化学学习三重表征及其教学价值

1. 化学学习三重表征及其教学价值 相异构想 问题解决的研究 三重表征的研究

2. 化学学习三重表征及其教学价值 三重表征的涵义 三种表征的关系 三重表征的教育价值 三重表征学习方式的探查 三重表征的教学策略

3. 一、三重表征的涵义 • 什么是三重表征？

4. 三重表征的涵义 化学中的三重表征 表征的涵义 学科特点 文献查询

5. 表征 • 表征是一个心理学概念 • 著名的科学家、认知心理学家和人工智能的创始人西蒙（Herbert A Simon）指出：“表征包含了两个方面的含义：信息和对信息的加工”。 • [ Image information in product ] • Image : www.openas.com • Note to customers : This image has been licensed to be used within this PowerPoint template only. • You may not extract the image for any other use.

6. 文献查询 David F.Treagust等（2001） Onno de Jong等（1999） Chandrasegaran等（2008） Mary B.Nakhleh等（1994） Emine Adadan等 （2009） Johnstone（1991、1993） 不同的学者对三重表征有不同的描述

7. 表一 用于表达三重表征的术语

8. 从以上文献中，我们可以看出对于三重表征的涵义至少存在两个问题从以上文献中，我们可以看出对于三重表征的涵义至少存在两个问题 1. 对于三重表征不同的学者有不同的界定，所用的术语也有所不同 2. 对于三重表征的划分依据没有明确的论述

9. 化学学科特点 • 化学是一门在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学 • 微观结构决定宏观性质，化学知识的学习必须微观宏观相结合进行。化学符号是化学学科的通用语言，既可以从微观水平上解释物质的组成和变化，又可以从宏观水平上描述物质的状态和性质，可以说是联系宏观和微观的桥梁和中介，是学习化学必须掌握的语言。

10. 心理学 三重表征的涵义 文献查询 学科特点

11. 三重表征的涵义 指的是人类感知器官可以直接感知到的物质性质及其在头脑中的认知方式。 宏观表征 指的是处于类似分子原子水平的物质性质及其在头脑中的认知方式。 微观表征 指的是表示化学物质组成、结构、性质、变化、状态、数量、单位的符号及其在头脑中的认知方式。 符号表征

12. 三重表征的划分依据 三重表征的划分依据 依据一： 依据空间大小 依据二： 是根据抽象水平

14. 二、三种表征的关系 • 化学知识存在三种表征形式，那么这三种表征存在什么关系呢？ • 三重表征是一个整体，三种表征互为补充。

15. 三种表征关系图 Johnstone 三角模型 Jong的三重表征图 Johnstone教授提出了非常经典三角模型（1991） Onno de Jong和Jan van Driel提出（1999） Description of the contents 我们构建的关系图 Davidowitz的关系图 Bette Davidowitzand Gail Chittleborough （2009年） 我们构建的关系图

18. 化学 真实的 表征的 宏观水平 微观水平 符号水平 图四 Bette Davidowitz and Gail Chittleborough的三重表征的关系图

19. 三、三重表征的教育价值 有利于化学观念的生成 有利于化学问题解决 有利于化学思维方式的养成 可以促进概念的理解

20. 目的 对象 方法 材料 四、学生三重表征学习方式的探查 为了使研究结果具有一定的代表性，我们分别对高中一年级（相当于初中毕业水平）、大学化学专业一年级（相当于高中毕业水平）和三年级的学生进行了抽样调查。其中高一年级的测查对象为济南市三所不同层次学校的高一新生，每所学校随机抽取三个班级，共收回有效问卷491份；大一、大三的学生均来自山东师范大学化学化工与材料科学学院化学教育本科专业，大一年级收回有效问卷236份，大三年级收回有效问卷209份。 本研究采用对照法、问卷调查、个人访谈等研究方法积极探讨学生是否具备三重表征思维方式，问卷调查和个别访谈均允许学生运用图形、符号等方式辅助他们对问题理解的表述。 探查我国学生在化学学习中是否形成了“宏观-微观-符号”三重表征的思维方式，以及不同学生群体三重表征的思维水平，旨在为促进学生的化学学习提供有益启示。 结论 与启示

21. 二、选择 • 1．温度升高时，温度计内的水银（汞）柱会上升，从微观角度分析，你认为其原因是（） • A．汞原子数目增多了 • B．汞原子受热后运动速度加快，都冲到温度计另一端去了 • C．汞原子热胀冷缩，汞原子自身体积变大了 • D．汞原子受热后，运动速度加快，原子间间隔增大了

23. 3．水分子中氢原子所占的质量分数与一杯水中氢元素所占的质量分数（3．水分子中氢原子所占的质量分数与一杯水中氢元素所占的质量分数（ • A.两者相等 B．水分子中氢原子所占的质量分数大 • C．一杯水中氢元素所占的质量分数大 D．两者无法比较

24. 哪一个化学方程式描述了这个化学反应（） A．3X+8Y＝X3Y8 B．3X+6Y＝X3Y6 C．X+2Y＝XY2 D．3X+8Y＝3XY2+2Y

25. 三、开放题：从化学方程式2H2+O2=====2H2O，你都能想到哪些有关的知识？请尽可能多的写出你所知道的信息。三、开放题：从化学方程式2H2+O2=====2H2O，你都能想到哪些有关的知识？请尽可能多的写出你所知道的信息。

26. 选择题测查结果及分析 1 不同群体学生三重表征水平存在差异 2 • 学生宏观表征与微观表征间转换能力的分析 • 学生微观表征与符号表征间转换能力的分析 3 • 学生三重表征水平的分析 4

29. 开放题分析结果 • 学生对化学的理解明显地沿着宏观、微观、符号的顺序依次降低。也就是说，学生对于可观察的宏观现象的理解要显著优于对于抽象概念（如分子、原子、离子以及方程式等符号系统）的理解。三种表征比例的严重不协调明显阻碍了学生三重表征思维方式的形成。 • [ Image information in product ] • Image : www.openas.com • Note to customers : This image has been licensed to be used within this PowerPoint template only. • You may not extract the image for any other use.

30. 学生三重表征学习方式探查的结论 结论1 结论2 结论3 结论4 学生难以在不同表征间建立有效联系 • 学生头脑中有较多较为明显的错误表征 • 学生宏观表征较好，但微观表征、符号表征薄弱 • 在不同表征间能够建立联系的学生选择题成绩较高

31. 学生三重表征学习方式探查的启示 被试普遍缺乏三重表征思维方式，其原因首先是他们缺乏将三者进行有机 结合的意识。 学生微观表征、符号表征薄弱，不同表征间的转换也存在较大困难，而任何一种表征的薄弱都会引起不同表征间转换的困难，并会进一步影响学生进行三重表征的质量和能力。 三重表征思维方式不能依靠学生自己形成，而应由教师去主动培养 教师认识到三重表征的重要性，并具备进行三重表征教学的意识，将培养学生的三重表征思维方式作为一个重要的教学目标，努力挖掘知识的三重表征教学点，并将三重表征自觉地反映到教学活动中。 启示

32. 五、三重表征的教学策略 1 2 3 加强实验教学，增加宏观表征的体验 合理使用微观模拟，增强微观世界的可视化 理解化学用语的意义，强化符号表征的中介作用

33. Thank You !