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浅谈高一学生抽象思维能力的实证分析

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

李岚,扬州大学附属中学(225001)。


    化学课程标准明确要求学生“能够理解基本的化学概念和原理,认识化学现象的本质;理解化学变化的基本规律,形成有关化学科学的基本观念;学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工”,实现这些目标,需要学生具有较高的抽象思维能力。心理学研究表明,高一学生正处于由形象思维向抽象思维发展的跃进期。在教学实践中我们发现,学生进入高一后,化学学习两极分化较为明显,学生个体的变化起伏也很大(有些初中化学学习成绩较好的学生,化学学习兴趣锐减,甚至成为“学困生”)。为此,我们立足于高一年级,对学生化学学习中的抽象思维能力进行了相关研究。
    一、调查设计与实施
    为了解高一学生化学学习中抽象思维能力的总体状况,我们首先分析了学生化学学习中抽象思维能力的构成和影响因素(见表1),然后采用问卷调查法和访谈法等手段进行探查。
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    我们编制的调查问卷由两部分组成:第一部分为化学学习中的抽象思维能力现状调查,包括20道单项选择题;第二部分设置了4道化学问题,旨在探查影响学生的抽象思维能力的因素,要求学生不仅要解答问题,而且要写出解题时的思维过程。我们先在江苏省扬州市某四星级高中高一年级选择一个班级进行了试测,根据试测结果对问卷进行调整、修改。然后于2011年5月,以扬州市四星级高中、三星级高中、普通高中三种类型学校中各一所,抽取高一年级学生共1000名作为调查对象,收回有效答卷977份。在问卷调查的基础上,我们还选择了12名学生(男、女生各6名)进行了访谈。
    二、调查结果与讨论
    对调查结果,我们采用SPSS 16.0进行统计分析。表2显示,问卷中抽象思维能力及各要素的α信度很高,该问卷基本达到了作为本研究的一个测量工具的要求,具有一定的可靠性。从表3统计结果来看,问卷各个维度的要素均存在显著的正相关性,且各维度间的相关均低于各维度与总问卷的相关。这表明:(1)各维度既能对总问卷作出贡献,同时各自又具有一定的独立性;(2)本问卷具有一定的结构效度。据此,我们可对受测学生的抽象思维能力展开讨论。
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    (一)抽象思维能力总体水平不高
    首先对问卷作频率统计,以了解学生的抽象思维能力水平。对四个选项“总是这样”、“通常这样”、“偶尔这样”、“从不这样”分别赋分值4、3、2、1,据此算出总分。得45~89分,表示抽象思维能力较低;得90~135分,表示抽象思维能力一般;得136~180分,表示抽象思维能力较强。从表4可以看出,抽象思维能力高的学生只有大约五分之一,绝大部分学生的抽象思维能力一般,还有少数学生的抽象思维能力较弱。可见,高一学生的抽象思维能力有待提高。
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    表5显示的是学生抽象思维能力各维度的发展状况。数据表明,学生分析概括能力的平均值最高,抽象能力、分析判断能力、推理能力的平均值三者相差不大,但明显低于归纳概括能力的平均值。
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    在高一化学教学中,我们经常听到学生反映上课能“听懂”,但到自己解题时,总感到困难重重。个中原因,在于他们的思维特别是抽象思维存在着障碍。化学教学中,应加强学生抽象、分析、判断、推理等能力的培养。
    (二)对现象进行抽象时不够深入
    调查可知,学生“能由化学现象抽象出物质的化学性质”的平均值相对较高;“能由具体物质及其变化的事例抽象出概念”的平均分相对较低,在这方面应该有所加强。为进一步了解学生抽象过程的特点和存在的问题,我们又让学生解决如下问题:
    通过氢气在氯气中燃烧,镁条在二氧化碳中燃烧的实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?
    有大约五分之四的学生已认识到燃烧“不一定需要氧气”,这说明和初中生相比,大部分高一学生对燃烧条件有了一个更高层次的认识,抽象能力有所提高。一般情况下,燃烧条件通常有3个:可燃物、助燃物和着火点。调查统计表明,3个条件一个都没有回答出来的学生占43%,答出1个条件的占36%,全答对的仅占8%。可见,大部分学生局限于具体形态,仅仅对表面现象进行了分析和归纳,没有做到由表及里地总结出燃烧的条件,其抽象能力有待提高。
    (三)从例证中概括出方法的水平亟待提高
    由表6可知,对物质性质的分析概括、对物质或概念等之间关系的概括、对于一些规律的概括这三项得分的平均值接近,而方法概括以及从例证中概括出解题方法等的得分的平均值明显低于其他三项,说明学生在方法概括方面的能力亟待提高。
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    为了进一步了解学生概括过程的特点和存在的问题,我们又给学生呈现了如下问题:
    下表列出了20℃几种固体和液体的密度,请计算出1mol这几种物质的体积。
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    下表列出了0℃、101 kPa(标准状况)时几种气体的密度,请计算出1 mol这几种物质的体积。
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    根据上述两表数据及计算结果讨论:在相同条件下,物质的体积由哪些因素决定?与物质的状态有没有关系?你还能得出哪些结论?这样的学习方法,你在平时的化学学习中是否用过?
    对于“物质的体积由哪些因素决定”这个问题,75.9%的学生认为物质的体积与物质的状态有关,这说明大部分学生有简单的概括能力。只有15.3%的学生从微观层面的粒子数、粒子大小、粒子间距进行分析,能从本质上概括影响物质体积的因素之间的相互关系。其余学生都只从“摩尔质量”、“密度”等方面考虑,得到的结论都是浅层次的推理和概括。还有较多的学生得到的结论是错误的。由此可见,大部分学生还停留在现象之间的概括。这启示我们,在化学教学中,应遵循学生的认知特点,细化学习的过程,创设知识“产生”的情境,引导学生感悟“由具体到一般、由一般到具体”的科学方法,切实提高他们的抽象思维能力。
    (四)分类判断能力较弱
    在高中阶段化学知识的学习和化学问题的解决中,经常要求学生分析并判断事物的类别、分析并判断概念间的关系、分析并评价解决问题方案的优劣等。对受测学生这三种维度的得分情况的统计(见表7)显示,学生的关系判断能力较强,分类判断能力较弱。
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    化学中有许多相近的概念,它们既相互联系又相互区别,具有不同的本质属性。很多学生由于对它们的化学意义理解不透,无法清晰地区分。例如,高一学生容易将“电解质与非电解质”、“强电解质与弱电解质”的分类判断简单化,有的甚至到了高三时也常出现错误的判断。在化学概念教学中,教师应该引导学生通过比较,分析物质的相同点和差异点,建立概念(或结构、性质等特点)比较表,找出事物之间的本质区别和联系,通过训练逐步完善自己的认知结构。
    (五)近一半的学生倾向于机械推理
    从问卷调查的数据统计结果看,在高中化学中最常见的三种推理——由结构推断性质(或由性质推断结构)、由物质组成推理检验或鉴别的方法、由原理推理具体的反应特征——能力中,第一种最高,第三种最低(见表8)。
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    为了进一步了解学生推理过程的特点和存在的问题,我们要求学生解决如下问题:
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    化学是一门概念性、理论性、抽象性、结构性、实践性和思维性很强的学科,在化学学习中,学生不应只是仅仅理解了什么、记住了什么,而应了解怎样探询、如何发现,进行更深层次的理解和感悟。如此,抽象思维能力才能不断得以发展。