摘要
电解质是高中化学的核心概念，对学生从微观视角认识溶液体系有重要价值。已有研究表明，聚焦相异构想实现概念转变的教学较为困难，学生存在错误概念与科学概念并存的情况。“教学-学习序列”（Teaching-LearningSequences，简称TLS）注重学生学习过程的阶段性和螺旋上升的发展过程，密切关注教与学之间的相互作用，是一种能够有效促进学生理解科学知识的教学设计模式。选择以科学认识论为依据的TLS教学设计框架，能够聚焦学生相异构想背后的认识方式和思维习惯。 本研究的目的是以科学认识论为依据的电解质TLS的开发及教学实验研究，以此促进学生概念理解逐步分阶段发展。本研究首先对已有文献中TLS的设计框架进行分析梳理，选择了科学认识论作为教学设计的依据。继而，根据科学认识论构建了基于TLS的教学设计框架。科学认识论认为学生知识的建构是按照“现实主义阶段——经验主义阶段——理性主义阶段”的顺序发展的，各阶段的学习情况有所区别：现实主义阶段基于常识解释概念，经验主义阶段基于感知得出概念，理性主义阶段通过建立联系和科学推理建构概念。TLS包括四个关键要素：以促进学生知识建构的阶段性教学目标、不同阶段学生的认知障碍、以把握学生学习情况的过程性评价，以及针对认知障碍的介入性学习活动。TLS是教学目标、学习情况、评价、介入活动等要素及要素之间相互作用而形成的螺旋上升的序列。序列性主要体现在两个方面：第一是纵向的阶段性，以学生科学认识论的三个发展阶段作为指导和驱动，使学生的知识建构逐渐实现从现实主义阶段过渡到经验主义阶段，最后发展到理性主义阶段。第二是横向的交互性，在科学认识论的指导下组织教学目标、学习情况、评价以及介入活动四个组成要素，体现了教与学之间的相互作用。 依据基于TLS的教学设计框架设计电解质主题的TLS：在学生知识建构三个阶段的指导下，结合对课标要求、教材内容以及电解质概念价值三方面的分析制定理性主义阶段的教学目标。结合学生的已有经验、教材编排、概念起源与发展、已有研究的测查确定学生的学习情况，依据特征的不同可将学生的认知障碍大致分为两类：障碍I具有望文生义、主观幼稚的特点，障碍II具有思维定势、套用规则的特征。为了将学生的学习情况外显化和具体化，开发了QA、QB、QC、QD四套问卷。对于不同类型的认知障碍，设计不同类型的介入活动：针对障碍I设计I类的介入活动——为学生提供科学事实，使学生对其持有的基于常识的解释产生不满；针对障碍II设计II类的介入活动——引导学生建构思维模型，建立概念间的联系，打破学生原有的思维禁锢。 本研究实施电解质主题的TLS选择了某校高一年级三个班级共83名学生作为样本。首先利用QA测查学生先前的认知障碍，对本研究作出的关于学生认知障碍的假设进行验证，学生回答构成研究前期的分析材料；而后开展TLS的第一课时和第二课时的介入活动，在此过程中使用QB和QC，密切关注学生学习情况的发展，学生回答构成了研究中期的分析材料；TLS的后期使用QD测查学生对于教学目标的达成程度，即是否达到了理性主义阶段的认识，学生回答构成了研究后期的分析材料。四份问卷均由开放性问题组成，学生的回答是描述性的，对学生的回答进行编码处理，确定学生的知识建构阶段。通过进一步数据处理获得学生在TLS前、中、后期知识建构的阶段分布以及对电解质内容的认识概况。 比较分析学生知识建构的特点后，得出以下研究结论：学生在参与TLS之前普遍存在两类认知障碍，阻碍着学生的思维方式向理性主义阶段发展；依据科学认识论设计的TLS能促进学生学习情况的发展，在TLS后期处于理性主义阶段的学生占据了主导地位；在参与TLS的过程中，学生的知识建构存在“现实主义阶段——经验主义阶段——理性主义阶段”的发展顺序。此外，本研究还意外发现，学生在建构概念时的观点是多元化的，对于同一概念，同一名学生的头脑中普遍存在不同类型的观点。 最后对TLS的设计与实施提出建议：由关注学生的相异构想转向关注学生的科学认识论；由否定学生的观点转向利用学生的观点；将教学论维度与认识论维度相交织。设计和实施TLS的目的不是为了取代某一阶段关于具体概念的具体观点，而是要发展学生的科学思维，使理性主义的思维方式更加普遍。TLS的设计和实施不是一蹴而就的，这需要研究者和一线教师长期持续的合作与努力。
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