当前高中生论述化学假设能力的现状及对策

摘要：通过设计两道试题调查当前高中生说出化学假设合理理由的能力表明，当前高中生化学假设能力很差；同一学段，学生化学假设能力与其所处的年级无关；高中生说出化学假设能力与学校所在区域、学校类型无关。并提出了相应的教学建议。

关键词：高中生；说出化学假设；能力；对策

文章编号：1005－6629(2007)11－0018－03中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1问题提出

假设是根据已有的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律性提出的一种假定性的推测和说明，是自然科学思维的一种重要的形式。一条完整的假设过程应该具备以下几个要素：事实基础、背景理论（包括推理规则）、对现象本质的猜测、推出的预言和预见[1]。现在，我们在探究教学中常要求学生提出假设，但如果学生提出的假设缺乏背景理论和事实根据，那么这个假设只能是胡猜乱想，这就违背了科学严谨求实的精神。要学生论述假设理由，就是让学生论述其假设的背景理论和事实依据、推理方法及其思考过程，而学生说出化学假设的理由是否合理，是衡量学生已有知识经验和对化学理解能力的重要要素，也是衡量学生化学假设能力的重要标准。对当前高中生论述化学假设合理理由能力的现状进行调查，我们可以了解其化学假设能力及科学探究能力的现状，也可以了解当前基础教育开展探究教学的情况。

本研究主要通过被试者对其提出的假设进行解释活动来调查当前高中生论述化学假设合理理由能力的现状，并提出相应的教学建议。

2研究方法

2.1 研究方法和研究对象的选取

本研究主要采用了问卷调查法，为了更全面深入地获取信息，辅助使用了访谈法。被试者选取城市和农村的示范高中和一般高中各一所，调查的年级为高一和高二。共发放问卷714份，有效问卷632份，各年级具体人数见表1。

2.2研究工具

本研究设计了两道调查试题。试题1：小明同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈， 俗称铜绿， 主要成分为 Cu2(OH)2CO3。你知道铜在什么情况下生锈吗？试题2：三位同学在一起探究蜡烛燃烧，他们将短玻璃导管插入焰心，发现导管的另一端也可以点燃。于是他们提出这样的问题：导管里一定有可燃性气体，气体的成分可能是什么呢？

问卷指导语中提供了假设及其理由的示例，对被试者的要求是尽可能多地提出假设并说出每个假设的合理理由。统计办法采用计分制，说出三个或三个以上与问题相关假设的合理理由得3分，二个得2分，一个为1分。对调查的数据用SPSS11.0进行处理。问卷信度分析表明，两道试题的内部一致信度rG=0.715，这论述问卷是合理的。

3结果分析及结论

3.1 同一学校不同年级学生论述化学假设合理理由的能力比较

表1同一学校不同年级学生论述化学假设合理理由的能力比较

注：*P

从表1我们可以看出，对于第一题，城市和农村示范高中不同年级学生在论述化学假设合理理由的能力上存在显著性差异，而一般高中不同年级学生差异不显著。对于第二题，各类学校不同年级学生在论述化学假设合理理由的能力上差异均不显著。其原因可能是学生在第一题论述化学假设合理理由的能力与原有知识和经验关系更大，学生在示范高中通过一年的学习，知识增长速度比一般高中的学生快，因此，示范高中不同年级学生在论述化学假设合理理由的能力上有显著性差异，而一般高中学生由于高一和高二的学生知识量相差不大，因此，在此项能力上差异不显著。由于第二题受学生知识影响并不大，主要依靠学生综合分析、推理能力，因此，不同年级学生差异并不显著。因此，学生论述化学假设合理理由的能力受试题影响，但一般来说，在同一学段，这种能力与年级无关。从整个被试在一、二题的平均分来看，分别为0.77和0.52，这说明当前高中生论述化学假设合理理由的能力很差。

3.2不同区域、不同类型高中学生论述化学假设合理理由的能力的比较

我们把城市和农村各一所示范高中和一般高中两个年级的被试者加起来进行统计，再进行方差分析，结果见表2。我们可以看出，第一和第二题平均得分最高的学校都是农村示范高中，分别为0.87和0.57，第一题和第二题平均得分最低的学校分别是农村一般高中和城市一般高中，分别为0.59和0.45。从总体来看，在一、二两题中，不同区域、不同类型学校学生论述化学假设合理理由的能力无显著性差异。

表2不同区域、不同类型学校学生论述化学假设合理理由的能力的比较

3.3 结论

1．当前高中生论述化学假设合理理由的能力很差。

2．在同一学段，学生论述化学假设合理理由的能力一般与年级无关。

3．学生论述化学假设合理理由的能力与学校所在区域、学校类型无关。

4原因分析

从表2我们可以看出，各类学校学生论述化学假设合理理由的能力得分很低，第一和第二题的平均分分别为0.77和0.52。学生在第二题得分比第一题低，这主要是因为第一题是运用已有知识进行推理，影响问题的因素比较明显，而第二题则影响问题的因素比较隐蔽，需要学生有较强综合运用知识进行推理的能力，显然第二题难度比第一题大，这说明当前高中生综合运用知识进行推理能力普遍欠缺。我们对问卷进行分析发现，造成学生论述化学假设合理理由的能力差的主要原因有以下几点：

第一，采用低级假设策略。通过对学生的问卷分析，我们发现很多学生在两题中使用猜测策略，不能依据题目中的信息进行判断，如很多学生在第二题随便提出某种可燃性气体的假设。在第一题中学生提出假设时多采用特征策略，也就是个体根据事物的个别特征作出判断，如有学生提出“可能是铜和氧气反应而导致生锈”的假设，学生只看到了题目的部分信息，而没有利用试题的整个信息。使用低级假设策略的学生当然不能说出假设的合理理由。

第二，不会说明理由。很多学生根本就不知道怎么论述假设的理由，还有些学生把论述假设合理理由当成实验验证。如某个学生对第二题提出的一个假设为：气体可能是一氧化碳，理由：因为有二氧化碳生成。

第三，难以在宏观、微观和符号三种水平之间进行转换。试题1给出了铜生成铜锈的宏观现象，然后给出了铜绿的化学式。被试者难以从铜绿的化学式中提取信息来解释铜生锈的原因，这说明学生不理解化学式的意义，不能充分揭示化学符号的丰富内涵，尤其是其微观涵义。他们头脑中的符号表征是薄弱的，并没有起到联接宏观表征与微观表征的桥梁作用，而这直接导致了学生难以实现三者间的顺利转换[2]。

通过对部分被试者和教师进行访谈，我们发现造成当前学生论述化学假设合理理由的能力差的主要原因是很多学校师生没有开展化学探究教学，更不用说进行假设活动了。部分中学虽开展了一些探究教学，学生有时也提出一些假设，但没有让学生解释这些假设是怎样提出的，因而导致学生论述假设更多的是随意猜测，缺乏事实根据。

5教学建议

5.1在探究教学中加强假设高级策略的教学

针对调查出现的问题，教师应加强探究教学，指导学生提出假设时采用高级策略，也就是在假设时不仅能看到问题的某个具体特征，而且能上升到维度高度来考虑问题，进而不仅能从某个维度的高度来思考问题，而且在思考某个维度之后，能够转换不同维度再思考，能够考虑到问题的不同维度。教师应先在教学中对假设高级策略进行示例，然后让学生进行练习并及时纠错，并不断训练才能使学生提出的假设更加科学合理。

5.2培养学生对假设进行解释或自我解释的习惯

学生在提出假设后，教师一定要让学生解释假设的根据并提供证据。要让学生知道证据在科学研究中的重要位置，要使他们理解证据和意愿的区别，证据是客观事实，而意愿却只是自己的一相情愿，仅凭自己的意愿来提出假设是不科学的。教师如果经常让学生解释假设的根据，则学生论述化学假设合理理由的能力将会逐步得到提高。

5.3加强宏观、微观和符号三种水平之间转换的教学

学生论述化学假设合理理由的能力差的主要原因之一是学生难以在宏观、微观和符号三种水平之间建立有效联系。因此，在化学教学中，教师应要求学生在宏观上观察和学习物质及其化学反应，然后用原子、分子及离子等微观水平对这些物质及现象进行描述，最后用化学符号来进行表征，也可以提供化学符号，让学生用微观进行表征并描述其可能的宏观现象。加强宏观、微观和符号三种水平之间转换教学可以使学生更加理解化学，也能使学生对化学假设的解释更加科学。

参考文献：

[1]国家教委社会科学研究与艺术教育司.自然辩证法[M].北京：高等教育出版社，1990.

[2]毕华林等.化学学习中“宏观一微观一符号”三重表征的研究[J].化学教育.2005（5）.