学优生和学困生“化学信息题”表征差异研究

谈素梅

（南京市江宁高级中学 江苏 南京 211100）

一、研究设计

被试为南京市江宁高级中学高三理化组合学生。我们在其中选择了50名学优生和50名学困生。采用记名方式要求被试15分钟内完成问题测试卷题目。然后从50名学优生中按测试卷4道题抽取准确率高的前3名，从50名学困生抽取准确率低的后3名。先对学生进行口语报告训练，然后学生进行解题报告。问题测试卷所选4道题均来自各地化学高考模拟卷中最新的信息题。口语报告上的内容是两道有代表性的信息题。

二、研究结果和分析

1.学优生和学困生信息题的表征差异体现在信息处理能力上

信息题的解决过程实质上是接受信息、输入和处理信息、输出信息的过程。问题表征能力高低的关键是看学生的信息处理能力。下面是口语报告中解决两题时的部分录音分析。

读题，看到第一问后又重新回头读题，当主试问到：“你在找什么。”被试回答：“在找环戊二烯。”又重新读题，主试提示：“什么是环境不同的氢原子。”“就是有几种氢，那应该看环戊二烯发生的反应。环戊二烯可以和钠反应，哦…，看二茂铁的结构，如果比较对称，那氢就是相同的。”（没有画出二戊烯的结构图，直接写了答案5，分析了二茂铁，也画出了上下两根对称轴，但答案写了5）。读到题中 “无色晶体在193℃升华”。解决的问题 学优生学困生环戊二烯与二茂铁中各有几种化学环境不同的氢原子。“看有几种氢，应先写出环戊二烯的结构式，然后再根据对称轴来判断有几种碳，然后再判断有几种氢，环戊二烯有三种氢，二茂铁是关于铁的镜像对称，由图可知，5个氢处于同一环境。”会一边读题一边解读信息：“易升华，说明沸点低，可能是分子晶体”。读题中信息“电解液为碘化钠的环戊二烯溶液”对这句话的理解是“升华后是气体，不是晶体了”。会想到：一般提到I－会考查其还原性，就像提到浓HNO3会考查其氧化性，那I－的作用可能是还原剂。题目中提到NaI是电解液，电解液当然是起导电作用。

我们发现，学优生能够较好处理冗余信息和干扰信息，能更好更快地表征问题、确定思考的方向。但是，学困生在表征问题时需要理解和接受问题中的每一个信息，不管它是干扰信息还是冗余信息，否则就不能表征问题，问题解决也就无法进行，转换信息的水平不高，表征问题的能力偏低。

学困生信息处理能力低还体现在不能将有关的信息综合成一个相互关联的整体，试题的信息越多，越不知所措。如解决第2题“由金属钠与环戊二烯（C5H6）在四氢呋喃 （代号THF）溶液中反应，先制得环戊二烯钠，然后让环戊二烯钠与氯化亚铁反应制得二茂铁。”其实是一个多余信息，但学困生普遍表现出反复阅读此信息，在解决“环戊二烯与二茂铁中有几种化学环境不同的氢原子”时还关注此信息。

2.学优生和学困生信息题的表征差异体现在拥有的图式上

各种化学信息题的共同特征是将化学知识渗透在相关的情境中，以信息给予的方式糅合化学知识。因此化学信息题中信息对应着不同的化学基础知识。学生在解决化学信息题时，通常需要分析：“问题所提供的信息究竟意味着什么，问题的本质是什么？”要回答这些问题就必须依赖已有图式。

图式具有内隐的特点，无法对图式进行直接测量，但可以通过外部手段来调查，根据学生口语报告的定性分析是一种方法，我们还可以根据学生对信息题中的问题本质的分析来推断其图式水平。下面是从问题测试卷中摘录的学优生和学困生中有代表性的分析过程：

题目 学优生 学困生1 由等电子体结构相似，结构决定性质，所以考虑B3N3H6的相关问题，只要将B3N3H6转化为C6H6即可。B3N3H6与C6H6是等电子体，结构相似，根据苯的结构写出B3N3H6，再根据其官能团判断具有的性质。2 关于卤素单质的溶解问题，与“相似相溶”原理有关，需要判断溶剂的极性。有苯、有四氯化碳，应该跟溶剂密度有关。3 由信息知卤代烃发生取代反应的实质是带负电的原子团取代了卤代烃中的卤原子。由信息知卤代烃的取代反应必须有OH－参与才行，与NaHS的水解有关。4 考查ClO－被H2O2还原，产生O2。 由“反应放热，会出现白雾或沸腾等”现象来推测。

我们可以发现，学优生头脑中存贮的知识具有层次结构，不同知识之间都能建立起一定联系，因而在解题过程中，他们可以判断出测试题目的本质，可以从原有的问题图式中调出必要的知识和技巧进行解题。而学困生由于掌握的知识较零散，不能有效判断出信息题考查的实质内容，提取已有知识时，眉毛胡子一把抓，或是从最基础的知识出发，一步步推导，花费较多时间。

口语报告中同样能体现出来。如在解决第1题选项A“As2O3是砷的最高价含氧酸的酸酐”时学优生C与学困生E的解题记录：

学优生C：在纸上画出了元素周期表的部分：同一主族的 N、P、As；写出了 HNO3、H3PO4、H3AsO4；N2O5、P2O5、As2O5；标出了选项中As2O3中As的价态；判断出A选项是错误的。

我们再来看看学困生E此选项的解决过程是：

学困生E：因为酸酐是两个酸的结合，所以它不一定正确。

又如，在解决第2题“环戊二烯与二茂铁中各有几种化学环境不同的氢原子”时，学优生均能很快提取到解决此类问题的知识原型，转化为看这两种有机物结构对称性问题，而学困生则思维模糊，有从题目中找信息，看二茂铁发生的反应的。在解决“写出二茂铁与浓硫酸、醋酸酐［（CH3CO）2O］混合发生磺化反应生成一取代物的化学反应方程式”同样也是，学优生能很快想到苯的磺化反应，进而类比，而学困生普遍都记不起磺化反应是什么。

三、对教学的建议

1.化学教学应教会学生如何对问题进行表征

在平时习题教学中，例题给出之后，教师不要急于去分析和讲解，要留出一定的时间让学生去理解、表征问题，要给学生创造表征问题的机会。不能为了多讲一道题或是赶进度，而去压缩学生的思考时间。教师要引导学生经常反思：“我能不能划出问题中关键词？”；“我能不能用自己的话把问题重新表述一遍呢？”；“这句话除了字面意思外，还有什么深层次的含义吗？”；“我能不能用其他形式（问题图式、图形、表格等）把问题呈现出来呢？”等等，通过这样训练学生信息题的表征，尽量让学生主动应对信息题。

教师还可以设计一些信息含量大、信息隐晦的信息题，引导学生对题给信息进行抽象概括，对学生进行表征训练，这对学困生解决问题有重要影响。因为学困生缺乏正确的问题表征，把握不住问题的本质，因而在表征的过程中，容易停留在浅层表征层次。通过一系列例题的引导、归纳，让他们在解决这些问题中，提高表征能力。

2.化学教学应让学生形成高度概括的图式

虽然信息题提供的知识是问题解决者没有接触过的，但并不是完全与问题解决者已有的知识经验无关，只是相关的知识经验存在于不同的图式中。从实验可以看出，学优生拥有大量问题解决的图式，因此表征问题能力强，而学困生则思维混乱。因此，在化学教学中，教师不仅应教给学生相关的化学知识，还应帮助、引导学生建构化学知识网络，实现知识结构的整体优化。这样学生能对化学知识结构有一个清晰的整体把握，弄清化学基本概念、基本理论和原理间的联系和区别，将头脑中的知识结构化、整体化、网络化，在面对新信息的时候能很快的将问题中所提供的信息融入自己的知识体系中，找到所要解决的化学问题与原有知识组块中的“相似块”，迅速从长时记忆中提取出恰当的图式，准确的建立起化学问题的表征。