“維恩圖”在初中科學概念學習中的應用

林愛斌

【摘 要】由于初中科學涉及的概念范圍較廣，需要記憶理解的部分較多，如果不能掌握有效的概念學習方式，將嚴重阻礙后續學習的深入，而引入“維恩圖”這一重要的科學方法，在很大程度上形成了對傳統學習模式的補充，這既是初中科學學習方法的創新，也對新課改的全局性目標具有重要的改革引導意義。

【關鍵詞】維恩圖；初中科學；概念學習；教學研究

【中圖分類號】G633.98 【文獻標識碼】A 【文章編號】1671-8437（2019）16-0098-02

維恩圖，也被稱為“文氏圖”，其是對數學意義上的集合關系的圖形表現，主要通過封閉性的曲線與其交匯重疊，展現存在于多個集合之間的聯系性，可以更加清晰、直觀體現其中的內在邏輯。

1 維恩圖的基本概念及其重要意義

素質教育持續深入發展的背景下，加強學生綜合素質的培養成為新一輪教學改革的重點方向[1]。新課改的根本目的是將素質教育立德樹人的目標貫徹下去，為社會主義現代化建設培養更多擁有較高綜合素質的人才。因此，各個學科都應當把握時代的發展脈搏，響應素質教育與新課改的發展要求。初中科學作為初中階段的基礎性課程，其在內容上具有較高的綜合性，貫穿著科學精神的強大內涵，對于引導學生鍛煉思維能力、培養綜合素養具有重要價值。在新一輪的基礎教育改革中，已經明確教學實效的重要性，要求運用多種方法提高課堂效率、優化教學模式，這就要求各基礎課程從傳統的強調知識記憶的模式中脫離出來，更好地把握各個知識點之間的有機聯系，從而實現知識的有效遷移。在初中科學的學習中也應當堅持這一方向。

“維恩圖”這一概念最早由英國數學家維恩發現并提出，其在1880年《論命題和推理的圖表化和機械化表現》一文中首次利用固定位置的交叉環形式以及封閉曲線的內部區域表示響應的集合及其關系，從而使得維恩圖正式得名。在數學理論體系中，其通常被劃分到集合論的分支中，用以表示簡單、寬泛意義上的集合關系。在實踐中，其可以由數學應用拓展到任何不同的事物群組之間的邏輯關系展示上，充分體現了集合的數學思想，雖然其形式并不特別精確，但卻可以通過直觀的大致關系，將抽象問題及復雜關系簡單化，有利于基于此進行深入的邏輯推理與知識理解。結合人類的認知特點來看，人腦在認知過程中體現出了清晰的層次性，而維恩圖同樣也具有較強的層次性，因此符合人類認知的基本方向，尤其在邏輯關系極強的科學類學科學習中，更是為學習者“抽絲剝繭”地把握內在聯系提供了條件。在初中科學的概念學習中引入這一方法，主要表現為將重點的科學概念以集合圖形的形式表現出來，尤其注重對于易混淆、具有內在聯系的科學概念的展示，讓學生能在相對輕松的氛圍中及時把握其聯系性，從而自主探索其中的深層含義，加深學生對于科學知識的理解，為其綜合素養的提高打下基礎。

2 維恩圖在初中科學概念學習中的具體應用

2.1 應用維恩圖學習植物氛圍的相關概念

對于初中學生來說，雖然在日常生活中接觸了不少植物，但是缺乏系統的專業學習。因此，對于各類植物之間的關系往往把握不準確，由于其中的關系較為復雜，且很容易混淆，不少學生就選擇了“死記硬背”的“笨方法”，這種死板的記憶方法往往過于僵硬，不利于知識的長期記憶，且缺乏深入理解的單一記憶也會再度造成概念的混淆。利用維恩圖展示無種子植物、種子植物、被子植物、蕨類植物等各類植物之間的聯系，可以將知識簡化，同時，教師也可以先向學生介紹維恩圖的簡單畫法，適當進行各類植物基本概念的講解，從而讓學生成為繪制維恩圖的主體，讓其依照概念內容，通過維恩圖展示其中的內在聯系，有效培養其主動探索、自主學習的綜合能力。

2.2 維恩圖在學習基礎化學中的應用

如在學習初中科學中的基礎化學部分時，一個重要的教學目標就是讓學生掌握四大基本反應類型以及氧化還原反應，通過初期的講解，學生往往對于這幾種類型的單一特征較為熟悉，但受限于其知識儲備限制以及邏輯能力的不足，如果將這幾類概念結合在一起比較，就會很容易產生思維混亂的狀況，而這些反應類型的內在聯系恰恰也是教學的重難點工作。在教學中，教師可以從“迷惑性”較強的提問入手，如提問學生并要求其快速回答“是不是所有的置換反應都屬于氧化還原反應？”“那是不是所有的分解反應都屬于氧化還原反應呢？”在這些問題提出來時，學生的第一反應往往是比較其概念在文字描述上的異同，因此，教師可以構建關于這幾個反應類型的維恩圖（如圖1），幫助學生快速、準確地做出判斷將復雜的關系直觀地體現在圖形中，既有利于學生進行理解與記憶，又具有極高的趣味性，體現了科學學科的強大魅力。

2.3 維恩圖在生物概念學習中的應用

如在生存斗爭、種間斗爭、中內斗爭這三大斗爭類型的概念學習中，學生很難形成準確的認知，教師應當依照種間斗爭與種內斗爭所體現出的反對關系、種內斗爭、種間斗爭又從屬于生存斗爭、種間斗爭和種內斗爭又各自包含豐富的形式這些基本內容，引導學生在此基礎上把握關鍵信息，創設出維恩圖的情境，從而引導其構建一套清晰的思維框架體系，利用各類知識之間的聯系去把握科學學習系統性、條理性的基本內涵，從而有效提高其思維創新能力。

3 結束語

初中科學概念學習的基本目標就是讓學生形成對基礎性科學知識的整體性通識認知，有效激發其學習興趣與探索欲望，為其未來的深入學習與研究打下基礎。將維恩圖引入初中科學概念的學習，有利于將抽象、復雜的科學問題簡單化，引導學生形成知識遷移能力、把握聯系能力以及創新思維能力，因此，在未來的教學中應當進行更加深入的應用，從而讓初中科學的教學模式契合新課改和素質教育的要求。

【參考文獻】

[1]黃林美.將“維恩圖”引入初中科學的概念學習研究[J].課程教育研究，2019（02）.