基于科学推理促进“盐类的水解”概念转变的教学研究

作     者：王巍瑶 

作者单位：山东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姜言霞;荣林

授予年度：2022年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：科学推理 盐类的水解 概念转变 

摘      要：学生关于科学概念的学习是目前科学教育界广为关注的热点话题,学生对科学概念的深刻理解是每一位科学教育工作者期望的结果。同样,在化学学科当中也存在着大量的概念性知识,其中“盐类的水解就是化学学科中非常重要的概念之一。已有的研究表明,学生关于“盐类的水解存在大量的相异构想,因此转变学生关于“盐类的水解的相异构想,实现学生对“盐类的水解的概念理解,对学生形成完整的、系统的水溶液概念体系起到了至关重要的作用。科学推理是人类的一种高级思维形式,是自然科学课程的重要目标,是落实化学学科核心素养的重要手段,其在概念教学中的应用能够使学生经历概念建构的过程,最终有助于实现概念深度理解,并且提升学生的科学推理能力。本研究在综述概念转变和科学推理相关研究的基础之上,分析了科学推理教学的基本理论,构建了基于科学推理促进概念转变的教学设计思路:分析教学内容,梳理概念体系;分析学生特点,明确相异构想;关注相异构想,设计推理任务;组合推理任务,深化概念理解。其中,组合推理任务,深化概念理解要注意:首先,借助核心科学推理任务,初步建构概念的意义;其次,应用变式科学推理任务转变相异构想,建构概念的完整理解;再次,应用概念完成复杂科学推理任务,深入理解概念的内涵及应用范围。在进行理论分析和构建的基础上,研究以“盐类的水解这一概念主题为载体,以学生头脑中的相异构想的分析为重要学情基础,进行基于科学推理促进“盐类的水解概念转变的教学过程设计,并选取某高中高二年级三个班级作为实验组,在实际的教学过程中实施本研究设计的教学方案,另选取与实验组平行的三个班级作为对照组,实施常规的教学设计方案。在教学实践之后,对对照组三个班级和实验组三个班级学生进行问卷测试,并抽取部分学生进行访谈,以分析学生“盐类的水解概念转变和理解情况以及科学推理能力发展情况,以此证明基于科学推理促进概念转变的教学设计的教学效果。本研究得到的研究结论主要包括以下三个方面:(1)实施概念转变教学要明确学生头脑中的相异构想。只有明确学生头脑中有哪些“非科学的想法才能使他们的这些想法发生转变,从而使教学活动更具有针对性和有效性。(2)基于科学推理的教学能够促进概念转变。通过实验组和对照组的学生对盐类的水解测试问卷的回答发现两组的成绩存在显著性差异,说明了科学推理在学生概念转变方面发挥了关键作用。(3)基于科学推理的教学能够提升学生的科学推理能力。通过对实验组的学生进行访谈发现,学生在课堂中经历了科学推理的历程之后,能够运用科学推理的方式解决问题,并且对某些科学推理证据和科学推理机制的运用已比较熟练。