摘要：結合高中有機化學課程標準和教材內(nèi)容提出心智模型框架，通過二段式診斷測驗和半結構式訪談等方法探查高二、高三物化班學生的有機化學心智模型。研究發(fā)現(xiàn)，學生有機化學心智模型整體相似，均以“結構——性質(zhì)”關系為核心，但是在微觀層面，對于模型節(jié)點之間的關系表述還存在精確性問題，在心智模型表述的復雜性層面，存在著群體性差異。
　　關鍵詞：高中化學；心智模型；有機化學
　　文章編號：1005–6629（2016）12–0019–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
　　筆者此前分析了心智模型在中學化學領域的研究現(xiàn)狀[1]，發(fā)現(xiàn)針對高中生有機化學的心智模型的研究尚為空白。而有機化學[2]作為高中化學的重要組成部分，在高考試題中所占比例較大，難度和區(qū)分度較大，得分情況相對不理想。為此，筆者通過半結構式訪談和二段式診斷測驗等方法進行了相關研究，試圖探查高中生有機化學心智模型的發(fā)展狀況，以期為優(yōu)化和改善教學提供參考依據(jù)。
　　1 研究的設計與實施
　　1.1 理論基礎
　　心智模型（Mental Model）概念最早由蘇格蘭心理學家肯尼斯·克雷克（Kenneth Craik）在1943年提出。他認為，人類是資訊的處理器，人類透過三個明顯的處理過程來進行確認與推理：（1）運用文字、數(shù)字、符號將一些外在事物轉(zhuǎn)譯進入個人內(nèi)在表征；（2）借由一些同類符號的推理過程來推算其他符號的意義；（3）當對一個事件的預測完成了解時，一些符號經(jīng)過轉(zhuǎn)譯后會成為個人的行為[3]。隨后，有不少學者對心智模型的內(nèi)涵、特征、功能、形成機制和影響因素等進行了深入研究。已有文獻表明，當前關于心智模型影響因素的研究相對較少。但是研究者們普遍認為，心智模型是個體經(jīng)由自身認知和外在因素的共同作用下不斷建構起來的，個體的已有知識經(jīng)驗、認知能力、認知風格、學習方式、學習環(huán)境、生活背景和家庭環(huán)境等都會影響其建構和發(fā)展[4]。
　　1.2 測驗設計
　　由于有機化學的自身特點，需要學生具有一定的發(fā)散思維和空間想象能力，學生心智模型中的認知角度、認知方式和認知策略將相應匹配，而心智模型中的結構化程度將影響學習實際效果（即也許兩位被試的知識豐富程度接近，但結構化程度差異較大，那么他們的學習效果將會差異很大），為此需要采用個案研究和問卷調(diào)查相結合的方法進行研究。
　　測驗過程方面，首先采用半結構式訪談和概念圖法進行個案研究，通過繪制思維地圖[5]來了解部分學生所存在的有機化學心智模型，獲得一定數(shù)量的樣本和基礎資料。隨后進行以紙筆測驗為主的大規(guī)模問卷調(diào)查，且問卷題目、選項均來自于筆者之前進行的個案研究。對思維地圖中所呈現(xiàn)的特點加以驗證和有效地補充探查，以深入探查學生有機化學心智模型狀況。
　　測驗內(nèi)容方面，個案研究由解釋、聯(lián)想、建構、應用、訪談等五個部分組成（見圖1）。如訪談，則是為初步了解學生心智模型中有機化學的學習和記憶方式，對某些有機物性質(zhì)的掌握、有機化合物的三重表征、有機化學與日常生活的聯(lián)系、有機化學知識體系的建構和豐富程度等。
　　二段式診斷測驗問卷則是在前期的個案研究、對《普通高中化學課程標準（實驗）》、教材內(nèi)容和研究目的進行梳理的基礎上編制而成。問卷分為四部分，第一部分是指導語和個人基本信息，包括性別、年級、學習興趣和化學學習成績等級。第二部分是選擇題，讓學生根據(jù)對有機化學的基本認識回答各題，探查有機化學的學習動機、學習興趣、認知方式和偏愛的教學方式。第三部分是二段式多項選擇題，主要從知識的豐富程度、模糊觀念、認知策略和問題解決能力等視角調(diào)查學生有機化學知識的心智模型狀況。第四部分是主觀題，共1題，主要通過對多種“兩碳有機物”建立概念圖，了解有機化學知識的認知角度、結構化程度和表述的精確性和復雜性等。
　　1.3 調(diào)查實施
　　筆者選擇了江蘇省某市三所高中高二、高三年級物化班學生作為研究對象�？紤]到被試的年級、性別、表達能力以及學業(yè)成績差異對有機化學心智模型產(chǎn)生的影響，分別選擇了口頭表達能力較好，具有代表性，化學成績處于不同等級的男生、女生共24名作為個案研究對象。進行大范圍測驗前，先做了小樣試測，并根據(jù)測驗結果對問卷進行修正。然后采用了整體抽樣方法進行測試，且這些學生的教學進度和教材相同。測試共發(fā)放問卷352份，回收有效問卷344份，問卷回收率97.7%，其中高二學生178份，高三學生166份。測試結果均采用SPSSl7.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析處理。
　　2 結果與分析
　　2.1 學生有機化學心智模型整體相似，均以“結構——性質(zhì)”關系為核心
　　加涅將概念分為具體性概念和定義性概念[6]。筆者通過概念解釋和概念聯(lián)想的方式，要求學生就高中有機化學中的甲烷、苯、聚乙烯等具體性概念和烴的衍生物、同分異構體、取代反應等定義性概念進行闡釋，并繪制思維地圖。其中較具代表性的思維地圖如下（圖2～圖5）。
　　可見，無論是對具體性概念還是定義性概念，學生普遍以“結構——性質(zhì)”關系的心智模型為主，遵循著“結構——性質(zhì)”的建構方式（見表1），能從立體結構的角度表征有機物的結構。
　　學生之所以能基本形成以“結構——性質(zhì)”關系為核心的心智模型，與高中有機化學教材的編排、教師的教學方式有很大聯(lián)系。結合心智模型的認知功能、形成機制和影響因素，對高中有機化學的課程標準、教材、編寫思路和呈現(xiàn)方式進行分析，表明高中有機化學教材是結合有機化學知識特點和高中學生的認知水平進行內(nèi)容組織和編排的，對不同內(nèi)容或知識以不同的方式或程序、不同的層次來呈現(xiàn)，總體上為：元素組成→分子結構→官能團→性質(zhì)→合成→應用。具體如，對有機物元素組成問題是從生活經(jīng)驗出發(fā)，結合化學史展示，再通過圖示等方式進行元素分析；對有機物分子結構問題則從學生已有認知經(jīng)驗出發(fā)，結合相關資料介紹，再進行結構的解釋和應用；而對有機物相關性質(zhì)則以實驗現(xiàn)象為認知基點，結合化學史料和微觀結構分析、符號表征，再回到宏觀現(xiàn)象的解釋和應用。因此，教師在有機化學教學中，都非常注重有機物分子結構的教學，在時間分配、教學設計中都突出了從分子結構的分析來學習有機物的性質(zhì)。

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