概念圖在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1、概念圖在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用蘇州市景范中學(xué) 陸茜摘要：概念圖（Concept Map）是由美國心理學(xué)家Novak在19世紀(jì)60年代初提出的，開始時(shí)只是作為一種研究手段，但逐漸被引入了課堂。研究概念圖對(duì)于我國正在進(jìn)行的教育教學(xué)改革具有重要的參考價(jià)值。本文以滬教版初中化學(xué)教材中第三章“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”為例，介紹概念圖在初中化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：概念圖 初中化學(xué) 物質(zhì)的構(gòu)成概念圖是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念，連線表示概念間關(guān)系的圖示法?？的藸柎髮W(xué)的Joseph D. Novak博士根據(jù)Ausubel的學(xué)習(xí)理論在20世紀(jì)60年代著手研究概念圖技術(shù)，并使之成為一種教學(xué)的工具。概念圖是用來組織與表征知識(shí)的

2、工具。它通常是將有關(guān)某一主題的不同級(jí)別的概念或命題置于方框或圓圈中，再以各種連線將相關(guān)的概念和命題連接，這樣就形成了關(guān)于該主題的概念或命題網(wǎng)絡(luò)，以此形象化的方式表征學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)及對(duì)某一主題的理解。1. 化學(xué)概念圖的涵義化學(xué)概念圖和一般概念圖一樣，也包括節(jié)點(diǎn)、連線、層級(jí)和命題4個(gè)要素。節(jié)點(diǎn)就是置于圓圈或方框中的概念；連線表示兩個(gè)概念之間的意義了解，連接可以沒有方向，也可以單向或雙向；命題是兩個(gè)概念之間通過某個(gè)連接詞而形成的意義了解。層級(jí)有兩個(gè)含義：一是指同一層面中的層級(jí)結(jié)構(gòu)，即同一知識(shí)領(lǐng)域中的概念依據(jù)其概括性水平不同而分層排布，概括性最強(qiáng)，最一般的概念處于圖的最上層，從屬的放在其下，而具體的

3、事例列于圖的最下層；二是，不同層面的層級(jí)結(jié)構(gòu)，即不同知識(shí)領(lǐng)域的概念圖可就某一概念實(shí)現(xiàn)超鏈接。2. 化學(xué)概念圖的整理通常概念圖的整理可按以下幾步進(jìn)行：（1）羅列所有概念，包括相關(guān)概念（2）在所有羅列出的概念中，找出其中的關(guān)鍵概念，也可將與其他概念了解最廣的概念視為關(guān)鍵概念。（3）以關(guān)鍵概念為中心，分析確定其他概念與關(guān)鍵概念的關(guān)系。（4）在相關(guān)概念間連線，注明關(guān)系。然而，根據(jù)化學(xué)知識(shí)的特點(diǎn)，對(duì)化學(xué)概念圖的整理方法可做一些改進(jìn)：（1）放在圓圈或方框中的概念既可用文字表達(dá)也可以用化學(xué)符號(hào)表示，或同時(shí)使用化學(xué)符號(hào)和文字表示；（2）連接語既可用文字表達(dá)又可用化學(xué)公式表達(dá)，或同時(shí)使用兩種表達(dá)方法；（3）例子

4、從僅限于概念的具體例子擴(kuò)展到還可以是概念的應(yīng)用特點(diǎn)或概念的應(yīng)用規(guī)律說明，例子的表達(dá)方式從原來只能用名詞表示概念的特例擴(kuò)展為可以用化學(xué)原理、化學(xué)公式表示。3. 化學(xué)概念圖作為一種教學(xué)策略將概念圖作為一種教學(xué)策略應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)中，教師可采取小組討論，師生對(duì)話，教師主講或?qū)W生獨(dú)立作業(yè)等靈活多樣的形式。概念圖策略即可用于新課的教學(xué)，更適合于舊課復(fù)習(xí)。其教學(xué)程序如圖所示：例如，在講解滬教版初中化學(xué)教材中的第三章第二節(jié)“構(gòu)成物質(zhì)的基本微?！睍r(shí)，學(xué)生很容易理解水是由水分子構(gòu)成的，氯化鈉晶體是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的，但如果在講解第七章“應(yīng)用廣泛的酸、堿、鹽”時(shí)，再問學(xué)生氯化鈉溶液中存在哪些微粒時(shí)，學(xué)生往往就答

5、不完整了。對(duì)于學(xué)生來說，只要把概念記熟了，這個(gè)知識(shí)也就掌握住了，然而并不是這樣的，只有認(rèn)清概念之間的關(guān)系，才能更好的把新知識(shí)納入到自己原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，這樣才能做到有意義的學(xué)習(xí)。所以在教學(xué)中，教師要注意以學(xué)科知識(shí)為中心，以學(xué)科間知識(shí)了解為重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中搜尋與新知識(shí)的連接點(diǎn)，幫助學(xué)生建立新知識(shí)及學(xué)科知識(shí)間的有效了解。4. 課堂實(shí)例下面就以滬教版初中化學(xué)教材中的第三章為例，具體介紹概念圖在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。在全書的幾個(gè)章節(jié)中，第三章“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”，是以微觀的角度去認(rèn)識(shí)物質(zhì)，雖然在初二物理中也學(xué)到了微粒，但是系統(tǒng)的學(xué)習(xí)微粒間的相關(guān)知識(shí)，這還是第一次。所以學(xué)生在把握起來可能會(huì)覺得有

6、點(diǎn)吃力，特別是對(duì)分子、原子、離子這些微粒間的了解會(huì)把握不準(zhǔn)。如果能在學(xué)習(xí)這章的時(shí)候用概念圖輔助教學(xué)，特別是用概念圖進(jìn)行復(fù)習(xí)，就可以使學(xué)生在大腦中形成完整的知識(shí)體系，避免純粹的孤立的對(duì)概念進(jìn)行記憶。課堂教學(xué)的主要步驟大致有以下幾步：（1）以講座、談話的形式讓學(xué)生對(duì)概念圖有一個(gè)初步的了解，特別是概念圖的整理步驟和注意事項(xiàng)。（2）上課之前，布置任務(wù)，要求學(xué)生利用自己已有的概念畫出與構(gòu)成物質(zhì)的微粒相關(guān)的概念圖。根據(jù)初二物理所學(xué)的知識(shí)，學(xué)生畫出的概念圖大致如圖一所示。原子分子構(gòu)成原子核核外電子有有質(zhì)子中子有有夸克組成最小微粒保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)空隙有分子間有作用力引力斥力有有小很運(yùn)動(dòng)不斷熱運(yùn)動(dòng)圖一：學(xué)生原有

7、的關(guān)于構(gòu)成物質(zhì)的微粒的概念圖（3）在此基礎(chǔ)上進(jìn)行初中化學(xué)關(guān)于“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”的教學(xué)。在上課前，教師備課時(shí)先自己整理一張綜合性較強(qiáng)的概念圖，按照概念圖進(jìn)行教學(xué)工作。這樣學(xué)生不僅能認(rèn)識(shí)到這一章的相關(guān)概念，也能比較清晰的了解各層次概念的相互關(guān)系。（見圖二至圖四）（4）課后，要求學(xué)生以自己對(duì)構(gòu)成物質(zhì)的微粒的認(rèn)識(shí)，做出自己的概念圖。（見圖五）（5）教師對(duì)學(xué)生們的概念圖做出評(píng)價(jià)，得到課堂教學(xué)效果。（6）教師可在學(xué)生的概念圖后面加上評(píng)語。對(duì)于比較普遍的錯(cuò)誤或不足可在課上加強(qiáng)對(duì)這方面知識(shí)的講解，對(duì)于個(gè)別的錯(cuò)誤或不足，也可單獨(dú)進(jìn)行輔導(dǎo)。概念圖除了可以使學(xué)生從整體上把握知識(shí)外，還可以隨時(shí)用于對(duì)學(xué)生日常學(xué)習(xí)的反思

8、與評(píng)價(jià)。通過學(xué)生親自畫的概念圖，教師可以及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，診斷學(xué)生的問題，從而改進(jìn)自己的教學(xué)。另外，學(xué)生通過自己動(dòng)手整理概念圖，就會(huì)清楚的知道自己在學(xué)習(xí)上的不足之處，當(dāng)他把自己的概念圖與老師或同學(xué)的比較之后，自己原本含糊不清的問題就會(huì)變得明朗，并很快找到了解決方法?？梢詷?gòu)成氯化鈉等物 質(zhì)分 類分 子原 子離 子分為分 為分為構(gòu)成分解得失電子失得電子可以 構(gòu)成水、氧氣等物質(zhì)金剛石、稀有氣體等物 質(zhì)分類結(jié) 構(gòu)內(nèi)部可以 構(gòu)成的可以 構(gòu)成不帶電帶正電原子核核外電子原子中心高速運(yùn)動(dòng)中子質(zhì)子有有帶負(fù)電電量 相等陽離子陰離子有有帶正電帶負(fù)電構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒具有基本性質(zhì)微粒之間有空隙有有有可以微粒很小

9、微粒不斷運(yùn)動(dòng)質(zhì)子數(shù)電子數(shù)>質(zhì)子數(shù)電子數(shù)<存 在作用力引力斥力有有圖二：教師的關(guān)于構(gòu)成物質(zhì)的微粒的概念圖在這張概念圖中共有概念20個(gè)，都放在方框中，其中“構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒”是關(guān)鍵概念，放在概念圖的中心位置，是這張概念圖的主題。圖中有2個(gè)分支，分別從“構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒有分子、原子、離子”及“微粒的基本性質(zhì)”這兩個(gè)方面來對(duì)關(guān)鍵概念進(jìn)行說明。每條分支都清楚展示了各個(gè)概念之間的了解，對(duì)于有的概念還附上了具體的例子，便于學(xué)生能完整的把握這塊知識(shí)。在第三節(jié)“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”中，講到了組成物質(zhì)的元素，這塊內(nèi)容也能用概念圖表示。見圖三。元 素分 類金屬元素非金屬元素有有金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)組 成組

10、 成如如鈣Ca氧氣O2有有稀有氣體元素微量元素氦、氖、氬、氪、氙、氡例 如例 如鐵、銅、錳、鋅、鈷、碘分 布地殼中人體中海水中太陽中有有有有含量由高到低含量由高到低含量由高到低含量由高到低O、Si、Al、Fe、Ca O、C、H、N、CaO、H、Cl、Na、MgH、He圖三：教師的關(guān)于元素的概念圖第三章的第四節(jié)是介紹物質(zhì)組成的表示方法化學(xué)式。如果像記英語單詞一樣一個(gè)個(gè)的去記化學(xué)式，非但不容易找出其中的規(guī)律，而且會(huì)使學(xué)習(xí)過于機(jī)械化。所以教師在講課的時(shí)候可以把化學(xué)式和物質(zhì)的分類了解起來講解，從物質(zhì)的組成中去掌握物質(zhì)的分類，可以起到事半功倍的效果。關(guān)于這塊知識(shí)的概念圖可以見圖四。物質(zhì)的分類混合物純凈物

11、有舉例空氣、合金、溶液、礦石等有多種物質(zhì)無化學(xué)式有單質(zhì)一種物質(zhì)化合物只有包括包 括金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)有有例鎂（Mg）組成同種金屬元素例組成氧氣（O2）硫（S）同種非金屬元素?zé)o機(jī)化合物有機(jī)化合物組成多種元素包括包括含碳氧化物酸堿鹽有有有有金屬氧化物非金屬氧化物有有都有氧元素金屬元素和氧元素非金屬元素和氧元素組 成組 成例例氧化鎂（MgO）二氧化碳（CO2）有機(jī)小分子有機(jī)高分子有有相對(duì)分子質(zhì) 量例例 甲烷、乙醇淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)圖四：教師的關(guān)于物質(zhì)的分類的概念圖以下舉一張學(xué)生在學(xué)完相關(guān)知識(shí)以后所做的概念圖。從這張概念圖中可以看出學(xué)生在學(xué)完第三章以后，對(duì)自己頭腦中原有的知識(shí)體系有了一定的完善。所做

12、的概念圖也能簡潔明了的體現(xiàn)出物質(zhì)和微粒之間的關(guān)系。但不足之處就是這張概念圖還是不夠完整還可以繼續(xù)深入的做下去。當(dāng)學(xué)生拿著自己的概念圖和其他同學(xué)的或是老師的概念圖進(jìn)行比較之后，就很容易意識(shí)到自己的不足，從而不斷的完善自己的概念圖。離子原子分子物質(zhì)構(gòu)成分解構(gòu)成陽離子得失電子陰離子有有失電子得電子構(gòu)成構(gòu)成結(jié)構(gòu)原子核核外電子質(zhì)子中子有有原子中心高速運(yùn)動(dòng)正電負(fù)電帶帶不帶電元素同一類原子純凈物有單質(zhì)化合物有有同一種元素不同種元素組成混合物有圖五：學(xué)生做的關(guān)于第三章相關(guān)知識(shí)的概念圖5. 介紹一道關(guān)于第三章的題目。在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中第三章的知識(shí)學(xué)習(xí)起來要相對(duì)枯燥些。在這章的教學(xué)中運(yùn)用概念圖的目的并不是要求學(xué)生

13、把相關(guān)的概念一字不差的都背出來，而是希望學(xué)生能夠借助概念圖，理清楚這一章概念間的相關(guān)脈絡(luò)，把它們靈活運(yùn)用到做題中去。同樣，我們老師在出這一章的相關(guān)試題時(shí)，是否可以考慮一下改變出題的方式，避免出一些純粹的考概念的題目呢？下面就介紹一道題目和大家一起分享。例：現(xiàn)有6種常見的物質(zhì)：空氣，銅，氧氣，硫酸，過氧化氫，氯化鈉任意找出一種物質(zhì)，說出與其他物質(zhì)不同的理由。大家都知道，這道題目的考點(diǎn)就是物質(zhì)的分類和構(gòu)成物質(zhì)的微粒。但它的巧妙之處就在于不是純粹的考學(xué)生空氣屬于什么物質(zhì)分類？或是氯化鈉由哪些微粒構(gòu)成的？而是讓學(xué)生通過自己頭腦中已有的知識(shí)體系，自己去發(fā)現(xiàn)問題，從而找到答案。另外一個(gè)好處就是這道題目的答案不唯一，通過不同的角度做這道題目就