运用认知访谈诊断学生化学学习问题的实践

    袁红霞 王延 王朝晖

    

    摘? ?要：在初中化学课程实施中，很多关键概念和原理教师讲解多遍学生仍是茫然。本文尝试运用认知访谈技术诊断学生的学习问题，帮助教师从学生角度认识问题，为一线教师提供针对性地补救教学建议，帮助教师从关注单一聚焦知识缺漏到关注知识缺漏的补救、认知过程的优化、学科能力的提升，从而使教学改进的策略更立体全面。

    关键词：认知访谈;化学方程式的计算;补救教学

    在学生学习关键概念和原理遭遇困难时，基本上教师拿到的一手资料只有考试结果数据，例如某小题得分率为多少，但是对于学生学习困难的真实原因就不得而知。这样现实教学中就经常出现教师知识点讲多遍，但学生仍是茫然，不仅师生都疲惫又达不到预期的教学效果，这是现实教学中面临的难题。基于此，本文运用认知访谈技术诊断学生的学习问题，帮助教师从学生角度认识问题，一方面根据学生的认知情况，从属性试题库中调选出试题，推送个性化资源给学生，进行巩固练习;另一方面指导教师在发现学生学习问题后，有针对性地重新设计化学教学活动来补救教学，帮助其克服困难达成学习目标。

    1? 认知访谈

    认知访谈技术是一种利用出声思维和口头提问的方式来揭示个体问题，解决内部思维过程的技术[ 1 ]。认知访谈是基于学生学习重要概念或知识遭遇困难时，测试用于诊断学习问题，访谈用于了解问题背后的原因。然后再基于认知过程设计有意义的学习，以能力提升带动学生对知识的深度理解和积极的学习体验。访谈问题的设计需根据初中学生认知特点，访谈提纲具有一定的共性，一般以非指导性问题开始，逐步深入一般性问题、具体信息提问、信心判断提问等，并且要针对学生在测试题中出现的具体问题[ 2 ]。

    2? 认知访谈案例分析

    2.1? 工具的编制

    化学计算题一直是中考必考题目，是初中化学学习中的重点也是难点。利用化学方程式的计算不仅仅是考察学生的计算能力，还要学生认知定量研究对于化学学科发展的重大作用。利用化学方程式的计算也是阶段内容的小综合，要求学生具备相对原子质量含义、相对分子质量计算、质量守恒定量和化学方程式的含义等知识的基础，运用在不同问题情境下的进行定量计算[ 3 ]。本次研究是在厦门市九年级初中教学毕业班质量检测评卷完后，通过对全市的质检考试成绩进行大数据分析发现计算题第18题的满分8分，但是全市均分2.08，得分率仅26%，班级内有很多学生本题得分几乎为0。计算题虽说是难点，但是一线教师对这部分内容训练很多，出现很多零分现象是非常出乎意料的。通过对原试题的剖析和学生的错误总结，分解出原题中几个关键核心知识点：质量的计算、单位换算、化学方程式的含义、计算过程的基本步骤。依此编制诊断18题的知识与能力属性的试题，认知诊断的测试题如下。

    2.2? 测试人员选取

    根据考试数据选取总分61分以上（即中等以上），本题得分0-0.5的同学30人。这部分学生基本上具备基本的计算能力和计算题作答步骤，但是对考试中此题得分几乎为0，试图通过认知访谈了解超低分段学生思考本题的过程，找出学生认知障碍点。

    2.3? 认知访谈提纲

    （1）请问第18题考查哪些知识点？题目要求你做什么？（如果学生无法回答，可以尝试给出概念本身，看学生是否能用这个概念推导正确答案。）

    （2）这道题你是怎么理解的？说一说你的解题过程。（如果学生无法回答，可以再深入提问具体知识点。例如考查到质量的算法，单位的换算你是怎么算出的？计算的基本过程你会吗？本计算题你觉得哪一步难？）

    （3）你对自己的答案有信心吗？

    （4）你认为这道题的解答关键是什么？

    （5）你认为解决类似问题要注意哪些方面？

    2.4? 学生的主要学习问题

    （1）解题速度不够。本次毕业质量检测的考试，整体阅读量大导致难度提升。部分学生解到本题的时候时间比较紧，来不及写完或是没有足够的思考时间，以致出现很多零分的现象。

    （2）非智力因素，学生对于完成此题的信心不足。一方面平时缺乏熟练的数字计算，看到第一小问计算的小数点位数比较多后有些慌乱。另一方面看到题目让求出一个相对原子质量，平时遇到过的都是让求出一个未知的质量，对很多学生来说本小题完全是突破认知，不知道如何入手，以致慌乱紧张后更加手足无措，找不到思路。

    （3）利用化学方程式计算的本质模糊不清，只会机械依葫芦画瓢。我们通过认知诊断题组作答情况和访谈分析发现，如果题目给出相对原子质量来算质量，像认知诊断题组的第3题，绝大部分学生都可以按套路写出方程式计算所需的七个步骤，但对于求相对原子质量却找不到思路。访谈中发现具体原因有以下两种情况：第一种是学生对于化学方程式含义中的一项质量关系与数量关系混淆在一起。对诊断题中的判断并改正题，错认为CH4+2O2 =CO2+2H2O中系数1+2=1+2，故而符合质量守恒定律。这样一来更无法理清楚运用化学方程式的质量关系和真实质量对应成比例，也就不知道如何求出相对原子质量了。第二种是题目突破了学生的认知，一个很有意思的现象，我们在访谈的时候，有几个学生说不知道相对原子质量可以设为未知数，不能够理解任意一个待求量都可以设为未知数，以至于看到题目的问法就傻了，完全找不到头绪得零分。

    （4）单位的换算不熟练。质量等于密度乘以体积这个公式学生都可以理解，但是认知诊断的题目做的不好，例如“若某气体密度为ag/mL，体积为bL，质量为_______________。若某气体密度为ag/L、体积为bmL，質量为________。若某气体质量为ag，密度为bg/L，体积为_________mL”。此题基本学生没办法全对，单位的换算很容易混乱，不知道单位之间应该如何换算，特别对于g/L和g/mL存在怎样的关系，理不清楚。另一种情况是即g·L-1就是g/L不知道，考题中出现0.089g·L-1这个单位形式，部分同学不知道其含义，不知道如何进行计算质量。

    3? 对补救教学的建议

    3.1? 摒弃模式化和技能化教学，体现学科本质

    利用化学方程式的计算教学，目前一线教学普遍过于模式化和死板，固定了学生的认知，大部分学生不理解能够运用化学方程式计算的原因，只是机械的按照老师教的几个步骤，运用固有的套路去做题。例如如何设未知数，如何运用一个已知的纯净物质量去算另一个物质的质量，规范的七个步骤学生可以答的很好，但是调换一个未知数后学生就完全找不到头绪。因而在教学中最好出前置作业，先发现学生的问题，后采取有针对性的措施以提升学生的认知。另外教师在教授计算题的时候，要先讲解解方程式的含义，让学生理解化学方程式的含义中的质量关系，运用质量关系和真实的质量比例相等来进行解题。再突破学生的认知禁锢，在计算题中的比例式可以知三求一，未知数可以是待求的任意一个量。

    3.2? 着力优化教学情境，促成有效建构

    从测试和访谈的结果看，学生的学习困难往往与概念理解表浅有关，导致在新情境中无法关联和调用，而这与教师的教学深度、学生参与课堂学习的深度关系密切。为此教师应着力优化教学情境，力促学生亲历概念建构过程，并有效建构概念。在新课教学中概念学习与建构是核心任务，避免单纯的知识单向传递，为学生的学习创设有意义的学习情境，从课本情境、生活情境、学术情境等不同层次，让学生经历同化和顺应的过程，逐步理解和建构概念;通过比较和归类，归纳和概括等强化概念之间的关联，逐步完善知识结构。

    3.3? 着力促进可迁移学习，丰富认知角度

    在教学过程中，重视设计符合学生认知发展脉络的问题线索和活动线索，教学活动的主体放在对核心问题的探讨上，关注点从“是什么”（观察、识记与理解等）到“为什么”（解释、论证等），再到“怎么办”（方法、途径、策略等）。尝试增加围绕“认识转变”设计问题和教学流程，转变仅仅围绕知识设计，努力丰富学生的认识角度，优化学生的认识问题的方式。尤其是研究不同类型学习活动的切入时机，努力在有限的课堂时间内，实现针对性促进不同水平学生的可能性。

    参考文献：

    [1]许瑜函，朱虹，杨向东. 认知访谈在教育研究和实践中的应用[J].教育发展研究，2013（8）：42-49.

    [2]伯海英.运用认知访谈诊断初中生学习问题的尝试[J].中学生物教学，2018（11）：14-17.

    [3]王锋.应用教与学一體化教学设计开展 “精心预设”的研究 ——以初中化学 “利用化学方程式的简单计算”教学设计为例[J] .化学教育，2016，37（3）：34-40.