化学学习中“宏观—微观—符号”三重表征的研究VIP免费

化学学习中“宏观—微观—符号”三重表征的研究摘要“宏观—微观—符号”三重表征是体现化学学科特征的思维方式，能增进学生对化学知识的理解。本研究在对三重表征思维方式进行分析的基础上，采用问卷调查的方法，对不同群体学生化学学习三重表征水平进行了探查和分析，为化学教学提供了一个新的视角。关键词宏观—微观—符号三重表征思维方式化学学习1问题的提出化学是一门在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。物质的性质体现在宏观变化上，物质的组成、结构等微观理论则是理解性质、把握变化本质的依据，而化学符号则从微观层次上科学、简明地表达了宏观物质及其变化规律成为联接宏观与微观的中介。这样，在化学学习中，学习者心理上就形成了对物质及其变化所特有的3种表征形式：宏观表征、微观表征和符号表征。表征是现代认知心理学的核心概念之一，它指信息在人脑中记载和呈现的方式[1]。宏观表征是指物质在物理和化学变化过程中表现出来的、可以直接观察到的宏观现象在学习者头脑中的反映；微观表征主要是指有关物质的微观组成和结构、微观粒子的运动及相互作用等微观属性在学习者头脑中的反映；符号表征主要是指由拉丁文或英文字母组成的符号和图形符号在学习者头脑中的反映。这3种表征形式之间不应是孤立的，而应有机地联系起来，共同构成学习者对化学知识完整的表征系统。因此，从宏观、微观和符号3种表征水平上认识和理解化学知识，并建立3者之间的内在联系，是化学学习特有的思维方式，我们称之为三重表征思维方式，如图1所示：运用三重表征思维方式学习化学，能增进学生对化学知识的理解，提高学生分析和解决化学问题的能力。但国外研究表明，许多学生在化学学习中缺乏三重表征的思维方式不能有效地建立宏观、微观和符号3种表征之间的有机联系，从而导致化学学习困难[2]。那么，我国学生化学学习的三重表征水平如何呢？为此，我们采用抽样调查的方式，对高中一年级、大学化学专业一年级和三年级学生的三重表征水平进行初步研究，以获得有关的信息和结论。2研究设计2.1研究目的本研究旨在探查我国学生在化学学习中是否形成了“宏观—微观—符号”三重表征的思维方式，以及不同学生群体三重表征的思维水平，旨在为促进化学学习提供有益的启示。2.2研究对象为了使研究结果具有一定的代表性，我们分别对高中一年级（相当于初中毕业水平）、大学化学专业一年级（相当于高中毕业水平）和大学三年级的学生进行了抽样调查。其中高一年级的测查对象为济南市3所不同层次学校的高一新生，每所学校随机抽取3个班级，共收回有效问卷491份；大一、大三的学生均来自山东师范大学化学系化学教育本科专业，大一年级收回有效问卷236份，大三年级收回有效问卷209份。2.3测试材料本研究采用自编问卷。根据研究目的，问卷中涉及到的化学知识均为学生已知的。问卷共包括两部分：第一部分为选择题，主要考查学生在不同表征之间的转换能力；第二部分为一道开放题，旨在探查学生的三重表征水平。对3个群体样本运用同一问卷进行调查。3调查结果及分析3.1选择题测查结果及分析3.1.1不同群体学生三重表征水平的差异我们把学生对间卷中选择题的回答情况进行了统计分析，结果见表1和表2。从以上数据我们可以看出，不同年级的学生随着知识的增长，在不同表征间转换的能力有所提高，然而到了一定程度，即使学生的知识经验仍在不断丰富，但这种能力的发展却趋于缓慢。具体来看：高一与大一学生在4个题目中有3个呈显著性差异，这说明学生通过高中阶段的化学学习，在不同表征之间进行转换的能力有了一定的提高，但这能否就说明大一学生已经具备了三重表征的能力了呢？通过后面的分析我们可以看出，即使是成绩略高一点的大三学生也都远没有达到三重表征的要求。因此，我们认为大一学生转换能力的增强并不是因为他们掌握了三重表征思维方式而提高的，而是经过高中阶段的学习，在接触了大量的微观与符号知识之后一种应有的、在正常范围内的提高。而大一与大三学生有3个题目无显著性差异，这表明在没有形成三重表征思维方式的情况下，虽然经过2年的大学系统学习，但学生的实际...