運用認知訪談診斷化學關(guān)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(zhì)，開啟了宏微結(jié)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(zhì)構(gòu)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(shù)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(guān)鍵詞：初中化學;認知訪談;物質(zhì)構(gòu)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(jīng)常出現(xiàn)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(xiàn)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(zhì)構(gòu)成的奧秘”為例，嘗試運用認知訪談診斷化學學習中的關(guān)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(shù)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(nèi)部思維過程的技術(shù)。運用認知訪談技術(shù)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(guān)注訪談中動態(tài)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(cè)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(guān)非智力影響因素。

二、認知訪談案例分析

1.工具的編制

“物質(zhì)構(gòu)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(lián)系，承載著培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養(yǎng)的重要功能，內(nèi)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(guān)聯(lián)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(zhì)的組成、物質(zhì)的分類、物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)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(zhì)構(gòu)成的奧秘模塊的內(nèi)容涉及到多個認知屬性，包括物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的、微粒觀點的應用、物質(zhì)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(zhì)構(gòu)成的奧秘”的試題，對于這道題得分較低的學生，從分數(shù)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(jié)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(guān)。

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(zhì)屬于__（選填“化合物”“單質(zhì)”或“混合物”）。

②寫出此反應的化學方程式：__。

③該反應中發(fā)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(gòu)成的化合物

B.同種原子不能構(gòu)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(zhì)的粒子是碳原子和氧原子

2.生活中的下列現(xiàn)象，用分子的相關(guān)知識加以解釋，其中不正確的是（）。

A.室內(nèi)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(tài)空氣⑧高錳酸鉀加熱后余下的固體，對以上8種物質(zhì)進行分類（選填物質(zhì)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(zhì)、化合物、混合物、純凈物（選填物質(zhì)標號）（圖3）。

（1）表示混合物的是__;（2）表示單質(zhì)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(guān)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(xiàn)？你認為分子之間有間隔嗎？不同狀態(tài)物質(zhì)分子之間間隔相同嗎？）③本小題解題的關(guān)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(jù)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(xiàn)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(guī)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(guī)則“左正右負”有印象，但是不會運用，多數(shù)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(nèi)容，會背但不能應用在陌生物質(zhì)的書寫上。另外針對化學用語訪談中還發(fā)現(xiàn)，大部分學生對于陌生物質(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)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(jié)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(nèi)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(fā)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(zhì)、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(zhì)，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(zhì)的分類也缺乏系統(tǒng)的分類思想，對概念之間的從屬和聯(lián)系理解不清。遇到比12題（3）要求學生判斷方框內(nèi)的物質(zhì)的分類，本來應該答化合物，但是很多答案是混合物?？梢妼W生化合物中的不同種元素組成，和混合物中不同種物質(zhì)組成區(qū)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(yōu)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(yè)成就的因素中，學習策略以及內(nèi)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)越好，由此形成良性循環(huán)。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(yōu)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(lián)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(lián)系，進行類比，產(chǎn)生更深刻的記憶和理解。

2.體現(xiàn)學科知識的建構(gòu)，引發(fā)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(jié)構(gòu)不完善，學科關(guān)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(fā)學生深度學習，加深學生對知識的理解，完善知識結(jié)構(gòu)，同時，還要日積月累堅持以學科知識為載體，發(fā)展學生獲取信息能力、分析問題、解決問題等學科關(guān)鍵能力。也就是要從知識建構(gòu)化、知識功能化向知識素養(yǎng)化過渡，在真實情境問題解決中培養(yǎng)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(guī)律內(nèi)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(yōu)化思維結(jié)構(gòu)，理清概念間關(guān)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(shù)學生取得較滿意的效果。要針對學科特點和具體學習內(nèi)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(zhì)構(gòu)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(zhì)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(fā)兩個反應，引導學生通過分子、原子變化本質(zhì)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(zhì)子數(shù)、中子數(shù)等分析入手，建構(gòu)元素概念。