高中生化學(xué)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(xué)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(xué)前測、變式教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、變式教學(xué)后測三個(gè)階段。研究發(fā)現(xiàn)，在注重知識靈活變式的同時(shí)，適當(dāng)?shù)亟o予線索提示，針對教學(xué)中的重難點(diǎn)知識展開變式教學(xué)實(shí)踐，學(xué)困生的問題解決能力能夠得到明顯提升。

關(guān)鍵詞：變式教學(xué)；問題解決能力；比較研究；學(xué)困生；有機(jī)化學(xué)

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

1 研究背景

變式是通過變換同一類物質(zhì)的非本質(zhì)屬性以突出物質(zhì)的本質(zhì)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(xué)方法。

變式問題設(shè)計(jì)與問題解決改革常規(guī)的教學(xué)方法，重視求同思維和求異思維的結(jié)合，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中提高教學(xué)質(zhì)量的必備手段之一[2]。針對化學(xué)學(xué)科的變式教學(xué)就是：在教學(xué)中，在保持化學(xué)基本概念、化學(xué)基本原理等本質(zhì)屬性不變的基礎(chǔ)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(xiàn)方式、改變化學(xué)概念的表述方式、更改問題的已知條件、改變題目的內(nèi)容和呈現(xiàn)形式、變化實(shí)驗(yàn)的條件、合理調(diào)整操作教學(xué)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(zhì)概念變式教學(xué)過程中變換物質(zhì)的非本質(zhì)特征、變式舉例要全面且有代表性、變式與比較法要結(jié)合起來應(yīng)用等，為化學(xué)變式教學(xué)提供了一定的參考依據(jù)[5]；孫天山指出在變式教學(xué)過程中注重優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)培養(yǎng)，就類比型變式教學(xué)和發(fā)散型變式教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)闡述，具有較強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義[6]；楊惠仙著重研究不同層次學(xué)生在化學(xué)變式問題解決的過程中知識遷移能力的差異，為學(xué)生層次的劃分提供了研究支持，文中探析影響學(xué)生化學(xué)變式問題解決的因素，并提出促進(jìn)學(xué)生提高問題解決能力的教學(xué)措施[7]；丁中霞調(diào)查當(dāng)前化學(xué)變式教學(xué)的實(shí)施現(xiàn)狀并探詢其原因，從具體實(shí)例、實(shí)踐方面研究如何具體實(shí)施變式教學(xué)策略，把教育學(xué)中變式的觀點(diǎn)運(yùn)用到化學(xué)教學(xué)中，對變式教學(xué)的理解有所發(fā)展[8]；李明亮有目的地將“變式”的思想引入到中學(xué)化學(xué)的習(xí)題教學(xué)中來，重點(diǎn)解析高中化學(xué)習(xí)題教學(xué)過程中變式探究性學(xué)習(xí)模式的應(yīng)用，以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和探索創(chuàng)新的能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生靈活多變的創(chuàng)新思維品質(zhì)，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和探索創(chuàng)新的能力[9]；喬瑞英總結(jié)出變式教學(xué)的特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀和理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行了實(shí)踐研究，重點(diǎn)研究如何在教學(xué)設(shè)計(jì)中突出變式的應(yīng)用，探索出了變式應(yīng)用于高中化學(xué)基本概念、理論、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)設(shè)計(jì)的方法，以充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用[10]；施翠琴提出了在小學(xué)數(shù)學(xué)問題解決教學(xué)中運(yùn)用變式教學(xué)的原則和策略，初步提出了一個(gè)“點(diǎn)——面——體”變式教學(xué)模型，這一模型對于教師在實(shí)際教學(xué)過程中進(jìn)行變式設(shè)計(jì)具有重要的參考價(jià)值[11]。

通過現(xiàn)有文獻(xiàn)的閱讀發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于化學(xué)問題解決的研究已經(jīng)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(xué)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(tǒng)論證。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究對象選擇

本研究以上海市某實(shí)驗(yàn)性示范性高中二年級的兩個(gè)平行班為研究對象。根據(jù)學(xué)生參與的意愿，最終確定研究被試為兩個(gè)自然班中的78名學(xué)生[12]。以有機(jī)化學(xué)中六大知識項(xiàng)目的問題解決變式教學(xué)作為實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)班中運(yùn)用問題解決變式教學(xué)，對照班中進(jìn)行常規(guī)教學(xué)。通過一段時(shí)間的實(shí)踐教學(xué)后，對兩個(gè)班不同層次學(xué)生的問題解決能力進(jìn)行后測[13]，以驗(yàn)證問題解決變式教學(xué)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?nèi)∑骄?，按照分?jǐn)?shù)高低分別把兩個(gè)班級的學(xué)生分為三個(gè)層次：前27%為學(xué)優(yōu)生，后27%為學(xué)困生，其余為學(xué)中生（見表1）。

2.2 研究過程設(shè)計(jì)

高中有機(jī)化學(xué)知識內(nèi)容繁多，同時(shí)對學(xué)生的空間思維能力、化學(xué)符號表征的靈活應(yīng)用等要求很高，很多學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí)容易產(chǎn)生認(rèn)知障礙。因此，本研究選取高中有機(jī)化學(xué)的核心知識，通過化學(xué)變式問題解決的能力差異研究，試圖尋找提升不同層次學(xué)生化學(xué)變式問題解決能力的有效途徑。由三個(gè)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(jī)綜合練習(xí)卷，考查了同分異構(gòu)體、同系物、官能團(tuán)、有機(jī)物的空間結(jié)構(gòu)、有機(jī)“四式”及有機(jī)物之間相互轉(zhuǎn)換的原理等核心知識的掌握情況。測試后發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生問題解決存在或大或小的困難，針對這六大核心知識進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中錯(cuò)誤率高一些的問題，其設(shè)計(jì)的變式水平均比較高。

（1）實(shí)驗(yàn)班和對照班前測均分分析

兩個(gè)班的學(xué)生成績獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)與描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

由數(shù)據(jù)分析可知，t（76）=-1.1485，p=0.142>0.05，說明兩個(gè)不同班級之間前測成績無明顯差異。由此可見，兩個(gè)班級水平相當(dāng)，起點(diǎn)一致，可以進(jìn)行相關(guān)教學(xué)實(shí)踐的對比研究。

（2）實(shí)驗(yàn)班和對照班不同層次的學(xué)生均分分析

我們對實(shí)驗(yàn)班和對照班不同層次的學(xué)生進(jìn)行了前測分析，結(jié)果見表3。

通過研究，我們發(fā)現(xiàn)三類學(xué)生的知識基礎(chǔ)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(jié)果來看，似乎對照班在學(xué)優(yōu)生、學(xué)中生層面更好，學(xué)困生層面要弱一些。