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1、答 辩 人： 苗 宁专 业： 课程与教学论（化学）指导老师： 李广洲 教授中学生“化学反应与能量”学习进程的研究南京师范大学硕士毕业论文答辩2012.05.14本论文主要内容1342问题的提出相关理论梳理结论与反思实践研究过程2010年，我国第八次公民科学素养调查结果1.问题的提出具备基本科学素养的仅占3.27%理科教育学习进程解决22.5% 1.1 学习进程的提出背景学习进程的萌芽学习进程的萌芽古代近代Aristotle 教育要适应儿童年龄阶段Comenius（17世纪） 要建立适应儿童年龄特征的学校教育制度Bruner（1960）螺旋式课程Brown,Campione（1994）发展长廊C
2、arpenter,Lehrer（1999）认知导向教学 1.2 学习进程的研究现状得到重视首次提出 2001年： NRC1报告“知道学生所知道”：”教育评价要整合学习进程的研究”开发案例 2005年：NRC报告2：课程、教学与评价要相互联系，学习进程是实现这种效果的潜在工具Smith等：原子分子理论Catley等：进化Kennedy等：浮力Mohan等：碳循环2 K-12年级理科学业成绩测试的设计1 NRC：National Research Council美国国家研究理事会注： 2. 相关理论梳理学习进程概 念教育价值本 质验 证特 征构 成构 成构 成 2.1 学习进程的概念学习进程（Le
3、arning Progressions）是学生学习和调查研究一个重要知识或实践领域时，其思维随着时间推移逐渐变得更加复杂的一种假定描述。起点终点水平1水平2水平3水平4水平低水平高水平中间水平 2.2 学习进程的本质序列“地图”位置下一步去哪儿？ 2.3 学习进程的构成 目标表现目标表现 过程变量过程变量构成要素 成就层次成就层次 学习表现学习表现 评价评价 2.4 学习进程的特征需要实践验证基于对理科教育和认知心理学等的研究描述的是上下限之间的不同层次的成就有多种可能的途径关注有生成性的学科知识和实践依赖于教学 2.5 学习进程的验证外推法横向代表抽样法纵向代表抽样法课堂干预法逻辑推理法构建
4、有效性结果有效性 2.6 学习进程的教育价值学习进程促进课程标准评价教学教师专业化发展 3. 实践研究过程 4、结果分析 3、访谈实施1、准备工作2、问卷测试3.1 研究的准备工作对国外一个研究对国外一个研究案例的分析案例的分析 对国内相关内容对国内相关内容的整理的整理1 TIMSS：The Third International Mathematics and Science Study，第三次国际数学和科学研究 学生回答中使用的概念和连接学生回答中使用的概念和连接的数目作为得分依据的数目作为得分依据使用来自使用来自TIMSSTIMSS1 1的的1010个题目个题目学习物理的学生知识整合层次
5、学习物理的学生知识整合层次高于学习生物和地理的学生高于学习生物和地理的学生分析课程标准分析课程标准研究教科书研究教科书 3.1 研究的准备工作化学反应与能量概念图 3.2 问卷的编制与实施问卷编制试题选择高考题或高考模拟题征求一线教师意见宏观 微观定性 定量理论 实践研究课程标准 3.2 问卷的编制与实施被试选择与问卷测试的实施年级级被试试总总人数/人测试时测试时间间/min高一金陵中学 扬扬子中学49403712高二金陵中学404040高三中华华中学扬扬子中学184099 3.3 访谈的设计与实施研究课程标准 征求中学化学教师意见参考国外访谈问题设计题目访谈实施分层抽样包含年级：初三高三各年
6、级人数：9人 3.4 结果的讨论与分析正答率 年级 高一高二高三对应人数/百分率%37/75.531/77.516/88.8题目序号：1对化学反应吸热放热的宏观认识表3.1 被试第1题的正答率“吸热反应和放热反应跟反应条件没有直接的关系”“化学反应通常伴随能量变化”“焓变就是体系从外界吸收或放出的热量Q”访谈摘录：对H与Q不能区分 3.4 结果的讨论与分析题目序号：2对键能和反应热的定量认识 表3.2 被试第2题的正答率“化学键断裂会放出能量，因为生活中爆炸是产生能量的”访谈摘录：正答率 年级 高一高二高三对应人数/百分率%25/51.038/95.017/94.4“水中的化学键为H-OH”物
7、质结构的知识有欠缺 3.4 结果的讨论与分析题目序号：3对化学反应机理的理解 表3.3 被试第3题的正答率访谈摘录：正答率 年级 高一高二高三对应人数/百分率%15/30.633/82.518/100“化学反应放出的能量是由物质的性质决定的，与状态无关”“物质的状态对化学反应中能量的变化影响较大” 3.4 结果的讨论与分析题目序号：4化学能与热能之间的转化 表3.4 被试第4题的正答率“水中氢键断裂，放出能量”访谈摘录：正答率 年级级高一高二高三（1）对应对应 人数/百分率%19/38.827/67.514/77.8（2）对应对应 人数/百分率%12/24.525/62.513/72.2“水蒸
8、发吸热，所以加水后放出的总能量减少”“水汽化吸热，促进反应向右移动，所以燃烧地更旺” 3.4 结果的讨论与分析题目序号：5对化学反应与能量的综合理解表3.5 被试第5题的正答率 正答率 年级高一高二（1）对应 人数/百分率%32/65.331/77.5（2）对应 人数/百分率%3/6.1223/57.5（3）对应 人数/百分率%43/87.840/100（4）对应 人数/百分率%36/73.539/97.5（5）对应 人数/百分率%15/30.626/65.0 正答率 年级高三（1）对应 人数/百分率%15/83.3（2）对应 人数/百分率%18/100（3）对应 人数/百分率%6/33.34
9、 结论与反思中学生“化学反应与能量”学习进程的构建关于“化学反应与能量”的叠波动态模型不同年级的学生所能达到的成就水平层次倾向相关教学与评价建议反思不足4.1 叠波动态过程模型图4.1 关于“化学反应与能量”概念发展的叠波动态过程模型4.2 中学生“化学反应与能量”学习进程水平1：学生对化学反应与能量的认识停留在感受到的宏观经验或直觉 水平2：学生利用物质的分类及性质、化学反应条件或现象初步认识化学反应中的热量变化规律水平3：学生通过反应物和生成物的总能量之间的关系和化学键理论预测化学反应中的能量变化规律，理解能量变化的本质 水平4：学生意识到能量守恒，能进行化学能与热能、电能之间的转化，理解
10、能量转化的过程 水平5：学生深入理解发生能量转化的化学反应本质，可以利用焓变、 盖斯定律对化学反应能量进行量化，掌握原电池、电解的原理及其应用水平6：学生可以利用化学反应与能量之间的关系解决复杂的化学问 题，知识点之间能够互相联系，融会贯通，对同一现象进行多重表征，灵活地在三个表水平征之间进行联系和转换 低高 4.3 不同年级学生所能达到的成就水平层次倾向图4.2 各年级学生达到的水平层次倾向 4.4 相关教学与评价建议教师要注意两个方面的结合：微观角度进行的理论性解释宏观事实归纳出的规律性认识教师要运用恰当的工具和策略，帮助学生形成：微粒观能量守恒世界观 4.5 反思不足未考虑教学类型未考虑
11、学生到达过程中的速度差别未对提出的学习进程进行结果有效性的验证实证的样本容量较小 参考文献1 韦斯林,贾远娥.学习进程:促进课程、教学与评价的一致性J.全球教育 展望,2012(9).2 李广洲.化学教育统计与测量导论M.南京:南京师范大学出版社,1998.3 刘知新.化学教学论M.北京:高等教育出版社,2004.4 韦斯林,贾远娥.美国教育科学研究新动向及启示以“学习进程”促进课程、教学与评价的一致性J.课程教材教法,2010(10).5 毕华林,黄婕.化学学习中“宏观-微观-符号”三重表征的研究J.化学教育,2005(5).6 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）S.北京:人
12、民教育出版社,2003.7（美）国家研究理事会,戢守志等译.国家科学教育标准S.北京:科学技术文献出版社,1999.8 梁宁建.当代认知心理学M.上海:上海教育出版社,2003.9 车文博,万云英.学习心理学M.吉林:吉林教育出版社,1990.10 陈琦,刘儒德.当代教育心理学M.北京:北京师范大学出版社,2007.11 王海燕.化学用语中的“宏观-微观-符号”三重表征研究D.广州:华南师范大学,2009.12 李玲,李广洲.原子结构相关化学概念学习的个案研究J.化学教育,2010(8).13 钟永辉.“化学能与热能”教学设计J.化学教育,2010增刊.14 黄都等.高中化学课程实施与案例分析
13、M.桂林:广西师范大学出版社,2007.15 盛珊珊.新课改下的化学课堂教学由化学反应与能量一章引发的思考J.新课程,2010(1).16 李蓉.“化学能转化为电能”的创新教学设计J.中学化学教学参考,2009(8).17 支瑶,王磊.基于促进学生科学素养发展的高中化学新课程教材研究北师大“新世纪”（鲁科版）化学反应原理模块教材分析J.中学化学教学参考,2009(10).18 冷燕平.高中化学教材的研究和编制人教版化学反应原理模块的设计思想J.中学化学教学参考,2009(3).19 王祖浩.为不同能力倾向学生科学素养的发展奠定基础高中化学选修课程内容分析及教学建议（续）J.中学化学教学参考,2
14、008(11).20 人民教育出版社课程教材研究所.普通高中课程标准实验教科书必修2M.第3版.北京:人民教育出版社,2007.21 人民教育出版社课程教材研究所.普通高中课程标准实验教科书化学反应原理M.第3版.北京:人民教育出版社,2007.22 宋心琦.高中化学课程标准指导下的理论教学问题J.化学教学.2010(6).23 梁永平.中学化学教学论M.北京:北京师范大学出版社,2010.24 Corcoran, T. , Mosher F. A., & Rogat A. Learning progressions in science: an evidence- based approac
15、h to reform R. Consortium for Policy Research in Education, Philadelphi, 2009. 参考文献25 Duncan, R.G. & Hmelo-Silver C.E. Learning progressions: aligning curriculum, instruction, and assessmentJ. Journal of Research in Science Teaching, 2009, 46(6):606- 609.26 Smith, C.,Wiser, M., Anderson, C.W, & Kraj
16、cik, J. Implications of research on childrens learning for standards and assessment: a proposed learning progression for matter and the atomic molecular theoryJ. Measurement, 2006, 4(1&2):1-98.27 National Research Council ( NRC ). Knowing what students know: the science and design of educational assessment M.Washingt on: National Academies Press, 2001.28 Alonzo, A.C., & Steedle, J. T. Developing and assessing a force and motion learning progression. Science Education, 2009, 93(3):389-421.29 Kenn
