高中学生化学认知障碍的成因及应对策略分析—以“氧化还原反应”为例

高中学生化学认知障碍的成因及应对策略分析—以“氧化还原反应”为例

刘建宏

西安市八一民族中学  陕西省西安市

摘要：氧化还原反应是高一化学教学的重点与难点，高一学生在学习此知识时存在一定的困难和障碍，会直接影响后续的学习。为此，有必要探查高一学生在氧化还原反应学习中的认知障碍。本文通过问卷调查结合访谈法，以加涅的学习结果分类理论为依据，从言语信息、智慧技能以及认知策略三个方面，探查高一学生在学习氧化还原反应时存在的认知障碍，并结合多年教学经验分析解决这些认知障的碍的应对策略。

关键字：高一学生；氧化还原反应；认知障碍；

1.高一学生的特点

根据皮亚杰的认知发展理论，高一学生正是十六七岁的年纪，处于形式运算阶段 [1] ，其思维已经脱离了现实可感知事物的束缚，能把事物的形式从内容中区分开来，可凭借各种抽象符号的去解决问题，但认知结构和图式还不完善。比如：认知结构混乱，主要表现在化学语言表述不清楚；基本概念辨别不情、理解不透；部分学生解决问题只从表面考虑，一旦迁移到其他情境中，就会遇到困难。此外，高一学生的元认知能力不强。比如：学完氧化还原反应这一节内容时，不能按照其中的概念、概念组进行归纳、总结，不能顺利的迁移到同一类型的其它问题。

2．认知障碍解读

加涅在《学习的条件》一书中提到学习者的三种认知领域的学习结果，包括言语信息、智慧技能、认知策略、态度和动作技能。因此，本文界定的认知障碍指的是，智力正常的学生，在学习过程中时，表现出的言语信息、智慧技能和认知策略能力三个方面的欠缺或不符合学习的认知规律。

3．“氧化还原”认知障碍调查研究

3.1问卷调查法实施

（1）研究对象

本校高一全体学生。

（2）问卷的编制

在查阅和梳理大量文献以及对课题组成员讨论的基础上，初步确定探查的维度、广度和深度；在加涅学习目标分类理论的指导下，利用教材、教参书和各种网络资源，设计和编制“高一学生氧化还原反应认知障碍调查问卷”。问卷一级维度依据加涅学习结果分类理论确定，共有三个子维度，即言语信息障碍、智慧技能障碍、认知策略障碍；二级维度确定为以下四个子维度，分别是：关于“氧化还原反应”关键字词和名称的了解障碍；概念、概念组、方程式的辨析障碍；规律习得障碍；迁移应用障碍。

3.2  结果与分析

表１　“氧化还原反应”认知障碍一级维度的答题情况

通过表１可知，学生在氧化还原反应测试题中，一级维度中，言语信息维度各题平均正确率为68.0%，学生存在较轻程度的认知障碍；智慧技能维度各题平均正确率为 47.6%，学生存在中等程度的认知障碍；认知策略维度各题平均正确率为28.6%，学生存在较重程度的认知障碍。

表２　“氧化还原反应”认知障碍二级维度的答题情况

通过表2可知，二级维度中，关于“氧化还原反应”关键字词和名称的了解维度相关题的平均正确率为 68.0%，存在较轻程度的认知障碍；概念、概念组、方程式的辨析维度相关题的平均正确率为49.6%，存在中等程度的认知障碍；“氧化还原反应”规律习得维度相关题的平均正确率为50.9%，存在中等程度的认知障碍；迁移应用“氧化还原反应”维度相关题的平均正确率为 30.5%。

3.3“氧化还原反应”认知障碍调查结论

调查结果显示，高一学生在学习氧化还原反应时存在中等程度的认知障碍。从一级维度来看，言语信息维度由较轻的认知障碍，智慧技能维度存在中等程度的认知障碍，而认知策略维度存在较重程度的认知障碍。从二级维度来看，有关“氧化还原反应”关键字词和名称的了解维度，学生存在较轻程度的认知障碍；其中概念、概念组、方程式的辨析维度，学生存在较轻程度的认知障碍；“氧化还原反应”规律习得维度，学生存在中等程度的认知障碍；迁移应用“氧化还原反应”维度，学生存在较重程度的认知障碍。

3.4 “氧化还原反应”认知障碍的成因分析

（1）高中生认知水平的局限性，抽象思维能力、想象力都相对薄弱。由于学生的这种思维特点，认识事物的层次存在局限性，从而导致在学习过程中存在一定程度的认知障碍。

（2）知识结构化程度低。学生头脑知识网络图不成系统，不能有效的组织和转换相关概念及概念组，导致学生在辨析概念、概念组的维度存在认知障碍。

（3）概括基础事实能力欠缺。学生不会利用思维概括基础事实材料，形成有效的结论；不善于运用概念进行判断和推理。

四、“氧化还原反应”认知障碍的应对策略

1.创设真实情境， 力求克服学生的认知障碍

情境教学倡导教学以解决现实生活中遇到的真实问题为目的，真实的情境对学生知识的理解与建构具有重要意义。调查研究发现学生存在认知障碍源于“氧化还原反应”

内容本身的复杂性和抽象性。因此教师在具体教学中，可创设真实情境，来提升学生的理解水平。学生更容易发现概念与现实生活的联系，更深刻地体会到“氧化还原反应”的重要作用和意义，进而达到突破认知障碍的目的。

2.构建知识网络，力求克服学生的辨析障碍

高中化学知识的深度和广度相比初中阶段明显加强，同学们普遍反映模棱两可的知识很多，很难清晰的辨别。此外，化学涵盖的问题很多，每个问题存在内在联系，甚至有些问题相似，同学们经常混淆相似的化学问题。氧化还原反应是高中化学学习的一种新的反应类型，在讲授过程中，多注重知识之间的联系，不仅要强调学生头脑中已有的知识体系，还要注意概念间的关联，帮助学生构建“氧化还原反应”知识网络图，进一步克服学生三重表征转化障碍。

3.引导自主学习，力求克服学生的迁移应用的障碍  

自主学习是学生在已有知识的基础上主动探究的学习过程，强调的是学生在学习过程中的独立性与主动性。当学生的思维有了正确的方向之后，课堂上自主权交给学生，培养学生独立思考的同时还能提升学生的问题解决能力。教师可在学生理解氧化还原反应的宏观定义之后引导他们主动发现并接受其微观本质，让学生真正体会到“宏微结合”的思想。提升解决问题的能力，从而克服学生迁移应用障碍。

参考文献：

[1]陈埼，刘儒德.当代教育心理学［Ｍ］.北京:北京师范大学出版社，2007.3:33.

[2]潘荆.高一学生“氧化还原反应”前概念的测查研究[D].西北师范大学,2016.

[3]蔡建珍.高中化学氧化还原反应教学探究与实践[J].课程教育研究,2014(11):163.

[4]徐群策.高中化学教学中“氧化还原反应”概念转变的研究[D].南京师范大学,2007.

[5]王后雄.高中化学新课程学习困难及其认知因素分析[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2009,22(06):117-123.