夏金澤

【摘要】測查高中學生對于“醛”的認知結(jié)構(gòu)可以運用流程圖法。通過定量分析表明，不同程度的同學在認知結(jié)構(gòu)上存在比較大的差異，認知能力強的同學較其他同學相比在認知結(jié)構(gòu)上更加完善;也有相關(guān)性數(shù)據(jù)表明，同學的日常檢測成績和同學認知結(jié)構(gòu)的廣度以及豐富度緊密相關(guān)，同時和同學對知識結(jié)構(gòu)的整合度和知識的檢索速率不相關(guān)，本文以有機化合物——醛為例，通過流程圖法測查高中生對“醛”的認知結(jié)構(gòu)，從不同角度對學生的有機化學認知結(jié)構(gòu)進行分析，為高中化學教師的教學工作提供參考。

【關(guān)鍵詞】流程圖法? 高中化學? 認知結(jié)構(gòu)? 醛

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）14-0183-02

認知結(jié)構(gòu)是學習者通過不斷的學習，對知識充分掌握后，在腦海里形成的知識的脈絡(luò)和框架。國內(nèi)外不同學者對認知結(jié)構(gòu)有不同的理解，學者們提出了很多不同的認知結(jié)構(gòu)的測量以及表征方法。比較常用的有流程圖法、樹狀圖法、自由詞語聯(lián)想法、受控制詞語聯(lián)想法以及概念圖法。流程圖法自提出后，被廣泛用于測查學生的認知結(jié)構(gòu)。

流程圖法通過試驗將數(shù)據(jù)可視圖形化，用于定性的表征學習者的認知結(jié)構(gòu)，通過流程圖法得到的數(shù)據(jù)更加準確，同時也更具有代表性，因此流程圖法被廣泛運用。醛是有機化合物中一類具有代表性的重要衍生物。醛是由烴基與醛基相連而構(gòu)成的化合物，簡寫為R-CHO，充分掌握其有關(guān)性質(zhì)，可以幫助學生更好的建立知識結(jié)構(gòu)，通過正確理解醛的有關(guān)性質(zhì)，更好的掌握醛類、羧酸以及醇類之間的反應(yīng)和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以構(gòu)建清晰的有機知識框架，進而把醛作為合成題重點（幾乎年年考，年年許多同學們都摸不著頭腦）在高考中取勝。

一、研究假設(shè)

認知結(jié)構(gòu)通俗的講就是學生通過不斷學習積累知識，在頭腦中建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)的過程。因為每個獨立的個體的學習認知能力有所差異，積累的知識和經(jīng)驗也不同，學習知識時的思維參與不同，造成了不同個體認知結(jié)構(gòu)層次的差異。通常認為，高中化學知識的認知結(jié)構(gòu)分為3個層次：

1.信息記憶水平

我們在剛開始學習化學的時候，通常是通過觀察宏觀現(xiàn)象，建立符號之間的聯(lián)系，最后再結(jié)合微觀信息來進行理解記憶。在我們的頭腦中進行信息記憶，主要是進行從宏觀到微觀，再由符號相結(jié)合的信息整合。（如2018年全國一卷理科綜合試卷第10題）

2.程序操作水平

我們大多數(shù)是通過“記憶”來學習化學，在我們的頭腦當中通過記憶，對如何更好的學習化學進行不斷的整合，然后可以形成一種規(guī)律或者是一種程序。（如2018年全國一卷理科綜合試卷第8題）

3.理論整合水平

當我們處于這一水平的時候，就能夠充分的理解和把握化學的本質(zhì)，可以更加熟練地完成對于化學的學習，同時能把化學的內(nèi)容應(yīng)用于生活中的各個角落。（如2018年全國一卷理科綜合試卷第13題）

案例1： 在“醛的性質(zhì)和應(yīng)用”這一章節(jié)

我們可以先認識醛的組成以及醛的結(jié)構(gòu)特點，然后學習醇、醛、羥酸三者之間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系;再根據(jù)之前學習過的有機化合物組成、結(jié)構(gòu)的特點，認識醛的加成、取代和消去反應(yīng)。在高中有機化學基礎(chǔ)（選修）中這樣來描述醛的性質(zhì)（見右圖）。最后通過結(jié)合生活中的實際情況，學習醛對環(huán)境或者人的健康所造成的影響，關(guān)注醛安全使用的問題。

二、明確高中生對于化學的認知情況

1.高中化學學科涉及范圍廣，同學難以對化學產(chǎn)生整體性綜合性的認知

我們高中所學習的化學，涉及到了物質(zhì)性質(zhì)的研究、涉及到了各種元素及元素的相關(guān)特點、涉及到了不同物質(zhì)的特性、分類，還要求我們會做一些相關(guān)實驗，會學習一些物質(zhì)的制法、如何反應(yīng)、以及怎樣檢驗等，在學習化學的過程中需要運用物理、數(shù)學以及生物等等學科，所以化學的學習是一定程度上依賴我們對理科的綜合運用能力。在學習化學的時候，化學相關(guān)能力是建立在堅實的基礎(chǔ)知識上的，想一口吃成個胖子，就很難學好化學。

2.對化學實驗的認知不夠

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學。在我們高中化學中每一個章節(jié)都間或有幾個實驗。但因為我們對化學實驗的認知不夠，對實驗知識的拓展能力有限，化學實驗總是做不好。（可能是因為暫時的實驗課缺乏或者實驗課質(zhì)量差、同學們不重視）

3.化學部分知識與我們現(xiàn)有思維方式相悖

在我們學習高中化學的時候，有一些概念是不同于我們?nèi)粘Ｉ钪械母拍畹?，這樣就會與我們已有的認知相悖（比如純堿不是堿而是鹽，工業(yè)酒精不只是乙醇而還含有甲醇），我們就會形成思維的障礙，一時難于理解。

三、研究方法與過程

1.研究的對象

選取某一高中某一年級，根據(jù)化學考試的成績，選擇某一班級中，化學單科成績中間三分之一以及最后三分之一的同學作為研究的對象。

2.研究的過程

通過流程圖法測查同學們對于化學的認知結(jié)構(gòu)。

第一步，引出認知結(jié)構(gòu)。在學習完“醛”這一章節(jié)的第一周，設(shè)置一些不含有任何的提示語句的問題，比如：

（1）對于我們學過的“醛”這一章節(jié)，哪些知識點或概念你認為比較重要;（2）請對上一個問題所說的知識點或概念進行更詳細的表述;（3）請說出你所認為重要知識點之間的聯(lián)系。

第二步，表征認知結(jié)構(gòu)。對于第一步的問題的結(jié)果進行表征，表征的每一幅流程圖中都含有兩個箭頭，一個是用來表示同學對于知識的表達順序的線性箭頭，這一箭頭可以認為是順序編碼;另一個是用來表達上一步同學所闡述的知識之間的邏輯關(guān)系的回歸箭頭。

在繪制流程圖的時候應(yīng)該遵循的三條原則：（1）在第一步中被試者所提到的每一句完整的描述，都要將它寫到流程圖當中;（2）如果被試者的話語中有復(fù)合性的描述，就需要將這一描述拆分成單一的知識點;（3）在繪制回歸箭頭的時候，需要把回歸箭頭指到第一次出現(xiàn)邏輯關(guān)系的地方。

第三步，量化分析認知結(jié)構(gòu)。

第四步，對特定的知識結(jié)構(gòu)內(nèi)容進行分析。在第一步的調(diào)查當中，同學可能對于知識的掌握情況不夠熟練，腦子中容易有一些錯誤的概念，就需要對這些特定的知識結(jié)構(gòu)內(nèi)容進行分析，為老師的教學以及同學觀念的轉(zhuǎn)變，提供一定的參考和建議。

四、結(jié)果與討論

1.同學認知結(jié)構(gòu)的定量分析

以同學2為例子，對于流程圖同學2中知識點總共為11個，其中有6個回歸箭頭，還有一個錯誤描述，就說明該流程圖的廣度為11，豐富度為6，錯誤描述為1，計算的整合度為：6/（11+6）=0.35，信息的檢索率為：11/146=0.08。

2.同學“醛”的學習情況分析

我們在學習化學時，對“醛”并沒有進行深入的研究，學習的主要內(nèi)容包括醛的組成結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)、物理性質(zhì)以及醛的有關(guān)應(yīng)用。通過對36名學生有關(guān)醛的流程圖進行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)學生主要存在兩方面的困難，首先是對醛與銀氨溶液反應(yīng)，還有新制氫氧化銅的兩個特征反應(yīng)掌握不足，具體體現(xiàn)在對化學反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物判斷錯誤、或者出現(xiàn)遺漏以及系數(shù)的配平問題上。

3.結(jié)論

通過對同學醛的認知結(jié)構(gòu)分析得到以下結(jié)論：

（1）我們學生對醛在認知結(jié)構(gòu)上存在定量和定性兩方面的差異。程度好的學生在認知結(jié)構(gòu)上較其他學生層次性、整體性和深廣度上都更加優(yōu)秀，對知識的認知結(jié)構(gòu)更好，其知識的豐富度、整合度、廣度、信息檢索效率較高，且錯誤描述較少。所以流程圖法能為教師提供更合理的標準對同學進行評價，通過這些信息對同學知識結(jié)構(gòu)的整體性、豐富性和正確性做出合理的評估。

（2）我們在學習醛的過程中，存在的困難主要有：對醛與銀氨溶液的反應(yīng)掌握不夠，對新制氫氧化銅的兩個特征反應(yīng)也理解不足，錯誤主要集中表現(xiàn)在對反應(yīng)產(chǎn)物的分析錯誤或者遺漏，還有方程式的配平上。

4.建議

要引導(dǎo)我們使用更加科學的信息處理方法。如果經(jīng)常采用錯誤的信息處理方法，就會導(dǎo)致我們知識結(jié)構(gòu)不清晰，不能形成知識網(wǎng)絡(luò)，這不利于我們知識的積累，同時也會極大地影響學生的學習效果。教師們可以通過引導(dǎo)我們運用先進的技術(shù)水平，來進行信息的處理，因為畢竟只有經(jīng)歷過的才印象深刻，從而組織學生更好地學習知識，提高我們對于化學的認知結(jié)構(gòu)使其更加整體和正確。要更加注重化學的學習過程性，教師們在對我們進行授課的過程中，應(yīng)該要盡可能的給我們講解知識產(chǎn)生的過程，讓我們從本質(zhì)上了解知識是如何產(chǎn)生的。這可能會浪費一點時間， 但是卻能讓學生的化學認知提升到一個更高的水準。如果這樣做，面對高考，我相信同學們一定能做題有依據(jù)，做題有自信，從本質(zhì)上理解，沒有解不開的難題。

總結(jié)

總而言之，本文首先提出了研究假設(shè)，然后簡單介紹了高中生對于化學的認知情況、提出了運用流程圖法測查高中生化學認知結(jié)構(gòu)研究方法與過程、最后進行了總結(jié)，并對結(jié)果進行了討論，向大家介紹了如何以“醛”這一化合物為例，通過流程圖法測查高中生化學認知結(jié)構(gòu)。

參考文獻：

[1]金天斌.學校暗示教育作用及系統(tǒng)構(gòu)建[J].中國教育學刊，2010（03）：87-89.

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