將維恩圖引入初中科學(xué)的概念學(xué)習(xí)研究

1、    將“維恩圖”引入初中科學(xué)的概念學(xué)習(xí)研究    黃林美【摘要】維恩圖，也稱文氏圖，用于顯示元素集合重疊區(qū)域的圖示。本文展現(xiàn)維恩圖在初中科學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】維恩圖 科學(xué)概念間的基本關(guān)系g633.98 a 2095-3089（2019）02-0191-021.引言維恩圖，也稱文氏圖，用于顯示元素集合重疊區(qū)域的圖示。人類大腦認(rèn)識事物是具有層次性的，維恩圖恰好體現(xiàn)了這種層次性、邏輯性，所以它在理科中應(yīng)用廣泛。認(rèn)知科學(xué)認(rèn)為結(jié)構(gòu)有助于記憶和概念理解，而圖形教學(xué)正是基于這一認(rèn)識。圖形教學(xué)是以直觀形象的方式表達概念結(jié)構(gòu)，將各種概念及其關(guān)系進行梳理，從而

2、能有效呈現(xiàn)思考過程及概念間聯(lián)系。應(yīng)用維恩圖可以清晰簡潔地展現(xiàn)科學(xué)概念間關(guān)系。2.維恩圖簡介維恩是19世紀(jì)英國的哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家，在1881年發(fā)明了文氏圖。他撰寫符號邏輯這本書里使用圖形來表示集合。如果是兩個集合x和y相交，那么用圖兩個相交的圓體現(xiàn)出四種集合；可用3個相交的圓來表示8種集合；用兩兩相交的4個圓是無法表示16個集合，因而采用4個橢圓來表述。3.概念間的基本關(guān)系維恩圖可展現(xiàn)概念間基本的關(guān)系，分別為概念間的屬種關(guān)系（真包含關(guān)系與真包含于關(guān)系），交叉關(guān)系（交集不為空集），矛盾關(guān)系（某集合與它相對于全集的補集之間的關(guān)系），反對關(guān)系等。4.維恩圖在概念教學(xué)中的應(yīng)用例1：在植物分類時，此時學(xué)生的

3、邏輯思維能力較弱，對于種子植物，無種子植物，被子植物，蕨類植物之間的關(guān)系，在腦海中沒有顯示出清晰的層次圖。維恩圖展現(xiàn)了概念間的屬種關(guān)系（真包含與真包含于的關(guān)系），如無種子植物真包含蕨類植物。植物根據(jù)有無種子分成兩類，種子植物與無種子植物，這兩個類別間是矛盾關(guān)系。在概念教學(xué)中維恩圖可展現(xiàn)的概念的結(jié)構(gòu)特征。例2：在復(fù)習(xí)化學(xué)中四大基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)時，學(xué)生對各個反應(yīng)的概念是比較清楚的，但聯(lián)合起來就比較疑惑，比如：（1）置換反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)嗎？（2）分解反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)嗎？究其本質(zhì)是不清楚彼此間的關(guān)系，那么可以總結(jié)出簡潔清晰的維恩圖（人臉模型），如下圖所示：此例顯示維恩圖可以理清概念

4、關(guān)系的復(fù)雜性。四大基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的概念理解及它們之間的關(guān)系是難點，用維恩圖就可以輕松突破難點。從圖可知許多信息，如置換反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)；復(fù)分解反應(yīng)一定是非氧化還原反應(yīng)（真包含與真包含于的關(guān)系）；化合反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。人臉模型既生動又有邏輯，方便理解及記憶。例3：在真核生物與原核生物的教學(xué)過程中，讓學(xué)生來說明原核生物、真核生物、乳酸菌、酸母菌、細(xì)菌、真菌等生物類群或生物間的從屬關(guān)系。由于涉及的生物類群及生物較多，用文字?jǐn)⑹鎏唠s，維恩圖可以清楚地展現(xiàn)它們之間的聯(lián)系，可用眼睛模型來表示。利用維恩圖的展現(xiàn)，將形象具體思維與抽象邏輯思維有機的結(jié)合，降低了概念理解的抽象性。利用有

5、效簡單工具加強對概念的理解，激發(fā)學(xué)生的興趣，促使深度思考。維恩圖可以降低概念理解的抽象性。維恩圖除了能清晰展現(xiàn)它們間的關(guān)系外，還對后續(xù)病毒的學(xué)習(xí)做了一個鋪墊。例4：在生物學(xué)習(xí)中，學(xué)生容易混淆生存斗爭、種間斗爭，競爭與種內(nèi)斗爭間的關(guān)系。維恩圖可以清晰展現(xiàn)它們間的關(guān)系。從例4中可以觀察到種間斗爭與種內(nèi)斗爭體現(xiàn)的是反對關(guān)系，當(dāng)然這里也有屬種關(guān)系的體現(xiàn)。生存斗爭包括了種間斗爭、種內(nèi)斗爭以及生物與無機環(huán)境的斗爭。種間斗爭又包含競爭 、捕食、共生與寄生。從維恩圖中就可以獲取所需信息，提高了效率，利用維恩圖提高了概念比較的有效性。5.維恩圖的意義維恩圖能使概念簡單化、顯性化、可視化，便于人們對類似概念進行對比，歸納推演。利用維恩圖，可以改善學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。維恩圖能將形象思維與邏輯思維有機的結(jié)合在一起，以圖形的形式將概念間的關(guān)系清晰展現(xiàn)。利用維恩圖可以降低概念理解的抽象性，可以提高概念比較的有效性，可以理清概念關(guān)系的復(fù)雜性。6.結(jié)語維恩圖，在初中科學(xué)分類，比較概念異同，展現(xiàn)結(jié)