【毕业学位论文】（Word原稿）高中化学教师学科知识的调查研究——《物质结构与性质》模块的调查与分析-优秀教育硕士专业学位论文

学校代码： 10200 研究生学号： 10200200920097 分 类 号： 密 级： 无 硕 士学位论文 高中化学教师学科知识的调查研究 物质结构与性质模块的调查与分析 on of 者 ： 庄 严 指导教师 ： 王秀红 教授 学科专业 ： 课程与教学论 研究方向 ： 学科教学论（化学） 学位类型： 学历硕士 东北师范大学学位评定委员会 2011 年 5 月 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东北 师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学 位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： 日 期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编： I 摘 要 吉林省全面推行新课程改革至今，已走过了四个年头 。教师普遍反映对选修模块的教学存在困难，本文以物质结构与性质模块为研究载体，利用自编的高中化学教师学科知识驾驭情况调查问卷对长春市及周边地区化学教师进行测查，根据反馈数据实然表述中学化学教师物质结构与性质模块学科知识的掌握情况，并依据影响因素给出相应的建议。 第一章是论文的绪论部分 ， 主要介绍了研究背景、研究问题、研究目标和意义以及研究的整体思路与方法。 第二章是论文的理论基础部分 ， 详尽介绍了国内外关于学科知识内涵、中学化学教师学科知识结构的研究现状，以及研究模块的确定。 第三章中 ，笔者利用文本分析法、访谈法梳理出中学化学教师物质结构与性质模块学科知识核心层知识结构 第四章，笔者主要介绍了高中化学教师学科知识驾驭情况调查问卷的编制过程，调查对象，以及数据的处理。 第五章是论文的主体部分。笔者利用统计软件， 对 回收问卷的数据进行录入汇总，并 对反馈数据进行统计分析。 第六章是论文的结论部分。笔者实然描述了高中化学教师物质结构与性质模块学科知识核心层知识掌握情况，并依据其影响因素提出了建议。 总体来看，教师在物质结构与性质选修模块的学科知识掌握 上确实存在问题。表现为：整体水平偏低，个体差异性较大，影响因素多。 关键词 ： 高中化学教师；学科知识；物质结构与性质； he in as to to of on to on as is is of on of of a of on of to is to of is on of to As a in of as is is of is 录 中文 摘要 . I 英文摘要 . 录 . 一章 绪 论 . 4 1研究问题的缘起 . 4 2. 研究问题的提出 . 5 3. 研究的目标与 意义 . 6 . 6 第二章 研究的理论基础 . 8 . 8 . 8 3物质结构与性质模块的选择 . 11 4.“结构”模块教师学科知识核心层知识体系 . 13 第三章 调查工具的开发 . 15 . 15 . 16 放及回收 . 16 . 17 第四章 中学化学教师学科知识状况分析 . 19 1调查对象的基本情况分析 . 19 2高中化学教师物质结构与性质模块学科知识调查分析 . 21 质结构与性质模块学科知识掌握情况差异分析 . 33 第五章 结论与建议 . 42 . 42 . 45 . 46 参考文献 . 48 附 录 . 49 附录 1 高中化学教师学科知识状况调查 . 49 附录 2 教师整体情况汇总 . 53 致 谢 . 55 4 第一章 绪 论 1研究问题的缘起 科知识在教师知识体系中 的 重要地位 近年来教师专业知识作为教师专业化的核心成分得到学术界的广泛认同。对于教师知识体系国内外研究成果丰硕。国内外不少学者都对教师知识体系进行了阐述，由于研究者所持有的“知识观”不同，对教师专业知识的构建结果也不尽相同。尽管如此， 学科知识在教师知识结构中的地位得到了研究者的一致肯定。学科知识不仅是我国传统教学中极强调的内容，国外学 者也给予了充分的肯定教学之基。扎实深厚的学科知识是教师最基本的学科素养，不仅决定着教师的知识联结能力、解决问题的探究能力、而且影响着教师的教学行为。有调查显示， 拥有丰富学科知识的教师，通常采取有利于学生学习的各种课堂活动。相反，学科知识缺乏的教师则完全依赖于课本，以课本作为学科知识的重要来源，并在课堂活动过程中以控制者或支配者的姿态出现，教学方式更易于选择讲述和背诵，而不是进行课堂讨论，这些教师往往会尽可能地减少学生相互讨论的参与机会，以避免暴露自己在学科知识上的薄弱。 1同时，有调查显示，教师对学科知识 的深刻理解决定着他们学科教学法知识的丰度。 正如一个专家型的化学老师不能开展高效、精彩的生物课教学一样， “缺乏学科知识的富有经验的教师们难以选择恰当的表达”。 2可见，学科知识不仅是教师知识体系中不可或缺的结构单元，同时影响着教师对知识体系中其他结构单元的掌握。 学课程对教师学科知识提出了更高的要求 高中化学课程由 2 个必修课程模块、 6 个选修课程模块构成。化学课程的设置在满足了不同学生不同需要的同时，更加完善了化学学科的知识体系。例如物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础等学科性、理论性 较强的选修模块增加了大量的学科知识，有些甚至是将大学教材中的知识直接下放到高中教材中。比如物质结构与性质中“ 4 个量子数、杂化轨道理论、第一电离能、1 李中 . 教师学科知识重要性的再解读 J. 浙江树人大学学报， 2005， 9 2 on to J. 995, 95(3): 199 5 电负性、熵、焓等”。这就对高中化学教师的学科知识提出了更高的要求，给教师驾驭学科知识带来了难度和挑战。特别是对新课程新增设的学科知识一些教师掌握并不理想，一份调查显示，对于“焓”仅有 的教师能够准确把握，对“平衡常数”、“电导实验”有近 30 %的教师不能解释。 3可见，一些教师的学科知识掌握出现问题，存在许多的不足。 学选修模块实施现状 的“窘境” 有调查显示，在新课程推广实施的近 4 年以来，实验区的一线教师普遍对物质结构与性质模块产生畏惧心理，认为该模块概念原理集中、对老师和学生来说抽象难懂、学科的核心思想难以把握、教学活动的设计无从入手，等等。 4那么吉林省化学选修模块实施现状如何呢？ 笔者在吉林省梅河口市 学（吉林省重点中学）本科教育实习时的指导教师 Y 老师（该校化学教研组长、吉林省骨干教师）和笔者对该校选修模块教学实施策略的探讨中，了解到他们在进行选修模块教学时，倍感压力，很难像驾驭必修模块所呈现的学科知识那样得心应手。笔者在 长春市 学（吉林省重点、国家首批示范性高中、全国名校）进行硕士教育实习时发现，该校高二年级化学教师在进行物质结构与性质选修模块教学时，部分教师的教学 全依赖于课本，以课本作为学科知识的唯一来源 ，有的教师甚至由于学科知识的欠缺而无视学生在课堂上生成的有价值的“疑惑”。 不仅如此长春市区其他学校的老师也对该模块的学科知识表示“难于驾驭”。例如长春市第 W 中学的 X 老师表示，该校只有原来讲授竞赛的老师在理科实验班开设该模块。而笔者从九台市 X 老师处了解到，该校在 2009 年开设物质结构与性质模块的教学 后，由于师生普遍反映“难教”、“难学”，在 2010 年对该模块采取了“放弃”的处理方式。同时，她也表示像他们学校这样的情况广泛存在于长春市下属县镇的其他一些学校。 2. 研究问题的提出 综上，笔者认为通过大量调查报告、文献以及笔者的自身经历所反映出来的一线化学教师学科知识体系上存在的问题具有研究的必要性、可能性和现实性。其研究成果具有一定的理论价值和现实意义。 本文的研究问题是：以物质结构与性质选修模块为载体，对中学化学教师学科知识实然情况进行调查分析。 并由此 衍生出几个问题： （ 1）中学化学教师物质结构 与性质模块应然知识体系的梳理。 我们通常说“给人一杯水，自己要有一桶水”， 教师自身的有关“物质结构3 刘均照 D东北师范大学 4 陈颖，王磊 . 高中化学新课程物质结构与性质选修模 块学科问题访谈录 J2008， 9. 6 与性质”的学科知识体系应该比物质结构与性质选修模块所呈现出来的学生应然的知识体系更加博深、更加完善。这样，在教学中面对学生可能提出的问题才能得心应手，游刃有余。但是，化学教师不等同于化学学科专家，我们不能苛求中学化学教师具有从事物质结构研究的学科专家的学科知识体系。因此，如何建构出中学化学教师物质结构与性质选修模块应然的知识体系呢？这是本项研究的第一个问题。 （ 2）中学化学教师物质结构与性质模块 的知识体系实然描述 以梳理出的中学化学教师物质与结构模块应然知识体系为基础，编制调查问卷，对长春市各地区各学校教师进行测查，实然描述出中学教师在该模块的哪些知识点存在缺陷。不同教师在学科知识上存在的问题有存在一些的共同点和一定的差异性，那么究竟存在哪些共同点以及哪些差异性。这是本项研究的第二个问题。 （ 3）影响中学化学教师学科知识掌握水平的因素 笔者意在通过统计数据，得出影响教师学科知识水平的具体因素有哪些，并分析这些因素如何起影响作用的。这是第三个问题。 3. 研究的目标与意义 究的目标 基于 以上研究的缘起和存在问题，拟定本研究目标为： （ 1）梳理中学化学教师物质结构与性质模块应然知识体系； （ 2）实然描述中学化学教师物质结构与性质模块的知识体系； （ 3）寻找影响中学化学教师驾驭学科知识水平的因素。 究意义 究的理论价值 通过对中学化学教师物质结构与性质选修模块学科知识实然调查，统计调查结果，分析影响数据的因素，为课程研究者提供参考数据和有价值的结论。 究的现实意义 （ 1）通过对调查结果的分析，为教师自身专业发展提供建议 （ 2）通过对调查结果的分析，给 课程培训专家的培训内容提供依据 7 首先，利用文献分析法，通过查阅文献对已有研究结论进行分析，明确学科知识的相关概念，及其在教师知识体系中的地位。同时，确定研究模块。 其次，在分析大学教材、高中课程标准和化学教材的基础上，采用访谈法，对学科专家、课程专家和吉林省特级教师进行访谈，梳理出高中化学教师物质结构与性质模块的应然知识体系。基于所梳理出的应然知识体系，编制调查问卷。 第三，利用问卷调查法，对长春地区化学教 师进行调查，回收问卷，统计答案，分析数据，得出结论。 最后，通过通过访谈法对长春市专家型教师进行访谈，并结合问卷所得数据，对中学教师在学科知识方面所反映的问题提出自己的建议和解决方案。 实施步骤 研究方法 确定研究模块 问卷的编制、 发放和回收 问卷分析 找出其影响因素并提出解决方案 结论和建议 文献分析法 访谈法、 文本分析法 资料分析法 访谈法、 文本分析法 教师学科知识 梳理教师物质结构与性质模 块学科知识应然体系 问卷调查法 8 第二章 研究的理论基础 科”、“知识”的辨析 什么是“学科”？什么是“知识”？社会上各行各业的从业者都有着各自的见解。即便是专门从事教育学、课程论、心理学研究的学者对“学科”与“知识”也没有统一的、独一无二的定义。学术界对于“学科”有“教学科目说”、“创新活动说”、“知识门类说”、 “科学分支说”、“双重形态说”等多种观点。对于“知识”，国内研究者大多通知识的本质观、知识的价值观、知识的获得观（或知识的生成观）、知识的形态观对其进行论述，提出了各自的见解。本研究中，对于“学科”，笔者采取的是“教学科目说”，即学校教学内容的基本单位”。 5这是国内对学科一词的规范化理解，得到大多数学者的认同。 6对于“知识”，笔者赞同王通讯在论知识结构一书中的定义： 人们在改造世界的实践中获得的认识和经验的总和 7 学学科知识 基于对“学科”与“知识”的辨析，本研究中化学教师的“学科知识”应该理 解为：与高中化学课程内容相关的全部认知和经验。这其中应该包括：化学教材所呈现的学科知识（基础原理、基础理论）；与之紧密联系的化学理论；知识体系构建中涉及到的重要化学史实；知识载体中所呈现的化学学科研究方法、学科学科思想；与生产生活相关的化学知识；化学学科发展前沿的最新研究成果；化学学科与其他学科交融的知识。 学教师学科知识结构的研究现状 笔者以“学科知识结构”、“教师学科知识”、“化学教师学科知识”为检索词，以 2000 年 2010 年为检索年限，分别在中国学术文献网络出版 总库、化学5 夏征农 Z上海辞书出版社 ,6 宣勇，凌健 .“学科”考辨 J. 高等教育研究 . 2006,4. 7 王通讯 M京出版社， 1. 9 教育、化学教学、中学化学教学参考、课程教材教法进行检索，检索结果如下： 表 1 化学教师学科知识结构文章检索情况 中国学术文献网络出版总库 化学教育 化学教学 中学化学教学参考 课程教材教法 学科知识 251 篇 55篇 47篇 86篇 7篇 教师学科知识 8篇 0篇 化学教师学科知识结构 2篇 8篇 1篇 9篇 0篇 通过对相关文献的统计和阅读，笔者认为研究者对学科知识的更多的是关注如何优化教学设计开展具体知识的有效教学，而对教师学 科知识结构构建统研究成果较少，只是散布于一些教学著作和期刊之中，尚未形成系统的理论和权威的著作。国内学者何彩霞提出的化学教师学科知识结构的定义。她认为，化学教师学科知识结构是教师 所具备的各种化学知识之间的比例关系、结合方式、相互作用 ， 以及由此形成的整体功能。 8 教师学科知识结构的组成单元，有内学者认为应至少包括以下四个方面： 化学学科的内容性知识与技能； 化学相关学科的知识； 化学学科发展的历史和趋势； 化学学科所提供的独特的认识世界的视角、域界、层次及思维的工具与方法。四个组成单元在教师学科知识结构中的层次归属，学术界尚存争议。国内有学者根据当前化学教师的工作任务，把化学教师的学科知识结构形象地比喻为“鸡蛋式”结构 (见图 l)，包括核心知识、紧密知识和外围知识。核心知识是指中学化学教材中的化学基础知识、基础理论、基本实验技能以及教材的结构安排等内容。紧密知识是指与教材内容相关的较高层次的化学理论、化学学科的体系框架、化学学科发展史、探究学科知识的标准与思考方式、对化学学科及其发展的基本认识 和价值判断等内容。外围知识是指与社会、生产、生活密切相关的知识，化学与其他学科的交叉融合，化学学科最新成就等内容。 9 8 何彩霞 J2001(5)： 229 何彩霞 J2001(5)： 22 10 图 1 化学教师学科知识结构示意图 者构建的化学教师学科知识结构 化学新课程理念以提高全体学生的科学素质为主旨，不仅强调对科学术语和概念的掌握，同时注重引导学生对问题处理的过程和方法的理解，帮助学生认识到科学、技术与社会的关系。现在的高中生生活在信息飞速发展、知识更新迅猛的时代。以知识为载体所习得的解决问题的方法、思考问题的方式与知识本身同样重要。因此，笔者借鉴学者何彩霞及国内其他学 者的观点，对“蛋形”教师学科知识结构各层次的具体内容进行了新的阐述。 表 2 化学教师学科知识结构 学科知识层次 具 体 内 容 核心层 指教材中学科知识体系（基础原理、基础理论）；与之适切的更高一层的化学理论；知识体系构建中涉及到的重要化学史实、研究方法、所体现出的学科思想。具体包括：无机化学、有机化学、高分子化学、分析化学、物理化学、化工基础、结构化学等化学科学分支中与高中化学课程内容相适切的基本原理以及相关的化学史、化学研究方法、学科思想。 紧密层 指与 社会、生产、生活密切相关的化学知识；化学、技术、社会三者之间关系的知识。 外围层 指 化学学科发展前沿的最新研究成果；化学学科与其他学科交融的知识；广博的人文社会科学知识（包括哲学、社会学等）。 笔者认为，化学教师只有在充分理解并能熟练驾驭“核心层”的学科知识后，才能在教学中做到：以帮助学生更好的学习化学基本原理、基本方法为出发点，以帮助学生 理解化学核心概念，发展其对物质及变化的解释能力，形成化学认知，作为最终落脚点，将人类 探索物质及其变化的历史整 合于教学设计之中，合理高效的开展课堂教学，真正做到让学生不仅“知其然”，而且“知其所以然”。 中学生要学习的“化学”不仅是“科学家的化学”，更应该是“公民的化学”。化学教师拥有的“紧密层知识”能很好的帮 助他们在 教学中更多的以学生的生活经验以及广为关注的社会热点话题为切入点，引导学生感受化学给每个人生活带 11 来的巨大变化，认识真实的化学，树立学生学以致用的意识，培养社会责任感，由“自然人”转变成“社会人”。 不仅如此，教师的“外围层知识”可以帮助他们适时的利用化学与其他学科的交叉点及其在其他学科学习研究中的作用， 渗透化学“中心科学”的地位。在提高学生的科学素养的同时提高学生的人文素养。 3物质结构与性质模块的选择 有关“物质结构与性质”的知识在中学化学中分别呈现在三个阶段，即初中义务段、高中必须段、高中选修段。本调查以高中选修段物质结构与性质模块为载体，对高中化学教师学科知识结构中的“核心层”进行调查分析。测查内容包含于师范类本科无机化学和结构化学的课程知识中。 构化学在化学学科中的重要地位 根据研究对象不同，化学划分为 8 个层次 10，分别为原子层次的化学、分子片层次的化学、分子层次的化学、超分子层 次、生物分子层次的化学、宏观聚集态的化学、介观聚集态的化学、复杂分子体系的化学。各层次化学的研究内容包括同位素化学、元素周期表中各区元素化学、电负性、电离能、电子亲和能、分子间作用力、晶体化学等。这些内容在结构化学中均有涉及。 结构化学是在原子、分子的水平上，深入到电子层次，研究物质的微观结构及其与宏观性能关系的科学。它是化学学科的重要分支。 参看徐光宪教授绘制的宇宙进化链层次图 11， 在某种角度上看我们甚至可以说结构化学的研究遵循着化学的进化。随着研究方法的丰富，其研究理论不 断完善与发展，改变了科学家们原有的对物质的研究方法，逐渐“由见著而知微”的传统认知方式，转变成为兼有“见著而知微”和“见著而知微”相结合的方式，也就是由宏观和微观两个层面来探究物质世界的认识方式。 12 虚” 作为中心学科的化学，取得了辉煌的成就，但并未得到应有的认可，甚至有人说“化学没有理论，是一堆白菜”。对此，唐敖庆先生给出了强有力的回答 13，他认为 19 世纪化学的三大理论成就： 经典原子分子论（包括道尔顿原子论、分子结构和原子价理论） 门捷列夫的化学元素周期律 化学反应的质量作用定律。与此相应，徐光宪教授总结出 20世纪化学也有三大理论成就 14： 化学热力10 徐光宪 纪化学的前瞻 J2001， 2 11 徐光宪 1 世纪科学发展的大趋势 浙江大学百年校庆两院院士科学报告会论文专集 162 宋心琦 . 高中化学课程标准指导下的理论教学问题 J2010， 6 13 引自江福康、封继康根据唐敖庆于 1997 年 12 月 23 日在吉林大学理论化学与计算国家重点实验室第二届学术委员会的发言记录整理稿 14 徐光宪 纪是信息科学、合成化学和生命科学共同繁荣的世纪 J2003,(1):311. 12 学 量子化学和化学键理论 化学动力学的研究、分子反应动态学大大推动了合成化学。特别是 20 世纪中叶以后，化学结构理论（特别是化学键理论）的发展，提高了化学家认识世界、改造世界的能力。如果没有化学键理论，生物学中 果没有化学 键理论等相关理论在化工合成上的应用，农业技术的问世、各种药物的生产将滞后数十年甚至上百年。地球上近 30亿人将被饿死，人类的平均寿命将缩短 25 年。无数的事例证明了化学键理论是承上启下的重要理论。也说明“化学没有理论，只是一堆白菜”的说法是极其不负责任的。面对种种误解，化学家并没有争辩，尽管他们所从事的研究和工作（特别是对结构化学及其分支学科领域的研究）的的确确为全人类带来了福音，但他们既不宣传化学理论与技术对社会的贡献，也不争夺交叉学科的冠名权。因此笔者认为，结构化学印证着“化学家的谦虚” 15 质结构与性质模块的教学价值 ” 学者宋心琦 16基于化学学科的基本任务，提出化学的核心理论是“元素论”。他进一步指出“把物质结构理论当成是元素论的深化和发展，会对学生了解什么是化学，什么是化学视角，以及化学符号、化学语言的特点有所 帮 助”。对于化学的学习，如果不系统深入的探索物质结构的理论，而是避重就轻一味的强调几个特殊元素性质并由此衍生出来的几个化学方程式的记忆，那么这样的化学学习过程，无外乎“化学语言”的学习和“以少数化学物质为载体的应用数学”。笔者大胆的说物质结构 理论蕴藏着化学学科的“魂”，只有学生对此进行了深入的学习、全面的理解，学生才能真正感受到一个“有血有肉”真实的化学；只有掌握了化学的核心概念，才能学好化学、用好化学。只有物质结构与性质模块的成功教学，为能为将来立志于化学学习研究工作的学生铺设一条康庄大道。 构化学日趋“平民化” 物质结构与性质是对高中必修课程对物质结构理论的拓展与加深，对其他模块的学习有着一定的促进作用。一方面，可以增强学生学习化学理论知识的兴趣，提高抽象思维能力。另一方面，现在的中学生生活在一个信息飞快发展的社会，物 质结构的研究领域应用了当前科学研究中较为先进的的技术（红外光谱、电子显微镜、原子吸收光谱仪等），其研究成果也广泛应用到人们的衣食住行之中（信息材料、纳米材料、超导材料、形状记忆合金、甚至包括护肤防晒霜等），可以说结构化学日趋“平民化”，已经从“象牙塔峰”走进“街头巷尾”。因此，对于当代的中学生而言，他们应该对这方面的知识有所了解，不管以后是否从事化学专业领域的研究，对结构化学知识有所了解对他们以后的生活和工作都是非常有意义的。 15 王丹红编译：自然杂志社论：化学形象被与其交叉的学 科的成功埋没，科学时报 2001， 6 16 宋心琦 . 高中化学课程标准指导下的理论教学问题 J2010， 6 13 4.“结构”模块教师学科知识核心层知识体系 根据已有的化学教师“蛋形 ”知识结构，笔者构建出物质结构与性质模块的教师学科知识核心层结构如图： 图 2 教师学科知识核心层结构 笔者认为化学教师学科知识的核心层知识是由高中结构教材所呈现的学科知识内容、与之紧密联系的更深一层学科理论、重要的化学史实、化学研究的方法和思想组成。其中，教材所呈现的学科知识内容是教师物质结构与性质模块学科知识知识核心层的主体，它决定着教师学科知识核心层的宽度与深度。 从人民教育出版社高中选修模块物质结构与性质整本教材来看，教材的学科知识内容 可分为三个专题： 微粒的结构与性质； 微粒间的相互作用不同、性质不同； 微粒间的堆积方式不同、性质不同。而三个专题正是教材的三个章节，彼此间存在着密切的联系。微粒的内部决定着微粒的性质，性质不同的微粒间相互作用不同，而微粒间的相互作用决定着微粒的堆积方式。本模块的学科知识内容框架可用下图表示： 核心层结构 教材中所呈现学科知识内容 深 层 次 的化 学 学 科理论 重要的化学史实 化学研究的方法、思想 认识水平的提高 原子概念的演变 原子哲学观的嬗变，元素观的建立 14 电子层排布的周期性变化 元素周期表与元素周期表 元素周期律建立的历史 元素周表是重要的化学理论 可预测元素的化学性质，此后化学不再是实验科学，开始了“知著而见微”与“知微而见著”兼有的研究方法 原子的特殊性质 电子云原子结构模型的建立 能量最低原理 泡利不相容原理 洪特规则 洪特规则的发展 蕴含实验验证法、假说法等重要的化学学科研究方法 重要的化学史实 化学研究技术的变革 量子理论在化学研究中广泛应用 理论假说 实验数据 原子结构模型的发展 由构造原理确定元素原子的电子层排布 电离能 电负性 粒子间作用力同 分子间作用力 化学键 氢键 范德华力 15 图 3物质结构与性质学科知识内容框架 第三章 调查工具的开发 基于上述分析，本研究选取物质结构与性质选修模块载体（以下简称选3模块），利用问卷调查法对教师学科核心层知识进行测查。 本次调查的对象是长春地区讲授过该模块的高中化学教师。吉林省从 07 年开始实施新课程开始，几乎所有的地区都已经开展了选 3模块的教学 ，部分地区部分学校已经进行了 2轮 教学，个别老师甚至讲过 3次。这样本次调查的结果就滤去了由于“遗忘”而造成的干扰，而直观反映出教师在该模块基本原理、重要离子键 共价键 杂化理论 金属键 配位键 键参数 分子构型 晶 体 原子晶体 离子晶体 分子晶体 不同物质的性质差异 16 化学史实、研究方法、学科思想方面是否存在“缺失”。 调查问卷由指导语、 16 个选择式问题组成。问卷分为两个部分：第一部分调查对象的基本信息（教师的年龄、教龄、性别、学历、学位类型、职称、所修专业课程、所在学校的类型、所在城市的行政级别）；第二部分为问卷的正文部分，分为“简单题”和“深层次题”两个层面共计 16 个试题，调查化学教师的学科知识。 第 1、 2、 3、 4 题涉及 原子结构理论的发展；第 5、 6、 7 题涉及元素周期律与元素性质；第 8、 9、 10、 11、 12 题涉及化学键；第 13、 14、 15、 16题涉及晶体知识。（注：简单题是在教材层面考查学科知识。深层次题是高于教材层面对教师学科知识的考查。） 表 3 问卷试题考察内容统计 主题 题号 考察内容 备注 原子结构理论 1 原子模型建立过程中的重要化学史 实 简单题 2 不同能层不同能级电子能量大小的 规律 深层次题 3 电子云、原子轨道概念以及二者关系 简单题 4 泡利原理和洪特规则 深层次题 元素周期律与元素性质 5 周期表中元素相关概念 深层次题 6 短周期元素第一电离能周期性变化 趋势 简单题 7 过渡元素第一电离能周期性变化趋 势 深层次题 化 学 键 知 识 8 共价键 深层次题 9 杂化轨道理论 深层次题 10 化合物的分子空间构型、键角 深层次题 11 相似相溶原理 简单题 12 离子键 深层次题 晶 体 知 识 13 晶体综合知识 简单题 14 离子晶体 深层次题 15 碳酸盐热分解温度规律 深层次题 16 过渡晶体 深层次题 编制、发放及回收 17 卷的编制 在确定调查模块后，笔者以中学化学教师核心层知识为调查主体，编制“高中化学教师学科知识驾驭情况调查问卷”。形成初稿后，首先请东北师范大学的学科专家校阅，改正问卷中可能出现的学科性错误；然后请东北师范大学化学教育研究所的三位课程专家、一位长春市化学教研员、两位专家型一线教师对问卷审阅，并根据他们提出的意见和建议进行必要的修改；最后对问卷回答偏斜（向）估计，随机选请 10 位一线教师进行预测，根据反馈信息对问卷的试题的分量、顺序、试题的表述进行微调，保留高相关度项目、删除低相关度 项目，最后定稿。 卷的发放与回收 笔者挑选了长春地区（包括市区及周边下属县镇） 18 所全日制高级中学进行走访。每所学校选请 5 位老师进行调查，限时 30 分钟。共发放纸质 问卷 90份，回收 87份，回收率 其中有效问卷 84份，有效回收率 一方面，笔者在问卷的编制过程中严格遵循问卷设计的一般步骤 17；另一方面， 参与调查的老师具有广泛的代表性，而且 在问卷的发放和回收过程中得到了各位老师的积极配合认真作答，保证了调查问卷顺利、有效的回收。因此可以保证问卷统计数据的信度和效度，可作为研究结论的依据 。 立赋值标准 本调查问卷共 16 个选择题每题满分 1 分，问卷总分 16 分。除第 2、 5、 15题三个题外，其余试题选择正确答案计为 1 分，其他选项为 0 分。第 2、 5、 15题正确选项计为 1 分，其余选项依据试题设计意图赋予相应的分值。具体赋值标准如下： 表 4 试题赋分标准 题号 具体赋值标准 1 D： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 2 B： 1分 C： 1分 B、 C： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 3 D： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 4 E： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 5 A： C： A、 C： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 6 C： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 7 B： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 17 马云鹏 编 . 教育研究方法 M北师范大学出版， . 18 8 B： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 9 C： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 10 D： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 11 A： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 12 B： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 13 C： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 14 B： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 15 A： 1分 E： 其他： 0分 弃选： 0分 16 D： 1分 其他： 0分 弃选： 0分 用 003 汇总数据 利用 003 对回收的问卷进行数据处理，统计出教师的性别、年龄、教龄、职称、学历、学校类别、学校地区的频数和频数百分数，绘制图表。 对每个试题教师的答案进行数据处理，得到每个选项的频数，绘制图表。依据图表分析原因给出恰当的解释，并为结论提供数据支持。 利用赋值标准，统计出 84 位教师的个人得分，求平均值。得出教师学科知识掌握情况的整体水平。 用 计分析 按年龄、教龄、职称、学历、学校类别、学校地区为分类标准，对教师进行分类。对各类教师的得分进行对立样本 t 检验，方差检验。得出影响教师学科知识掌握情况的因素。 19 第四章 中学化学教师学科知识状况分析 下面就研究对象的总体情况，分析调查对象对物质结构与性质选修模块学科核心层知识掌握的情况，不同调查群体对物质结构与性质模块知识的掌握情况差异等方面，进行数据统计