教學研究圖示教學法在化學概念復習教學中的應用

薛青峰

“圖示教學法”是以圖形為主要載體，通過揭示某事物現象與本質之間的內在關系或某事物與其他事物之間的邏輯聯系，促進學生對所學知識的理解和掌握，從而尋求解決問題思路的一種教學策略。由于圖形和文字相比，具有更加形象、更加直觀等特點，同時又具有高度概括性，可以說“零散知識系列化、抽象問題具體化、復雜過程簡明化”是圖示教學法的最大特點，便于記憶和易于理解也就成了圖示教學法的突出優點，這一點與化學復習課教學目標是高度一致的，因此廣大中學化學教師在日常教學活動中或有意、或無意地都在使用圖示教學法。

化學概念是在特定情境或需求中而形成的，為了全面而深入地闡釋某一研究對象，需要從不同角度和維度對其進行分類研究，這樣就會形成多組既相互獨立又相互交叉的概念，因此化學概念不會孤立地存在，而是與其他化學概念相互作用共同編織起化學學科體系，可以說化學概念是化學學科大廈的基石。正確理解化學概念的內涵和外延、準確把握化學概念與其相關概念之間的關系是應用有關概念解決相關問題的先決條件，也是學好化學的前提，因此它也成為化學概念復習課的主要教學目標之一。本文就圖示教學法在化學概念復習教學中的應用談談自己的體會和認識。

化學相關概念之間的關系類型主要有種屬關系和衍生關系兩大類情況，由于這兩類關系形成的條件不同，因此在用圖示表示的時候就會形成不同的示圖形態。

一、種屬關系——屬概念與其下多個種概念之間的相互關系

圖示法一個顯著特點是比較容易獲得明確的概念外延，以便于和其他相關概念加以比較和分析，厘清各相關概念之間的關系（包含關系、并列關系、交叉關系等），從而有利于學生更加準確理解相關概念。

對于按照單一標準進行分類的各個種概念之間的關系比較簡單，它們之間屬于并列關系，不存在交叉或包含現象，因此通常可用數軸或餅圖形式來呈現。例如有關屬概念“分散系”下的三個種概念之間的關系可用圖1來表示。

但是化學中更常見的是研究者將同一研究對象根據實際需要按不同的標準進行分類，這樣就形成了同一屬概念下多組相互交叉的種概念。在具體教學中，教師可以根據這些概念的外延進行適當的空間布局，設計成一張有意義的示圖，以幫助學生厘清它們間的相互關系。

例如，在復習有關化學反應時，用圖2直觀地呈現出各反應類型之間的相互關系：氧化還原反應與非氧化還原反應是對立關系，即非此即彼的關系，其中置換反應一定屬于氧化還原反應，而復分解反應一定是非氧化還原反應，至于化合反應和分解反應要視具體情況而定，而虛框表示離子反應，它清楚地表明了離子反應與四個基本反應類型之間的關系。

又如，中學階段化合物分類方法有多種，其中按物質組成和性質（分為酸、堿、鹽、氧化物）與按溶液中或熔融狀態下能否導電（分為電解質和非電解質）是中學化學教學重點，它與學生的離子方程式書寫能力息息相關。在進行物質分類復習教學時，將它們進行歸納整理形成圖3所示知識體系，該體系不僅告訴學生酸、堿、鹽都是電解質，只有部分氧化物（金屬氧化物和水）屬于電解質這一事實，同時也讓學生明白電解質除了酸、堿、鹽、氧化物外還可以是其他類別物質（如酚類、醇鈉等）這一事實，從而加深學生對酸、堿、鹽、氧化物與電解質之間關系的認識。

用圖示法表示同一屬概念（上位概念）下多組種概念（下位概念）間的關系時，關鍵在于組織者必須能夠準確把握每個種概念的內涵和外延，然后將它們合理排布在同一區域之內（該區域表示的是同一屬概念）。如果兩組概念的上位概念不同，則不可以用上述圖示表示。

二、衍生關系——中心概念與其衍生概念間的相互關系

為了更加全面地研究某一事物，常常會從不同角度進行研究，這樣就會產生一系列衍生品，表現在學科體系上就是從中心概念衍生出一系列相關概念，所有這些衍生概念都是為了豐富中心概念之內涵。因此這些衍生概念與中心概念之間一定是通過某一研究方向或研究思路而產生聯系的。

例如：物質的量（n）是化學學科的一個核心概念，它是溝通宏觀物質數量和微觀粒子數目之間的橋梁。由于微觀粒子數目是無法通過測量手段直接獲取的，而常常是通過測量物質的某一宏觀量再通過它們之間的換算關系來間接獲得。為了便于測量宏觀物質的數量，在實際操作中，氣體或液體（包含溶液）通常測量其體積，而固體通常稱量其質量，根據實際測量的物理量核心概念間的聯系分別產生了三個衍生概念（氣體摩爾體積、摩爾質量、物質的量濃度），它們之間的邏輯關系可以用圖4加以闡述，它直觀地表示出“宏觀測量值”與“微觀粒子數”之間是如何通過中心概念“物質的量”實現了統一：在宏觀測量值中只有“質量”與“微粒數”之間呈現恒定關系，即只與物質種類有關，而不受外界因素影響，它是“宏觀測量值”的代表，其它測量值都可以通過一定關系換算成“質量”來實現與“微觀粒子數”之間的聯系。至于標準狀況下氣體的體積與物質的量之間的關系其實只是一種特例；關于溶液的體積完全可以理解為溶質分散的空間，這樣的話，溶質的物質的量濃度與氣體摩爾體積本質含義就一致了：都是表示微粒數與其所占空間（即體積）的關系。

筆者在聽課中，發現不少教師所建構的關系圖如圖5所示，此圖初看起來也將中心概念“物質的量”與它的三個衍生概念架構起了橋梁，但這關系圖其實只有 “肉體” 存在而不具有“靈魂”，它只是從數學角度出發將n與Vm、M、c（B）之間的變換關系進行連接，而沒有展示出它們之間的本質聯系，因此它只有數學含義而失去了化學意義。此外又有多少學生能記住示圖中各種量之間相互轉換的運算符號呢？所以此圖對學生記憶和理解n與Vm、M、c（B）之間的關系并沒有大的幫助。

用圖示法展示中心概念和衍生概念之間的關系時，核心是要幫助學生建立起有意義的聯系。建構者首先要弄清產生衍生概念的動機，即衍生概念表達的內容所蘊含的價值，它是溝通中心概念與衍生概念的橋。

綜上所述，“圖示”不僅能優化學生的知識結構，還能促進學生對化學知識間關系的認識，有利于培養學生學習化學的興趣和能力。也應注意利用圖示教學法進行有關化學概念復習教學時，切忌將化學概念簡單羅列與堆砌，教師必須弄清大概念和小概念之間的關系（是種屬關系還是衍生關系），在此基礎上，尋找到相關概念間質的聯系和區別，建構起有化學意義的圖示，增強學生對概念的理解，真正減輕學生的記憶負擔，從而達到教學效果的最優化。

（收稿日期：2016-07-15）