基于规则空间模型的高中化学平衡内容认知诊断研究-论文.pdf

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1、化学教育(http：／／www．hxjy．org)2014年第11期基于规则空间模型的高中化学平衡内容认知诊断研究王星乔王祖浩(1．浙江宁波市鄞州中学315101；2．华东师范大学化学系上海200062)摘要以规则空间模型为指导、以化学平衡内容为载体，开展化学学科的认知诊断研究。研究发现：高中化学平衡内容的认知属性模型合理、有效；规则空间模型成功应用于高中化学平衡内容的诊断分析；高中生化学平衡内容属性掌握情况普遍较好，部分属性亟待补救；被试群体可聚类为8种知识状态，可有效指导班集体开展补救性教学。关键词规则空间模型化学平衡认

2、知诊断学习路径学业评价是评价的重要组成部分，有关学业评规则空间模型的基本原理是：学生解题时要使用一价的研究历来是课程研究的热点。近几十年来，学些知识和认知加工技能或策略，将这些知识、技能业评价领域正在经历巨大的变革，这种巨大的变革和策略定义为属性，而不同属性的组合产生不同的是教育评价史上从未有过的，“促进学习的评价”屙陛模式，即为学生的知识结构或知识状态。根据逐渐成为主流_1]。也就是说，学业评价的功能正在考生对题目的反应模式，将传统的单一分数转化为从甄别转向促进学生的发展。考生对试题中所涉及的认知过程与技能的掌握概率，然而

3、，传统的诊断l生测试结果只报告一个笼统就能了解被试哪些属性具有良好的结构，哪些属性的测试分数或能力分数。这样的诊断报告，只能告需要补救，从而进行有针对的补救教学l2]。知被试总体能力水平处于哪一层次，而在针对学生1研究方法的补救性教学上却无能为力。例如，A学生得了1．1属性的识别80分，B学生也得了8O分，那么我们就可知道认知诊断的过程也是被试的认知结构清晰化的A、B两位学生的总体水平是接近的，但是A、B过程，它根据测验的观察分数推断被试的心理结两位学生的认知心理、认知结构和问题解决策略是构，这就需要施测者将想要了解的认知属

4、性投射在极有可能不同的，仅仅一个笼统的测试分数报告往测验中。本研究构建化学平衡内容认知属性模型的往掩盖了这些差异。思路主要来源于以下几方面：(1)Tatsuoka所构新一代测量理论——“认知诊断理论”，整合了建的TIMSS数学测试认知属性模型，为本模型的认知心理学、测量心理学和计算机科学等理论，能构建提供框架上的借鉴[。；(2)高中化学课程标够深入地分析和考察被试内部的认知结构，克服上准、考试大纲和高考试题等文本性材料，为本模型述局限。从目前的文献报道来看，已开发的认知模的构建提供内容上的素材；(3)专家、一线教师的型近6O

5、种。其中，美籍日裔学者Tatsuoka提出的认同度调查，为本模型的确立提供证据上的支持。“规则空间模型”(RuleSpaceModel，简写RSM)是根据上述思路，本研究构建了高中化学平衡内容认目前最成熟和最有影响力的心理测量认知诊断模型。知属性模型，如表1所示。表1高中化学平衡内容认知属性模型属性维度编码简称描述知C1化学反应速率反应速率的概念；表达式的书与规则；浓度、压强、催化剂和温度等凼素对化字反应识速率影响的规律内C2可逆反应及化学平衡的建立可逆反应的概念；化学平衡状态；化学平衡的特征容C3化学平衡常数化学平衡常数的

6、特点(仅是温度函数)、化学平衡常数的表达式及书写规则属性C4化学平衡的移动温度、压强和浓度等外界条件变化对化学平衡的影响；催化剂不影响化学平衡的移动C5转化率和体积分数等转化率和体积分数的概念；转化率和体积分数的变化与平衡移动的关系*教育部人文社会科学重点研究基地重大项目“当代中国科学教育转型研究”(07JJD880232)学业评价改革子课题成果；浙江省教育科学2012年度规划研究课题“基于课程标准的高中化学试题对教与学影响的实践研究”(编号SC72)研究成果之一**通信联系人，E—mail：wangzuhao@126．co

7、m2014年第11期化学教育(http：／／www．hxjy．org)属性维度编码简称描述Pl表达式书写具体情境中化学反应速率及化学平衡常数表达式的书写各物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的计量系数之比；各物质参与反应P2计算规则的应用的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的计量系数之比过P3图表信息的识读识读坐标图中横纵坐标、关键点以及变化线段(曲线)所表示的含义；识读表头、行程标和列标等的含义，获取相关数据；识读粒子模型图片的含义技能P4数学技能的运用将化学问题抽象为数学问题属，涉及化学反应速率、化学平衡常数和转

8、化率的计算等性P5化学平衡的思维策略利用化学平衡中的极限思想、等效平衡等思维策略解决化学平衡中的相关问题P6情境问题的解决运用化学反应速率和化学平衡知识解释科研、生产和生活中的情境问题P7简单逻辑推理推理过程中思维的因果关系转折数为1或2P8复杂逻辑推理推理过程中思维的因果关系转折数为3或