概念圖在化學學案設計中的應用

【關鍵詞】 化學 學案 概念圖

【文獻編碼】 doi:10.3969/j.issn.0450-9889（B）.2011.11.005

化學學科是融合化學概念、原理、技能為一體的，具有獨特知識體系的學科。然而在實際的化學教學中卻發現學生在面對綜合性練習或實際問題時感到束手無策，這是由于學生沒有將化學概念、原理、物質性質等方面的知識聯系起來學習，頭腦中的化學知識是零散的、孤立的?！皩W案導學”可幫助學生形成完整的化學知識網絡，提高學生的化學思維能力。

概念圖是一種有效的工具，在學案設計過程中運用概念圖能夠有效地幫助學生建立知識的聯系，加強對概念的理解。

一、 概念圖的含義

著名教育心理學家諾瓦克認為，概念圖是用來組織和表征知識的工具。它通常是將有關某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中，再用各種連線將相關的概念和命題連接，形成關于該主題的概念或命題網絡，以此形象化的方式表征學習者的知識結構及對某一主題的理解。

概念圖的研究基于奧蘇貝爾的有意義的學習理論，強調學習者在原有知識的基礎上進行有意義的學習。而直接控制學生有意義學習的是教師，這就要求教師激發學生努力把新的意義并入已有知識中。從學案設計的角度來說，要求教師從選定的知識領域（某一章節）挑出關鍵概念以及其他相關概念，并把這些概念從一般到具體進行排序，對于相關概念的連線連接可以用某一概念實現超鏈接，最終擬出概念在學案中的呈現方式。

二、 學案設計中概念圖的運用及意義

概念圖能夠把知識高度濃縮，將各種概念及其關系類似腦對知識儲存的層級結構形式那樣進行排列，清晰地揭示意義建構的實質。在化學學案設計中運用概念圖，是一種提高教學效果的有效手段。

1. 用概念圖能夠幫助學生理解概念，培養邏輯思維能力

在化學教學中，概念之間有嚴密的邏輯關系，包括從一般到具體的序列關系及滲透式的網狀關系。然而，在具體的化學學習中，學生往往因為不能較好地辨別和建構概念和命題框架，只好死記硬背大量的公式和事實。教師在引導學生進行有意義的學習時，不僅要建立宏觀的整體概念圖，還要建立某一教學環節的小概念圖，讓學生從概念圖的某一節點鏈接到小概念圖中，以便形成對概念的完整認識。

例如，在進行電解質概念的教學時，可設計以“物質”為起點，“電解質”為中心概念的概念圖（圖1），用于高一化學《離子反應》的新授課教學。

在設計和應用該概念圖時主要從以下幾方面考慮：

（1）以學生已有知識為基礎，找出知識的增長點，展示基本概念的邏輯關系。

學生已經掌握的物質分類有兩種方法：按組成分類和按性質分類。而新學知識，則是物質的第三種分類方法——按電離程度分類。學生在學習過程中，容易混亂的是三種分類方式的從屬關系和邏輯關系。在概念圖設計中，抓住“化合物”這一新舊知識的生長點，既表明了各類物質之間的從屬關系，又區分了“電解質”與“非電解質”的邏輯關系。

（2）引導學生閱讀和思考，揭示物質發生化學反應的本質。

學習電解質的重點和難點在于，通過對溶液導電性實驗的觀察，討論電解質溶液導電的本質和電離過程，理解離子反應的本質。課本中采用典型物質如氯化鈉、蔗糖、醋酸等具體化合物溶液的導電實驗，讓學生通過觀察到的實驗現象，直觀地認識到在水溶液中能導電的化合物是電解質。但學生在預習或課堂學習中，往往只注意到了實驗的表面現象，而忽視了對現象背后的電解質導電本質的理解，造成“強弱電解質”與“導電能力強弱”關系的認識，以及對“強弱電解質”與具體代表物之間的從屬關系認識不清。因此，在設計概念圖時，突出電解質的“電離程度”（即水溶液能否電離）這個連接詞，一方面比較了強弱電解質的實質，另一方面揭示了溶液導電能力與離子的濃度有關。

學案把認識概念的過程在圖中直觀地表示出來，起到了導讀和導學的作用，有助于克服學生在閱讀教材和觀察實驗過程中的盲目性和片面性。這比靠死記硬背來學習概念更能激發學生的學習興趣，更能使學生體會成功的喜悅，降低遺忘率，提高知識提取和運用的正確率。

（3）幫助學生聯系知識應用，提升化學語言使用能力。

導電實驗和電解質概念的理解都是學習離子反應和離子方程式的基礎。能正確書寫離子反應方程式是化學語言能力的一種具體表現。學生在離子反應練習中遇到的障礙主要為：①書寫當中“拆”與“不拆”問題；②溶液當中離子共存的條件。因此，在設計概念圖時把解決這兩個問題作為知識應用的一部分：①把書寫規則與強弱電解質的典型物質聯系起來。②揭示離子反應的本質和條件，讓學生通過填寫概念圖，一目了然地從知識應用的角度，掌握“離子反應”這一化學語言。

2. 用概念圖幫助學生形成知識體系，培養整體思維和發散思維

學生在化學學習過程中普遍存在的問題是對知識理解不深，記憶凌亂，不能把握規律，尤其是在有機化學的學習中，不能掌握有機物之間的性質和衍變規律，從而不能準確地應用知識解決有機物的合成與推斷等問題。使用概念圖（圖2）可以幫助進行有機物的復習。

（1）突出某一類有機物質的性質，同時突出有機物之間的橫向聯系，形成認識有機物的整體思維。在使用學案導學時，不僅呈現出有機物官能團演變關系的概念圖，還通過具體的問題來幫助學生形成認識有機物衍變途徑的思路。

①“如何引入碳碳雙鍵（乙烯如何制備）？”這個問題的目的在于幫助復習炔烴的性質、醇類和鹵代烴的消去反應及其規律，同時建立“C=C”、“-OH”、“-X”等官能團的相互關系。

②“獲取鹵代烴的方式有幾種？”“醇的衍生方式有哪些？苯酚如何制備？”這兩個問題幫助認識概念圖的核心物質——“烯烴”、“鹵代烴”、“醇”之間的相互關系，并遷移拓展到炔烴→苯→氯苯→苯酚的衍生線路。

③“醇、醛、酸是如何衍變的？”這個問題旨在幫助學生整理醇、醛、酸的連續氧化關系，理解醇“去氫氧化”，醛“得氧氧化”的本質。

通過這幾個問題引導學生從具體的物質出發，由典型代表物到抽象的一類有機物，由個別到一般，形成對有機物的整體認識。

（2）為學生提供有機推斷的基本思路，提升學生的發散思維能力。

有機物推斷是學習難點，學生往往面對有機推斷題感到無從下手。實際上，對推斷題的考查就是對學生認知概念圖中有機物衍變關系的考查，它對學生的整體思維和發散思維有較高的要求。在課堂中可有意識地從反應類型的角度幫助學生建立有機推斷的基本“模型”。例如，“烯烴”制備“醛”可以通過：①烯烴直接氧化；②烯烴→鹵代烴→醇→醛；③烯烴→醇→醛等途徑。又如，“酯”制備“鹵代烴”可以通過：①酯→醇→鹵代烴；②酯→醇→烯烴→鹵代烴等途徑。

學生理解烴及其衍生物轉化關系的概念圖，實際上就是要掌握一道包含多條途徑的有機推斷題。它要求學生從不同的途徑來掌握知識，從不同的角度來思考推斷合成對象，學會轉變思維。

3. 用概念圖幫助學生養成自我反思的習慣，形成批判性思維

引導學生不斷修正和發展自己的知識結構，讓化學課堂成為學生高效學習的課堂是進行“學案導學”的最終目的。因此可以根據授課內容和學生的實際情況，選擇概念節點，設置連線，尋找命題，在學案中給學生呈現出概念圖的“半成品”。在教學過程中教師的作用主要是引導學生合理地完成概念圖，準確尋找出知識點之間的聯系。

學生完成概念圖的過程實際上就是自我評價的過程。當學生完成概念圖遇到困難時，他就會清楚地認識到自己的學習存在不足；當他在創建概念連接時缺乏創造性，就知道自己的知識儲備不足、應用不靈活，于是學生就會努力去彌補這些不足。當學生通過與老師、同學探討交流，使含糊不清的問題變得明朗，新的知識就能和原有知識建立有意義的聯系。在學案當中運用概念圖，可以便于學生評價自己理性認識的清晰性，了解自己的學習情況。

三、 結語

概念圖可以幫助師生理清學習思路，明確學習過程和方向。尤其在進行化學概念（如電解質）、化學原理（如影響化學反應速率的因素）、元素及其化合物復習、有機物復習等方面的教學時，在學案設計中運用概念圖能較好地發展學生的思維品質。此外，結合化學知識的特點在學案設計中靈活運用問題引導閱讀、列表對比、歸納整理等方法，能教會學生學會學習，形成自己的“概念圖”。 （責編 王學軍）