高三学生基于“宏微符”转换的化学图形理解能力研究
出 版 物：《中学化学教与学》
年 卷 期：2015年第1期
页 面：24-26,82页
摘 要：一、研究背景 化学图形既是化学学习的重要内容，又是化学学习的思维工具及载体。因此培养学生阅读图形信息能力，帮助学生使用化学图形构建模型及推理演绎，对于他们获取知识、拓展思路，启发思维具有重要意义。 化学是在原子、分子水平上研究物质组成、结构、性质和变化规律的科学[1]，化学性质主要表现为宏观变化，物质的组成和结构理论是解释物质性质和变化的依据，而化学符号则简明地表达了宏观与微观的联系，由此形成了“宏观—微观—符号有机结合的三重表征形式[2]。化学图形的使用往往从三重表征有机结合的角度，直观、形象地展示物质宏观形态特征和微观结构特点、数量特征以及空间分布特征，促使学生实现由感性认知向理性认识的转变。 除了“宏微符表征以外，化学图形还包含了数形义等形式要素。“数即数字说明，“形即呈现真实的影像或模拟构型，“义则指对图形内涵和特征的文字描述。因此，化学图形理解主要是指学生通过图形阅读，快速捕捉图形传递的宏微符表征信息和数形义包含的信息，并能对信息进行认知加工形成意义。本研究着眼于探索学生化学图形理解能力以及其中“宏微符表征和化学图形数形义形式要素理解两个方面的表现，揭示学生发生图形理解障碍的关键性问题，由此思考培养学生化学图形理解能力、提高化学学习有效性的教学实践问题。 二、研究设计 （一）测试材料设计 本研究所使用的测试材料包含六张化学图形，图形设计分别涉及宏—微、宏—符、微—符、宏—微—符等四种转换关系，并进一步融合图形中数形义等形式要素变量。每张图形都承担了具体的考察任务，如图1所示为测试材料中的图形5，涉及“宏微符三种表征形式，并包含了数量关系和模型要素。表1为测试材料考察任务的设计说明。测试时要求被试观察测试材料上的图形，即时性地在图形下方的空白位置上用3～4句话概括性描述从图上获取的关键信息。 （二）测试过程与数据采集 研究选择具有一定知识基础、化学思维能力发展相对成熟的高三学生为研究对象——上海市某区级重点高中三年级的一个自然班，共41名学生。