◎ 阿力木江·麥合木提 符吉霞

一、問(wèn)題的提出

有關(guān)官能團(tuán)的內(nèi)容貫穿于高中有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的全過(guò)程?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》要求學(xué)生在官能團(tuán)相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)中，認(rèn)識(shí)官能團(tuán)與有機(jī)化合物的關(guān)系，掌握主要官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題的解決。［1］官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題是一類(lèi)在有機(jī)反應(yīng)過(guò)程中，將有機(jī)化合物分子中的一種官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為另一種官能團(tuán)的一類(lèi)問(wèn)題，具體包括官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化和消除等過(guò)程。官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決過(guò)程涉及分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化方案、實(shí)施方案和檢核結(jié)果等思維活動(dòng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題表征、知識(shí)調(diào)用、信息整合和設(shè)計(jì)方案的能力，同時(shí)對(duì)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、邏輯思維等方面具有一定的挑戰(zhàn)性。

近年來(lái)有機(jī)合成領(lǐng)域的問(wèn)題解決研究，主要涉及過(guò)程模型［2］、能力發(fā)展與影響因素以及能力測(cè)評(píng)［3］等研究。官能團(tuán)轉(zhuǎn)化作為有機(jī)合成問(wèn)題解決過(guò)程的基礎(chǔ)，也是一類(lèi)較為獨(dú)立和全面的問(wèn)題解決過(guò)程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生思維的連貫性和考慮問(wèn)題的全面性具有重要意義。［4］因此，高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決的能力水平和思維過(guò)程特征等值得進(jìn)行更加深入專(zhuān)門(mén)的探討。

目前，在化學(xué)學(xué)科中雖然有關(guān)有機(jī)合成問(wèn)題解決的相關(guān)研究越來(lái)越多，但是作為在有機(jī)合成問(wèn)題解決過(guò)程中具備獨(dú)立性、整體性的重要組成部分的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決，對(duì)其研究還相對(duì)薄弱，特別是在探討高中階段學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的現(xiàn)狀及特征，并據(jù)此提供指導(dǎo)性建議的研究更在少數(shù)。

二、高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決過(guò)程模型及能力框架建構(gòu)

問(wèn)題解決過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的心理過(guò)程。杜威認(rèn)為問(wèn)題解決過(guò)程有失調(diào)、診斷、假設(shè)、推斷、驗(yàn)證等五個(gè)步驟。［5］波利亞從問(wèn)題解決策略的角度提出四個(gè)基本步驟，即理解問(wèn)題、制訂計(jì)劃、執(zhí)行計(jì)劃和回顧總結(jié)。［6］奧蘇伯爾等以幾何問(wèn)題解決為原型，提出解決問(wèn)題的一般過(guò)程：呈現(xiàn)問(wèn)題情境命題；明確問(wèn)題目標(biāo)與已知條件；填補(bǔ)空隙過(guò)程；解答之后的檢驗(yàn)。［7］金姆（Kim）等在綜述大量有關(guān)問(wèn)題解決步驟的文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，提出問(wèn)題解決的五個(gè)步驟：?jiǎn)栴}的識(shí)別與表征、證據(jù)勘探、協(xié)商重構(gòu)、交流解釋、調(diào)整與反思等。［8］

以上觀點(diǎn)實(shí)質(zhì)上都闡述了問(wèn)題解決的一般過(guò)程，即分析問(wèn)題、制訂方案、執(zhí)行方案、檢驗(yàn)結(jié)果。結(jié)合問(wèn)題解決過(guò)程的相關(guān)理論和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決的本質(zhì)特征，建構(gòu)高中階段官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決過(guò)程模型：①理解。學(xué)生理解具體的問(wèn)題信息，明確官能團(tuán)轉(zhuǎn)化目標(biāo)。②表征。依據(jù)理解形成的目標(biāo)認(rèn)識(shí)，調(diào)用問(wèn)題解決過(guò)程所需要的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，以及選擇問(wèn)題解決的策略和路徑。③執(zhí)行。在調(diào)用知識(shí)和選擇策略路徑之后進(jìn)行分析、判斷、數(shù)學(xué)計(jì)算、解釋和設(shè)計(jì)等操作。④檢核。針對(duì)形成的結(jié)果和解決問(wèn)題的過(guò)程，從知識(shí)調(diào)用、路徑選擇、分析判斷和書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行檢查和核驗(yàn)，判斷問(wèn)題解決結(jié)果正確與否，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和改正。

基于以上官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決過(guò)程模型提煉四個(gè)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力要素：①理解能力，即學(xué)生對(duì)問(wèn)題信息的理解程度以及對(duì)轉(zhuǎn)化目標(biāo)的明確程度；②表征能力，即學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)化相關(guān)知識(shí)的調(diào)用及方法、策略選擇的準(zhǔn)確性和全面性；③執(zhí)行能力，即學(xué)生對(duì)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化微觀過(guò)程的分析、解釋以及對(duì)轉(zhuǎn)化路線的設(shè)計(jì)和書(shū)寫(xiě)的準(zhǔn)確性；④檢核能力，即學(xué)生在問(wèn)題解決之后的檢核意識(shí)以及對(duì)已有轉(zhuǎn)化路線的評(píng)價(jià)與優(yōu)化水平。對(duì)每個(gè)能力要素進(jìn)行水平劃分，具體如表1 所示。

三、研究設(shè)計(jì)

（一）研究問(wèn)題

本研究主要探查以下問(wèn)題：①高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的現(xiàn)狀如何？②高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力在年級(jí)、性別及問(wèn)題難度等因素上是否存在差異？③如何有針對(duì)性地發(fā)展高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力？

（二）研究對(duì)象

研究對(duì)象來(lái)自江西省某高中，其中高二年級(jí)學(xué)生118 名，高三年級(jí)學(xué)生58 名；女生71名，男生105 名。根據(jù)學(xué)生以往的化學(xué)學(xué)業(yè)水平表現(xiàn)，將研究對(duì)象劃分為學(xué)困生、學(xué)中生和學(xué)優(yōu)生。

（三）官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力測(cè)評(píng)方案設(shè)計(jì)

選取紙筆測(cè)驗(yàn)、工作單和個(gè)案訪談三種方法。紙筆測(cè)驗(yàn)結(jié)果作為學(xué)生在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決活動(dòng)中的理解、表征和執(zhí)行能力的主要判斷依據(jù)，測(cè)試內(nèi)容主要由官能團(tuán)的一步轉(zhuǎn)化、官能團(tuán)的多步轉(zhuǎn)化及官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的綜合應(yīng)用三種問(wèn)題構(gòu)成，問(wèn)題形式以填空題為主。工作單主要用來(lái)了解學(xué)生在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決活動(dòng)中的結(jié)果檢核意識(shí)和對(duì)轉(zhuǎn)化路線的評(píng)價(jià)與優(yōu)化水平，彌補(bǔ)紙筆測(cè)驗(yàn)在“檢核意識(shí)”和“評(píng)價(jià)與優(yōu)化”等方面測(cè)量的不足，主要涉及針對(duì)某一種類(lèi)型的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題的結(jié)果分析與優(yōu)化。以個(gè)案訪談作為輔助評(píng)價(jià)工具，對(duì)學(xué)生在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決過(guò)程中的思維過(guò)程等方面進(jìn)行開(kāi)放式提問(wèn)，為說(shuō)明學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的發(fā)展提供佐證，測(cè)定結(jié)果不作定量分析。

試測(cè)前邀請(qǐng)5 位專(zhuān)家對(duì)測(cè)試卷、工作單和訪談提綱的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，并按照專(zhuān)家意見(jiàn)進(jìn)行修改，以保證效度。抽取了35 名學(xué)生進(jìn)行試測(cè)，科隆巴赫系數(shù)α=0.815，說(shuō)明信度較高，可用于進(jìn)行后續(xù)分析。

表1 高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力水平框架

（四）編碼及賦分說(shuō)明

在收集到學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力測(cè)試卷和工作單之后，依據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)一級(jí)維度和二級(jí)維度水平描述進(jìn)行賦分：水平1為0 分；水平2 為1 分；水平3 為2 分。每個(gè)一級(jí)維度得分為下屬二級(jí)維度累計(jì)得分。學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決總得分為四個(gè)一級(jí)維度得分的總和，滿(mǎn)分為16 分，將學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力表現(xiàn)水平劃分為低等水平（0—10］、中等水平（10—12］、良好水平（12—14］和優(yōu)秀水平（14—16］。

（五）實(shí)施與數(shù)據(jù)采集

測(cè)試通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)的方式進(jìn)行，測(cè)驗(yàn)時(shí)間為45 分鐘。先后發(fā)放測(cè)試卷和工作單各176 份，測(cè)試卷回收176 份，回收率為100%；工作單回收170 份，回收率為96.5%。分別對(duì)高二、高三學(xué)生進(jìn)行過(guò)個(gè)案訪談，收集訪談轉(zhuǎn)錄文本8份。測(cè)試卷和工作單均采用無(wú)記名方式，通過(guò)編號(hào)對(duì)測(cè)試卷和工作單進(jìn)行匹配。

四、結(jié)果與分析

（一）高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力總體情況分析

表2 呈現(xiàn)了學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力和四個(gè)能力要素的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。整體而言，學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力處于良好水平。其中理解能力得分較高，均分為3.52 分；檢核能力得分偏低，僅為2.96 分。可見(jiàn)，學(xué)生各個(gè)能力要素發(fā)展不均衡。

表2 高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力表現(xiàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

（二）高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力差異性分析

由圖1 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，不同年級(jí)、不同學(xué)業(yè)水平表現(xiàn)的學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力存在顯著性差異。

圖2 為不同年級(jí)三類(lèi)學(xué)生在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力各項(xiàng)子能力上的表現(xiàn)雷達(dá)圖。分析可知，經(jīng)歷了一年官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決的實(shí)踐和訓(xùn)練后，三類(lèi)學(xué)生4 個(gè)子能力發(fā)展均比較明顯。表征能力、執(zhí)行能力和檢核能力的發(fā)展都較為明顯。在知識(shí)層面的理解能力上，因?yàn)楦叨W(xué)生已經(jīng)達(dá)到較高水平，所以發(fā)展顯得不明顯。相對(duì)而言，學(xué)困生各項(xiàng)能力的發(fā)展幅度最大。

為進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行訪談，探尋現(xiàn)象背后的原因。結(jié)果表明：

（1）對(duì)學(xué)優(yōu)生而言，從高二到高三，題目難度雖然大一些，但依然可以適應(yīng)。如一位學(xué)生認(rèn)為：“我高二時(shí)做官能團(tuán)的題還做得出來(lái)，能夠選擇一定的轉(zhuǎn)化路徑和設(shè)計(jì)路線，那時(shí)候題簡(jiǎn)單些，也經(jīng)常會(huì)做一些檢查?！?/p>

（2）對(duì)學(xué)中生而言，經(jīng)過(guò)逐步的訓(xùn)練，上手就會(huì)更快，也就會(huì)抽出一些時(shí)間進(jìn)行檢查。如一位學(xué)生認(rèn)為：“我高二時(shí)對(duì)很多官能團(tuán)的題都半知半解，高三學(xué)多了，就上手快很多，雖然也開(kāi)始會(huì)注意去檢查反應(yīng)的過(guò)程、轉(zhuǎn)化的方法路徑等，但有時(shí)候還是不太熟練?！?/p>

（3）對(duì)學(xué)困生而言，經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐后，雖然整體得到較大程度的提升，但在執(zhí)行和檢查層面仍然與學(xué)優(yōu)生、學(xué)中生存在差距。如一位學(xué)生認(rèn)為：“高二時(shí)對(duì)官能團(tuán)的概念都不是很清晰，題意有時(shí)候搞不明白，更不用說(shuō)去檢查了。雖然現(xiàn)在對(duì)官能團(tuán)的題熟多了，但路線設(shè)計(jì)什么的就不太會(huì)了?！?/p>

圖1 不同年級(jí)、不同學(xué)業(yè)水平表現(xiàn)的學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力對(duì)比

圖2 不同年級(jí)三類(lèi)學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力要素表現(xiàn)雷達(dá)圖

（三）高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的性別差異分析

表3 呈現(xiàn)了性別差異分析結(jié)果。總的說(shuō)來(lái)，男女生在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力要素的表現(xiàn)方面并不存在顯著差異。相對(duì)而言，女生在理解能力要素上的表現(xiàn)略?xún)?yōu)于男生，而男生在執(zhí)行能力要素上的表現(xiàn)略?xún)?yōu)于女生。這說(shuō)明男生和女生在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決時(shí)各有優(yōu)勢(shì)，男生更擅長(zhǎng)于邏輯思維和空間想象的運(yùn)用，可以更為連貫和整體地去考慮性質(zhì)及理由，更加注意在轉(zhuǎn)化過(guò)程中的有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與書(shū)寫(xiě)規(guī)則；而女生比較認(rèn)真細(xì)心，在問(wèn)題信息理解和相關(guān)知識(shí)調(diào)用方面比起男生可能會(huì)有更好的表現(xiàn)。

表3 高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的性別差異分析

五、研究結(jié)論與啟示

通過(guò)對(duì)高二、高三年級(jí)以及各年級(jí)三類(lèi)學(xué)生測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力處于良好水平，學(xué)生由高二到高三的過(guò)程中雖然官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力提升明顯，但四個(gè)子能力發(fā)展不均衡，尤其是在檢核能力上表現(xiàn)較弱，需要在學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加強(qiáng)。此外，雖然男女生整體差異不明顯，但在具體的能力要素表現(xiàn)上有所差異。針對(duì)培養(yǎng)高中生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力還需要進(jìn)一步理清如下的重點(diǎn)和方向。

（一）理清官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的問(wèn)題機(jī)制，探索影響問(wèn)題解決能力發(fā)展要素

化學(xué)學(xué)科教學(xué)正在從“知識(shí)內(nèi)容”導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)椤澳芰λ仞B(yǎng)”導(dǎo)向的科學(xué)課程。掌握各官能團(tuán)的性質(zhì)以及相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，清楚每一步反應(yīng)的類(lèi)型都是解決有機(jī)合成問(wèn)題的關(guān)鍵。學(xué)生的年級(jí)、性別以及不同的學(xué)業(yè)水平之間的差異性特征對(duì)學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力會(huì)產(chǎn)生一定的影響，而差異性可能是多方面因素綜合影響的結(jié)果。教師可以參照表1 所示框架，通過(guò)一定的官能團(tuán)轉(zhuǎn)換測(cè)試，有針對(duì)性地分析不同學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中的理解、表征、執(zhí)行以及檢核能力的整體情況。教師還可以針對(duì)學(xué)生在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化中的問(wèn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行訪談，深入了解影響學(xué)生問(wèn)題解決能力發(fā)展的原因以及相互間的聯(lián)系，從而針對(duì)學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的某項(xiàng)或者是某幾項(xiàng)子能力，采取適切的教學(xué)措施。

（二）關(guān)注學(xué)生個(gè)體發(fā)展差異，均衡發(fā)展官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力

教師不僅要從學(xué)生整體去認(rèn)識(shí)學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的發(fā)展變化，更要注重對(duì)學(xué)生個(gè)體發(fā)展差異的認(rèn)識(shí)。不同學(xué)業(yè)水平、不同性別等的學(xué)生個(gè)體在年級(jí)的增長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力提升的表現(xiàn)是不同的。如學(xué)困生對(duì)于官能團(tuán)問(wèn)題的概念理解提升相對(duì)緩慢，教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)困生的概念理解訓(xùn)練，學(xué)優(yōu)生和學(xué)中生則要注意進(jìn)行提升自身的轉(zhuǎn)化路徑設(shè)計(jì)以及檢核等能力的訓(xùn)練。女生的問(wèn)題解決執(zhí)行能力略微弱一些，需要注重對(duì)官能團(tuán)問(wèn)題解決的習(xí)題訓(xùn)練。

（三）強(qiáng)化教師官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題診斷意識(shí)，優(yōu)化相應(yīng)教學(xué)策略

教師作為教學(xué)活動(dòng)的引導(dǎo)者、教學(xué)過(guò)程的調(diào)控者、課程資源的開(kāi)發(fā)者和學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)者，在教學(xué)活動(dòng)中具有舉足輕重的地位。［9］教師應(yīng)增強(qiáng)對(duì)學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題的關(guān)注，提升其對(duì)真實(shí)教學(xué)情境中學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化的診斷能力。首先，建立對(duì)于官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題的解決機(jī)制，了解學(xué)生對(duì)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決的不同影響要素。其次，注意對(duì)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)和調(diào)控。學(xué)生感知的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決學(xué)習(xí)過(guò)程絕大部分取決于教師對(duì)于教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)。最后，在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決活動(dòng)的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、活動(dòng)參與度和成果獲得感等方面的表現(xiàn)，以了解和歸納影響學(xué)生官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力的因素，做到針對(duì)性教學(xué)，均衡發(fā)展學(xué)生的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化問(wèn)題解決能力。