在中學化學中構建概念圖，促進學生核心素養提升

摘?要：在中學階段學生所學的化學現象、化學反應規律、化學實驗等學科內容碎片化的特點比較明顯，學生感覺化學學科的知識點比較分散、無序，不像數學或是物理學科邏輯性比較強，只要掌握內在規律就容易上手。如何幫助學生形成化學學科知識網絡，變碎片化的學科知識為網絡化、結構化且可相互交聯的知識體系，就如神經元相互交聯，最終構成如大腦一樣的連接體系，是所有化學教育工作者所面臨的重大挑戰。

關鍵詞：概念圖;化學教學;知識網絡

“概念圖”能夠展示思維起點到終點的推理過程、是一種發散性的多線程的流程圖。教授學生“概念圖”構圖法，不僅能幫助學生將碎片化的學科知識整合形成知識網絡，還能幫助學生辨析化學概念之間的異同，將新獲得的化學知識與舊知識相互交聯，掌握相應的學科概念，不斷完善自身的化學學科知識體系。此外，概念圖也可作為評價手段，通過測評學生所繪制的化學概念圖，發現他們對概念理解掌握的情況。因此本文將著重闡述如何在中學化學教學中滲透概念圖教學，以期探索新的教學模式，助力新高考改革。

一、 介紹Joseph D. Novak教授的概念圖模型

教師先向學生展示美國康奈爾大學約瑟夫·D·諾瓦克教授提出的概念圖模型，該模型可以生動具體地描繪出不同層次概念之間的相互關系，如圖1所示。

圖1?約瑟夫·D·諾瓦克概念圖模型

通過約瑟夫·D·諾瓦克概念圖模型可幫助學生初步獲得繪制化學概念圖所必需的一些注意事項，其主要步驟為：第一步，把最主要的、最中心的、概括性最強的、最一般的概念放在最上層;第二步，把較次要的、概括性較低的放于較低層次，以此類推;第三步，把概念圖中的具體概念放置在最底層;第四步，把概念所對應的具體樣例放在最底端;第五步，可以把層級不同的概念用不同的框圖以及不同的涂色加以區分標注;第六步，把每一對相關概念用直短線相連接，并在線上標明直短線連接的兩者之間的關系，概念關聯可以向四面八方不同方向（向上、向下、向左、向右、向旁邊進行連接），如果他們是直接垂直連接，那么連接線要由上到下。如果是向外側連結，就要用單箭頭來表示相互關系的方向，箭頭指向較低層次的連接對象。

二、 指導學生制作化學概念圖步驟

制作化學概念圖可以直接在紙上手繪也可用常用的辦公型軟件如Office和WPS系列軟件繪制，當然也可用國內外開發的專業軟件進行設計（比如：Inspiration， Mind Manager， Cmap Tools， MindMaster等軟件）。現在以蘇教版化學必修一元素物質組成為例講述如何繪制概念圖。

（一） Inspiration9軟件繪制步驟

①運行Inspiration9軟件。在第一個框圖“Main Idea”中輸入概念圖的核心概念“物質”。在主頁的左側工具欄中，選擇長方形框圖、藍色底色、黑色字體，宋體五號字。

②使用“Create”命令在核心概念下方建立一般概念（當然也可選八個方向），也可直接新增概念，使用“Link”命令增加概念間的連線。在工具欄中根據概念間的關系，選擇標準線連接、曲線連接、直角線連接、箭頭方向（無方向、向左、向右、可逆）等。

③雙擊概念間連線會出現文本框，可在文本框進行概念間連接標注，注明相互連接的概念間的關系。

④重復上述步驟以“物質的分類”中心進行化學概念圖設計，并根據布局需求不斷對概念圖進行修訂。

⑤單擊“File”中的“Save”指令來保存概念圖，也可單擊“File”中的“Export”指令，以不同的圖片格式的保存在文檔中。

（二） 繪制化學概念圖的具體步驟，以“物質的分類”為例

①確定焦點問題，選擇核心概念：在焦點問題的指引下，找出10個以上與焦點問題有關的核心概念。核心概念作為概念圖中的中心主題，與一般概念關系密切，有人發現把概念單獨寫在卡片或便簽貼上很有用，這樣就可以方便地移動它們。如果使用計算機軟件構圖，可以直接把概念列表放在計算機上。概念標簽應該是單個的詞，或2～3個詞。用核心概念的不同層次的理解拓展作為連接線，找出與核心概念有聯系的一般概念并羅列出來。

比如跟物質組成相關的核心概念有以下幾個：元素、無機化合物、有機化合物、金屬單質、非金屬單質、氧化物、氫化物、酸性氧化物、堿性氧化物、鹽、酸、堿等。

②概念分層排序。把范圍最廣、最具包含性的概念置于概念圖的頂端。找出范圍最廣、最具包含性的概念有時是很困難的，回頭去審視焦點問題對于決定概念的順序是有幫助的。有時這一過程會導致對焦點問題的修改，甚至是一個新的焦點問題，如：元素——物質。

③挑選合適的概念，按概念的層次要求添加更多概念。

④把概括性最強的概念放到概念圖的最上面。在概念圖的最上面通常只有1～3個概念。

⑤接下來，分層挑選次一級的概念。任何概念下不要放4個以上的子概念。如果看起來有6～8個概念從屬于一個概念或子概念，可以找一個合適的中間概念，這樣就可以創建出概念圖的另個層次。

⑥把有關系的兩個概念用短線相連，短線上還要標明連接關系。讓其讀起來是一個有效的陳述句或命題。連接創造意義，當你分層次將大量相關概念連接在一起的時候，你就可以看到一個給定領域的意義的結構（圖2）。

圖2?物質與元素關系圖

⑦修訂概念圖的結構，可以是添加、刪減或修改上級概念。這個工作可能需要多做幾次，事實上，當你獲得新知識或新見解的時候，這個過程可以進行無限次。

⑧尋找概念圖不同分支間的交叉連接并標明連接詞。交叉連接往往可以幫助你看到知識領域里新的、創造性的聯系。

⑨在概念圖標簽中可以附上概念的實例（如金屬單質包含Fe、Cu）。

⑩同一組概念可以畫出多種不同形式的概念圖，由構圖者根據自己的個性喜好構建。

三、 繪制概念圖注意事項

化學概念圖的構建跟其所要運用的不同知識背景的情境關系很大，在訓練學生繪制概念圖的時候，為了學生能更快確定概念圖的不同層級間的分層結構，可先選定學生比較熟悉的知識，比如蘇教版必修一物質的組成為例，方便學生根據已有的知識背景繪制自己的第一個概念圖。第一步，要求學生把物質組成的概念盡量選出來，教師提示，經過不斷訓練使學生初步掌握選取概念的相關方法后。第二步，要求學生把所給的信息中的核心概念選取出來。第三步，找出與核心概念相關的一般概念、具體概念等，并把這些不同層次的概念根據核心概念、一般概念、具體概念的順序，以及概念概括性由大到小的順序進行排序。并對不同層級概念間進行分層次處理，注意概念間的并列關系、對立關系、包含關系等。學生初步繪制出化學概念圖的簡單構型。其后再經同一小組成員的分組討論進行不斷修改后，教師再進行指導，使各層級概念與層級關系清晰后，化學概念圖就初步完成了。一定要跟學生強調化學概念圖必須經過若干次不斷的修改，不可能一次完成。學生通過修改化學概念圖，可以加深對各個化學概念及其概念間的相互關系的認識和理解，有利于學生化學學科知識體系的建立。

教師可參照標準化學概念圖對學生繪制的概念圖進行評價，比如根據概念圖繪制的準確性、不同概念間的層級結構是否準確、命題結構是否科學等給予適當的評分。最后，學生要根據教師的評價重新修改概念圖，不斷認識、反思，內化為自身的知識網絡，不斷修正、完善、充實和拓展自己的知識結構，使之形成交聯性更廣、更復雜的知識體系，最后嘗試把不同知識體系加以深度融合，不斷交聯，促進本身知識體系的有意義建構和核心素養的提升。

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作者簡介：

林泉生，福建省泉州市，泉州市第六中學。