中学生解决化学试题思维过程

中生化学学习情况的调查报告——探究影响中学生解决化学试题思维过程的因素天津市双港中学吕娟内容摘要：通过对学生进行问卷调查研究学生对解决化学试题的思维过程。一．调查问卷设计1．试题问卷2．解题思路调查问卷二．调查结果1．解题所需时间及其人数分布图2．学生在解题过程中的典型行为表现及解题思路三．调查结果讨论1．学生解题所需时间是表征学生解题能力的重要指标2．学生的化学基础知识是影响学生解决化学问题能力的重要因素3．学生审题能力与计算能力对学生解题过程的影响初中生化学学习情况的调查报告——探究影响中学生解决化学试题思维过程的因素化学是一门比较特殊的学科，一般的心理学研究的结论并不一定适用于学生解决化学问题的特殊过程。为了探寻测评学生解决化学问题能力的有效方法和手段，我们在已有的心理学研究成果的指导下，通过设计化学试题调查学生的解题过程，经统计分析归纳出学生解决这些试题的一般过程及主要特点，对其进行研究分析得出结论。以此，运用到教育教学中使我们的教育适应中学生学习化学过程中的思维认知水平。一．调查问卷的设计调查对象：我校初三1班与初三2班的60名学生调查时间：一节课试卷内容：中学生化学解题思维过程调查问卷姓名___________第一题答题时间：起始：______完成：___________有少量黑色粉末A加水后振荡不溶解，若向A中加入溶液B，则黑色粉末逐渐消失，生成蓝色溶液C，将C分盛在甲乙两支试管中，向甲试管中加入溶液D，生成蓝色E和一种钠盐溶液，向乙试管中滴入氯化钠溶液生成白色沉淀F，再滴入稀硝酸，F不溶解。试写出A,B,C,D,E,F各是什么物质?第二题答题时间起始：__完成：_______某化学兴趣小组的同学为了探究实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液（标签只有前部H2_______）可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证。（发现问题）当把黑色粉末与无色溶液混合时，立即产生气泡。（查阅资料）初中化学实验室常见的黑色粉末有氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、炭粉等.(提出假设)黑色粉末是————-，无色溶液是——————————。（设计实验）1、向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量试剂瓶中的无色溶液；2、用—————法收集一试管气体；3、检验气体（写出操作方法）————————————————————。（实验结论）此气体是————，原假设————（填“成立”“不成立”）第三题答题时间：起始：_______完成：_______73克盐酸与80克质量分数为10%的氢氧化钠溶液恰好完成反应。计算：（1）盐酸中溶质的质量分数？（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数解题思路调查试卷姓名_____________第一题（1）思路蓝色沉淀E加入BaSO4有不溶于稀硝酸的白色沉淀F生成可知E为Cu(OH)2由此推断F为BaSO4可推出C为CuSO4CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4通读全题知题意蓝色沉淀E加入BaSO4有不溶于稀硝酸的白色沉淀F生成可知E为Cu(OH)2由此推断F为BaSO4可推出C为CuSO4CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4、(2)耗费时间最长的步骤_____________________(3)解题困难的原因_________________________(4)与上述思路有哪些不同___________________第二题(1)思路由题意可知，这些黑色粉末哪些能产生气体，根据我们所学知识可知，只有两种，一是：铁粉与稀硫酸：二是：双氧水与二氧化锰。因此，答案是：黑色粉末是铁粉，无色溶液是稀硫酸。用排水法或向下排空气法收集；检验方法是：点燃此气体，若此气体能够燃烧且发出轻微爆鸣声，则为氢气。那么此气体为氢气，原假设成立。另一种答案是：黑色粉末是二氧化锰，无色溶液是双氧水。用排水法或向上排空气法收集；检验方法是：用带火星的木条深入气体中，若木条复燃则为氧气。那么此气体是氧气，原假设成立。(2)耗时最多的步骤__________________________________(3)解题困难的原因__________________________________(4)与上述思路有哪些不同___________________________________第三题(1)思路(2)耗时最多的步骤(3)解题困难的原因(4)与上述思路有哪些不同________________________________二.调查结果测试前向学生说明测试的目的、方法及要求，使学生积极配合并排除了无关因素对测试结果的影响。当大约90%的学生完成调查试卷的第一部分一试题问题后，发放思路问卷。做到调查问卷的公正性、可信性。选定的被测学生60人，回收试卷60份，调查结果统计如下：（1）解题所需时间及其人数分布（直方图）通读全题知题意1．列化学方程式NaOH+HCL=HaCL+H2O2.列比例式代入的量必须为纯量4036.558.580克×10%XY40/36.5=80克×10%/XX=7.3克40/58.5=80克×10%/YY=11.7克3.溶质的质量分数=溶质质量/溶液质量×100%7.3克/73克×100%=10%4.所得溶液NACL溶液依据质量守恒定律NaCL溶液的质量=80克+73克=153克11.7克/153克×100%=7.7%第一题：时间/分2-33-44-55-66-77-88-99-1010-11人数/人2359126221人数/人时间/分解答正确的学生共42人，占70%第二题时间/分5-66-77-88-99-1010-1111-1212-1313-14人数/人123589431解答正确的学生共36人，占60%第三题时间/分5-66-77-88-99-1010-1111-1212-1313-1414-15人数/人1245996311时间/分解答正确的学生共41人，占68.3%（2）学生在解题过程中的典型行为表现及解题思路（根据学生答卷统计、归纳）第一题：序号学生解题行为出现次数1复分解反应生成何物是解题困难的主要原因192关键问题Cu(OH)2与BaSO4的确定花费时间较长143考虑金属CuO与酸反映才能CuSO4有困难94审题花费较长时间85不知蓝色沉淀Cu(OH)256不知钡盐中不溶于稀HNO3百色沉淀是何物质47不知黑色粉末是何物质28无困难2本题瓶颈问题：A.复分解反应B.无法根据现象判断物质C.审题困难第二题：序号学生解题行为出现次数1审题不清，无从下手212根本不知什么之间反应能产生气体103气体的验证不准确54收集气体的方法不准确45无困难16杂乱无章无头绪3其中，10的解题思路与所给思路不同此题瓶颈问题是：A对生成气体的物质的理解不深B审题不清第三题：序号学生解题行为出现次数1代入纯物质的量花费时间较长152对所得溶液的理解计算耗时较长133列化学方程式出现错误74在计算中花费较长时间75运算出现错误46审题不清，无从下手37不会进行根据化学方程式的计算38无困难2此题中有5人解题思路与所给思路不符，但思路正确此题瓶颈问题：A.代入化学方程式的量必须为纯量的理解B.所得溶液的理解三．调查结果讨论：（1）学生解题所需时间是表征学生解题能力的重要指标从学生在3道试题上所需解题时间的人数分布看都接近正态分布。这一结果非常有意义。在班级教学的情况下，学生按学习成绩高低的人数分布一般也是正态。这并非是偶然的巧合，而是可以看作是对同一学业成就的两种不同表征方法。通过统计分析及问卷的座谈，我们发现学生的化学学习成绩和其所需的解题时间之间存在着较明显的正相关，既化学成绩好的学生所需解题时间短；反之，化学学习成绩差的学生所需解题时间就长。学生在解题时间上表现出的差异还为我们更有效地发现学生间的差异提供了一个可行的方法。我们知道，一般的考试或测验都是根据学生能否正确回答来区别学生的，但是对于同样能够答对问题的学生直言，这种测验或考试是无法再做进一步区分的。然而却可以利用他们在解题时间上可能存在的差异对他们进一步区分。可见，学生的解题时间可以作为表征学生解题能力的重要指标。而且还可能成为测评学生化学学业成就的更为细致、具体的指标。（2）学生的化学基础知识是影响学生解决化学问题能力的重要因素.研究发现,学生解决化学问题的思路选择和所需时间与学生对相关化学知识的掌握水平密切相关。学生在解题过程中出现的瓶颈问题，在相当大的程度上是由于未能较好地掌握相关的化学知识，如第一题有30.2%的学生对复分解反应模糊不清,以至做错后花费较长时间。又如第二题有35%的学生对哪些物质之间反应生成气体理解不清，因此不会做或花费大量时间。调查结果清楚的表明：化学基础知识的掌握是解决化学问题的基本前提，是提高解题能力的先决条件。由于学生解决化学问题的过程能够更为直接和具体的反应出学生对相关知识的掌握情况。因而考察学生的解决化学问题的过程可以作为进行化学教育测量和评价的一种十分有意义的信息源。（3）学生的审题能力和计算能力对学生解题过程的影响审题是通过阅读试题明确解决问题的方向和要求，把握试题所给出的已知条件并初步判断问题目标与已知条件之间的关系和联系，为选择或确定解题思路提供依据。调查表明，有10%以上的学生表现为审题困难。如第一题表现出审题困难，因此在开始阅读试题到动手解题之间耗费了大量时间。还有第三题审题中，求所得溶液溶质的质量分数，而所得溶液有21%同学审题不清使得此题出现错误。我们认为，审题能力是与观察能力、分析综合能力、逻辑思维能力等一般能力密切相关的一种综合能力。因而学生审题能力对解题过程的影响是十分复杂的。为了培养和提高学生的审题能力，除了要注意培养与审题能力有关的一般能力之外，还要在平时教学中加强审题训练，有针对性地解决学生在审题过程中出现的典型问题。计算能力是指学生在通过化学计算而解决问题时所表现出来的能力。当化学问题与教学运算有关时，计算能力常常成为一些学生能否解题的关键。调查结果显示，第三题18%的学生计算花费较长时间或出现错误。提高学生的化学计算能力，也是提高学生解决化学问题能力的重要方面。但问题的另一方面也需要引起注意：不能把化学测量变为数学测量，既在设计化学计算类的试题时要注意避免过难、过繁的数学运算。综上所述，研究学生的解决化学试题的思维过程，我们得到重要结论，以此运用到实践工作中以促进中学生的思维发展。参考文献：《化学教育测量和评价》北师大出版社