高中化学反应限度学习进阶研究

发布时间：2020-08-11 16:37

【摘要】：学习进阶是当前国际科学教育领域的重要研究课题,其开发研究促进了课程、教学、评价的融合。本文以化学反应限度为研究对象,设定了以下主要任务:第一,构建初、高中化学反应限度学习进阶预设模型;第二,开发测量评价工具,检验并确立学习进阶模型;第三,基于学习进阶模型,讨论其在课程设计、教学设计、学业成就评价领域的应用。论文主要采用教育文献分析法、教育测验法、教育资料分析法和访谈法等研究方法。在文献综述基础上,确立了研究起点:(1)以美国国家理事会2007年界定的学习进阶和伯克利评价系统为基本理论模型展开研究。(2)化学反应限度是化学学科核心概念,在学习进阶研究领域尚属空白,确立为研究对象。(3)学生在学习化学平衡时,迷思概念覆盖面广,而且产生原因复杂;教学过程中所采取的教学策略未能从学科本原上实现迷思概念转换。因此研究具有重要价值。在此基础上确立了核心研究问题:模型构建、假设进阶检验。在文献综述及核心研究问题基础上,进一步明确了研究目标和研究内容,清晰了研究思路。(1)学科本体研究:化学、物理学、科学哲学三个学科均对化学平衡进行了研究,但是三个学科在研究对象和理论基础方面有所差异。化学和物理学的研究对象是孤立系统、近平衡态,理论基础分别为化学热力学和统计热力学;科学哲学的研究对象是开放系统、远平衡态,理论基础为自组织理论。基于研究对象相同,综合化学和物理学做了学科理解,结果表明限度是化学平衡的学科本原。这为进阶维度抽提奠定了基础。(2)课程研究:(1)基于国内外化学平衡主题课程标准研究,在基础教育阶段,学生将实现以下几方面的认识转变:第一,物理平衡向化学平衡认识转变;第二,物理过程平衡向化学过程平衡认识转变;第三,不可逆化学反应向可逆化学反应认识转变;第四,化学反应大趋势向化学反应小趋势认识转变;第五,认识思维方式和认识视角的转变。这为成就水平划分奠定了基础。(2)2017版高中化学课程标准提出基于问题解决的课程目标,具有素养性;提出“教-学-评”一体化,具有功能性;教学是面向全体学生的,具有基础性。这为表现期望表达奠定了基础。以学习进阶要素模型(包括进阶维度、成就水平、表现期望)为基础,基于科学认识论和建构主义理论构建了学习进阶理论模型,进行了化学反应限度学习进阶预设模型构建。(1)以科学认识论为理论基础,抽提出静态本质、动态规律、价值为进阶维度,结合学科本体研究,抽提出限度的表征、限度的改变、限度改变的价值为进阶维度。(2)以科学认识论为基础,结合化学学科特点,抽提出认识思维、认识对象、认识视角三个进阶变量。充分考虑了学生的认知思维发展规律,划分出7个成就水平。(3)以进阶变量为基础对进阶维度进行描述提出表现期望。表现期望要本原化、价值化、素养化,结合学科特点,进一步细化为知识理解、表征,实践应用,知识迁移。基于学习进阶预设模型和Rasch模型的基本要求,开发了测量评价工具,制定了评分标准。进行循环迭代试测,对分离度、信度、单维性、模型数据拟合、评分等级结构等进行了检测,结果显示基本符合要求。通过大样本检测,认识思维、认识对象两个进阶变量得到证实,预设与实证在认识视角方面出现了交错。进阶确立既要尊重实证检验结果,同时又要符合一般认识规律,经综合考虑,最终确立了高中化学反应限度的学习进阶模型。学习进阶研究对课程设计、教学设计、学业成就评价具有重要的借鉴参考价值。(1)课程设计:进阶维度的抽提为课程设计的一致性提供了借鉴参考,成就水平的划分为课程设计的连贯性提供了借鉴参考,以此进行初高中化学课程标准的学段统整和概念统整。并构建了基于化学反应限度学习进阶研究的分年级课程标准。(2)教学设计:以“高考”为指挥棒的课堂教学实践忽视了学生的思维发展,而基于2017版高中化学课程目标和新高考的课堂教学应该关注学生的思维发展,进行“素养为本”的课堂教学。学习进阶对于素养教学的贡献为:认识理解本原化(本原性维度抽提)、认识思路结构化(整体性逻辑把握)、认识视角显性化(明确提出认识视角)、认识思维进阶化(基于思维本质概念拆解)、认识目标素养化(基于问题解决的表现期望)。并以“勒夏特列原理及应用”为题提供了教学设计案例。(3)学业成就评价:基于学习进阶实证研究结果,考查学生的认识思维发展,划分出3个水平。评价对象为S市某重点高中高三全体学生,以最近一次全校考试成绩为基准将学生分为三组,测量结果与成绩分组呈现良好的一致性,进一步验证了测量评价工具具有较高的信效度;以性别为基准将学生分为两组,测量结果显示女生表现优于男生。通过质化访谈验证了量化测量结果。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G633.8
【图文】：

图 7- 2 测量工具单维性检验（第一次）具包括 13 个试题，其对应关系见表 7-4。表 7- 4 测量工具单维性检验对应关系表（第一次） 题 目 Loading 符 号 题 目 I12 0.79 a I2 I13 0.67 b I3 I10 0.50 c I1 I7 0.04 d I8 I4 -0.03 e I5 I9 -0.73 f I6 I11 -0.82对应关系，I2、I10、I12、I13 四个试题的 Loading 值落在[-0，这说明存在着其它结构。其它试题的 Loading 值落在[-0.40,0符合 Rasch 模型的基本假设。组分析后，I2 试题是通过可逆反应视角认识单一化学反应，化学平衡知识进行问题解决，这对于学生的思维发展都是必须二轮测试中予以关注。

1.53 3.2 0.75 -1.8 1.15 1.1 0.74 -1.9 1.34 2.2 0.97 -0.1 差值都在 0.21-0.24 之间it MNSQ 和 Outfit MNSQ 的量是有意义的，I8 的 Infi.2，因此这几道试题，尤其-0.65，这一数值范围符合被试能力和工具难度呈现

7- 4 试测后的评分等级概率结构图（第一次率结构图可以看出，0、1、2 的评分等级结构及修正建议后得出如下结论及修正建议：合 Rasch 模型测量的基本要求，暂时不做题目具中的所有试题予以保留，但对其信息的描测试中存在问题的试题，在第二次测量中予以较低，因此在第二轮测试中要扩大样本量，能力和试题难度相当，因此继续采取随机抽样程及分析收集层随机取样的方式。测试对象为 C 市一重点中

本文编号：2789309