氧化还原反应相关概念内部表征的研究主要思考并回答以下几个问题:(1)调查目前高中学生对于氧化还原反应相关概念的内部表征是什么样子(如何理解并且以怎样的方式保存在长时记忆中)?概念内部表征的形态及其类别状况如何?(2)学业优秀和学业不良学生在氧化还原反应相关概念内部表征的特征如何?高质量的内部表征是怎样生成的?(3)氧化还原反应相关概念内部表征是如何应用的?概念内部表征在问题解决中的动态特征、变化路径等方面的应用机制如何?氧化还原反应相关概念在中学化学教学中具有举足轻重的地位,选择氧化还原反应相关概念作为本研究的认知对象和研究载体,以概念的内部表征作为研究的主题,从实证研究的角度探索并回答上述问题。本研究的思路、方法和研究结论如下:1.氧化还原反应相关概念内部表征形式类别的研究首先,采用自编《氧化还原反应相关概念内部表征形式的调查问卷》作为研究工具,选择高中二年级学生为被试样本,调查学生氧化还原反应相关概念的内部表征形式。基于调查研究的结果,分析剥离具体的概念内部表征形式。其次,基于概念表征形式的调查结果,质性分析氧化还原反应相关概念具体的表征形式及其类别状况,寻找其中的认知表征规律。研究结论:(1)氧化还原反应相关概念内部表征的形式类别,主要分成两大类别,即语言符号表征类别和知觉符号表征类别。文字语言描述、化学符号语言描述、命题网络、隐喻等概念内部表征形式,它们的表征基本单元是“词元”,属于命题符号表征。表象、图表、样例、原型等概念内部表征形式,它们的表征基本单元是“象元”,属于视觉符号表征;语声、言语(语音回路)的概念内部表征形式,它们表征基本单元是“语音”,属于听觉符号表征。视觉符号表征和听觉符号表征都属于知觉符号表征类别。化学概念模型(图式)表征,由“词元”和“象元”等基本单元构成,属于命题符号表征和知觉符号表征的综合表征形式。(2)理解新概念的实质是概念多重内部表征的建立,是概念多重表征形式捆绑式地录入长时记忆。知觉符号表征形式具有低认知负荷、易存储于长时记忆、提取快捷等优点。新概念学习的初始阶段,信息的命题符号外部表征形式单独录入长时记忆的效果与视觉、言语听觉等知觉符号外部表征形式单独录入长时记忆的效果相比存在显著性差异,后者显著好于前者。2.氧化还原反应相关概念内部表征生成机制的研究基于调查研究结果,结合量化研究和质性分析来考察学业优秀和学业不良学生概念内部表征的特点和差异,得出高质量概念内部表征的特征,并通过个案调查访谈深入研究概念内部表征的生成机制。研究结论:(1)比较学业优秀学生比学业不良学生在概念内部表征形式的数量、概念内部表征形式类别的数目、概念内部表征的精致程度和概念内部表征的本质程度等方面的差异,研究得出高质量的概念内部表征的特点:概念具有多重的表征形式、表征形式类别多样化、表征更加精制、表征更加趋于概念的本质等。(2)比较学业优秀和学业不良学生概念表征形式形成过程中的认知差异,主要体现在学业优秀学生能够主动地进行概念的深度加工,变换概念表征形式,生成适合自己理解记忆的概念内部表征形式,而学业不良学生则不擅长这样的认知加工过程。概念内部表征生成机制的研究揭示出深度的信息加工是促进氧化还原反应相关概念从外部表征转入长时记忆生成内部表征的动力因素,深度的认知加工如自我解释和变式练习能够促使概念内部表征持久存在。3.氧化还原反应相关概念内部表征应用机制的研究自行编制《“氧化性、还原性”概念应用测验》作为研究工具,考查有关概念内部表征的应用机制。本研究采用测验和个别调查访谈的方法,首先,研究梳理化学问题解决的一般程序对应的概念内部表征的变化路径:其次,对比分析成功的和不成功的问题解决者在不同思维类型问题解决中的特征,研究概念内部表征应用机制。研究结论:(1)分类问题的主要特征是包含简单判断的思维形式,学生处理分类问题时一般应用概念的知觉符号表征形式类别;推理问题的主要特征是包含推理即复合判断的思维形式,学生处理推理问题时一般应用概念的化学符号表征形式。(2)概念内部表征应用机制的研究揭示了,在概念应用于问题解决过程中,不仅依赖单一独立的准确概念内部表征形式,还必须依赖概念内部表征集成化的捆绑结构的存在。化学符号表征形式能够捆绑概念的多重表征形式并指代多重表征形式所反映的意义。概念内部表征的应用过程同时也是内部表征的重构过程,其中包括重构概念多重内部表征形式的捆绑认知结构、概念内部表征的串联和检索线索以及概念内部表征的再调整与再修改等认知过程。