師能夠了解問題背后的原因，再基于學習問題進行針對性的補救教學，使得教學更加有效地服務于學生。

在進行認知訪談時應注意以下幾點：首先訪談過程中應營造友好的氛圍、激勵學生更深入思考后認真回答問題;其次教師應認真傾聽，少插話，盡量避免忙于記錄而忽略與學生的目光交流，保持訪談流暢并及時關注訪談中動態生成的信息;最后多應用“重復學生的回答”的方式，確定學生回答的自信度，也從側面了解學生化學學習的興趣度以及對教師教學的認可程度，這是學習最直接相關非智力影響因素。

二、認知訪談案例分析

1.工具的編制

“物質構成的奧秘”作為初中化學課程標準的一級主題之一，該主題既是初中化學學習的重點也是難點，是學生初次從微觀的視角認識世界，并建立起宏觀和微觀的聯系，承載著培養學生“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養的重要功能，內容上又極具抽象，全都要靠學生的理解和想象，很多學生學到這里都感覺非常困難。其中“分子和原子”“元素”既是該主題的核心知識也是認識角度，它們是該主題眾多概念的關聯中心，也是該主題功能和價值的核心載體。該主題中研究對象包括物質的組成、物質的分類、物質的性質和物質的變化，也是該主題知識的作用對象。

由此筆者課題組展開對此模塊的認知訪談診斷，以期解決學生學習中的若干問題。物質構成的奧秘模塊的內容涉及到多個認知屬性，包括物質是由微粒構成的、微粒觀點的應用、物質的分類、利用微觀圖的化學式以及對應方程式的書寫等。本次選取一道廈門市期中考試中綜合考查“物質構成的奧秘”的試題，對于這道題得分較低的學生，從分數和卷面上并不能明確學生的知識和能力的不足，所以對大題的認知屬性進行拆分，進一步通過認知診斷的測評試題進行分析學生的問題，原試題和認知診斷試題如下。

[原試題]：

宏微結合是化學特有的研究方法。

（1）50mL水與50mL酒精混合后，溶液體積小于100mL，微觀解釋為__。

（2）圖1是氫分子和氧分子運動的圖。

①在A、B和c中，能比較得出“溫度越高，分子運動速率越快”的是__（填標號）。

②從圖中可見，影響分子運動速率的因素除溫度外，還與__有關。

③舉一個能說明“溫度升高，分子運動速率加快”的生活事例：__。

（3）圖2是某反應的微觀圖。

請回答：

①B框中的物質屬于__（選填“化合物”“單質”或“混合物”）。

②寫出此反應的化學方程式：__。

③該反應中發生改變的微粒名稱是__。

[認知診斷試題組]：

1.下列敘述正確的是（）。

A.氯化鈉是氯離子、鈉離子構成的化合物

B.同種原子不能構成不同的分子

C.化學變化中分子可分、原子也可再分

D.保持二氧化碳化學性質的粒子是碳原子和氧原子

2.生活中的下列現象，用分子的相關知識加以解釋，其中不正確的是（）。

A.室內插花，滿室飄香，說明分子不斷地運動

B.熱脹冷縮，說明分子大小隨溫度而改變

C.10mL酒精和10mL水混合后，體積小于20mL，說明分子之間有間隔

D.濕衣服放在火爐旁，干得較快，說明分子運動速率隨溫度升高而增大

3.在①氮氣②硫③鐵④五氧化二磷⑤水⑥氯酸鉀⑦液態空氣⑧高錳酸鉀加熱后余下的固體，對以上8種物質進行分類（選填物質標號）：

（1）屬于混合物的是__;（2）屬于氧化物的是__。

4.請以下列A、B、c進行分類分為：單質、化合物、混合物、純凈物（選填物質標號）（圖3）。

（1）表示混合物的是__;（2）表示單質的是__。

2.認知訪談測試對象

本題共計9分，從12個班中抽取期中考卷總分60-80分之間，但是本題得分低于4分的學生共50人次。

3.認知訪談的問題

①你覺得這道題考查的是什么知識點？你為什么這樣認為？除了知識點，你覺得這道題還考查哪些能力？（如果無法順利答出，可以嘗試進一步引導，例如本題是考查分子和原子的相關知識嗎？有元素的知識嗎？）②對于分子和原子、元素的知識，你知道哪些？（如果無法順利答出，可以嘗試判斷型提問。例如你認為分子原子是真實存在的嗎？你認為分子原子在不斷運動嗎？它們是如何運動的？在宏觀上如何體現？你認為分子之間有間隔嗎？不同狀態物質分子之間間隔相同嗎？）③本小題解題的關鍵點是什么？針對對應的認知診斷試題談談你的思考過程？（如果無法順利答出，嘗試根據學生對應的作答提問。例如，這道題你為什么這樣回答？）④你認為認知診斷試題組和原試題哪個難？為什么這樣認為？與你以前做過的題目相比，你覺得這道題目有什么相同和不同的地方？⑤你覺得這道題目難不難？你對做此題有沒有信心？

4.認知診斷測評中學生出現的主要問題

①化學用語是化學學科的語言，大部分學生對于化學用語中的重要規則只停留在背記層面，不會靈活運用。例如題目中的硫化氫的微觀圖，書寫的化學式應為H2S，但是寫成SH2的非常多。究其原因是對化學式的書寫規則“左正右負”有印象，但是不會運用，多數學生書寫陌生化學式時仍然憑感覺寫，對于很多化學知識如用口訣背誦的內容，會背但不能應用在陌生物質的書寫上。另外針對化學用語訪談中還發現，大部分學生對于陌生物質的化學式的讀法和寫法也缺乏自信，怕犯錯不太敢讀和寫，這說明了對這類程序性知識學生的熟練度不夠。

②學生的宏觀、微觀、符號三重表征較為混亂。對于物質的認識仍停留在宏觀層面，對于微觀和符號的認識，僅僅是知道有這種表征，不能夠書寫和靈活轉換。例如，對于分子的特性，大部分學生都知道“溫度越高，分子運動越快”，但是原試題第二小題中要讓學生找出是哪兩個比較得出的這一結論，學生不能從微觀的圖形中獲取有效的信息。再例如有些學生第三小題，給出微觀圖寫出化學式，不能夠很好地對應寫出，以至于方程式無法得分。

③對于重要認知屙陛“微粒觀點的應用”，不能很好地理解內涵，只是比較淺層次的停留在知道或者能背出的水平上。例如，知道微粒問有間隔，但是卻無法解釋熱脹冷縮的微觀原因;知道化學變化中，分子變，原子不變，但是對一個具體的化學反應前后發生變化的微粒名稱卻回答不出等。

④對于核心概念理解不準確，大部分同學能大致說出單質、化合物、純凈物和混合物的概念，但是描述不準確。例如學生說由一種元素組成的就一定是單質，再如由多種元素組成的就是混合物等這樣的典型的問題。核心概念理解不準確的同時，對于物質的分類也缺乏系統的分類思想，對概念之間的從屬和聯系理解不清。遇到比12題（3）要求學生判斷方框內的物質的分類，本來應該答化合物，但是很多答案是混合物。可見學生化合物中的不同種元素組成，和混合物中不同種物質組成區分不清，再例如診斷題第3題，就充分暴露出學生這方面知識的薄弱了。

三、對補救教學提出的建議

1.優化認知和元認知策略

掌握好的學習策略才能真正學會學習。研究表明，在影響學業成就的因素中，學習策略以及內部動機是正向影響，而外部動機則有負面影響。確定學習目標、提升自我效能感能夠幫助調節學習策略。學習成績越好的學生，其學習興趣和自我效能感越高，而自我效能感越高，學習策略調節越好，由此形成良性循環。在指導學生認知策略方面，主要推進兩個方面：①不同水平的學生都要學會復述策略，即對知識的記憶，尤其是意義記憶而非純機械記憶，尤其是學困生要能對知識進行識記和簡單理解;②中等生、學優生重點提高精加工策略和組織策略的應用。其中通過組織策略，概括新知識之問的相互聯系，能夠進行分析和應用;通過精加工策略，幫助學生把新舊知識建立更多更遠的聯系，進行類比，產生更深刻的記憶和理解。

2.體現學科知識的建構，引發深度學習

學生答題困難的根源不是解題技巧，而是知識缺漏，知識結構不完善，學科關鍵能力有待提高。因此，干預措施就不能停留在推送類似題目，而是通過教學引發學生深度學習，加深學生對知識的理解，完善知識結構，同時，還要日積月累堅持以學科知識為載體，發展學生獲取信息能力、分析問題、解決問題等學科關鍵能力。也就是要從知識建構化、知識功能化向知識素養化過渡，在真實情境問題解決中培養學生的思維外顯能力，最終彰顯知識的功能和價值。在具體實施中可以對學生從厘清概念、規律內涵及外延層面進行干預，并加強解題策略的指導。例如，以思維導圖、知識框架圖等形式幫助學生優化思維結構，理清概念間關系;在進行個性化輔導時列舉相似問題，以“一題多解”“多題一解”等形式提升學生思考能力，并在日常教學中提升學生面對新情境的判斷力和信心。

3.加強個性化的指導教學

測試診斷和訪談，為個性化改進提供明確的補救方向，多數學生取得較滿意的效果。要針對學科特點和具體學習內容的特點，在實踐中摸索出適合學生個性化需求的干預方案。學生在“物質構成的奧秘”模塊中，初次接觸微觀的表征，比較難以理解。教師應提供宏觀物質類比、生活情境類比、實驗類比等不同方式，糾正學生對“元素”和“微觀粒子”的混淆。如分子、原子概念，可以采用具體的水電解和水蒸發兩個反應，引導學生通過分子、原子變化本質來學習分子和原子概念。對元素概念，則從c-12、c-13、c-14，0-16、0-17、0-18等不同原子從分析質子數、中子數等分析入手，建構元素概念。