概念图：化学教与学的重要工具

摘要：概念图是化学教与学的重要工具。化学教学中构建“概念图”的具体策略是：设计先行组织者，帮助学生衔接知识、疏通思路；组织概念网络，促进新旧知识同化；反思评价，修正、发展知识结构；变式练习应用概念，强化理解。概念图的构建可以帮助学生完善化学知识认知结构，从而使其转化为一种有效的学习策略实现由“学会”转为“会学”。
　　
　　关键词：概念图；认知结构；教学策略
　　
　　化学学科融事实概念、原理和技能为一体，具有独特的知识结构体系。学习者在组建化学认知结构过程中就需要将理论与化学事实进行有机结合，建立清晰的知识网络。而在化学实际教学中，经常发现很多学生面对综合性习题或实际问题束手无策，即使经过大题量训练，效果仍然很差。调查表明，由于学生接触化学时间不长，在他们头脑中很难将化学中的概念、事实、理论结合在一起，学生头脑中的化学知识是彼此孤立、零散的，知识间缺乏有机联系，不能形成较完整的化学知识网络结构。专家和新手问题解决能力的差别之一就在于此。教学中，教师应采取一定的教学策略帮助学生形成较为完整的化学认知结构，实现意义学习。
　　
　　概念图作为一种有效的能够促进概念间知识联系、加强概念间理解的教学工具，能够在很大程度上帮助学生发展一种理解化学概念和现象的综合整体性知识框架，建构丰富、完备的化学知识网络，从而转化为学生的学习策略。笔者从化学知识教学本身出发，在化学课堂教学中构建“概念图”的新方法，并将此法用于不同层次、不同类型的中学化学的教学实践活动中，与传统的教学方法相比较，结果令人满意。下面就化学概念图的建构及其应用和对学生的影响进行探讨。
　　
　　一、概念的界定
　　
　　概念图是用来组织和表征知识的工具（Josep.DNovak）。它通常是将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，用各种连线将相关的概念和命题连接，这样就形成了关于该主题的概念或命题网络，以此形象化的方式表征学习者的知识结构及对某一主题的理解。化学概念图技术是按照表关、内在的层级结构，将化学有关概念组建成概念网络的过程，以表征对化学概念知识的深层理解。
　　
　　二、概念图教学策略
　　
　　1．设计先行组织者，帮学生衔接知识、疏通思路。根据奥苏泊尔的同化理论认为，任何一个新知识均可通过上位、下位、并列关系寻找与旧知识的联系点，设计先行组织者，促进新知识同化。因此教学前，应先引出与新知识相关的知识点，使学生的认知与原有知识连接。如在进行“原子结构”一节的教学时，课前可组织学生回忆初中有关原子的内容，复习[1]原子的构成；[2]原子的特点；[3]原子核的构成；质子、中子、电子的质量；[4]质子、中子、电子的电性。然后根据原子不显电性和电子质量很小的特点，用概念图归纳出构成原子的微粒间的电性关系和质量关系，由此引出“质量数”，并初步介绍其含义。这样的学习，使新知识容易产生生长点，利于知识块的形成。在探索过程中，教师要主动为学生的理解搭“脚手架”，帮助学生沿着概念框架逐步攀升。这样经过每节的认知加工练习，学生头脑中就会逐渐形成初步的概念图式。
　　
　　2．组建概念网络，促进新旧知识同化。当学生对一些概念能深入理解，并在头脑中得以同化，形成部分知识块后，可指导学生画概念图。先画小概念图，然后逐步扩大，将知识块连成知识网。让学生按自己的理解勾画，每节课结尾做小节示意图，每单元结束后做单元概念图。如在“化学键”等几节的教学中，可首先复习原子结构和核外电子排布的知识，提醒学生注意概念的共性和差异性，注意新旧知识之间的联系。可以“原子”为物质结构网络中的核心成分，通过得失电子引出阴、阳离子，它们相互作用产生离子键和离子化合物；原子间通过电子对共用，形成共价键和共价化合物；从离子化合物和共价化合物又进一步引申出离子晶体、原子晶体和分子晶体等。这样，通过构建概念图，学生大多数能较为顺利、深入地理解所学知识，并熟练地将知识点连成知识线，形成知识网，从而使这部分内容的一系列概念具体化、真实化。教学中教师应注重引导学生交流讨论，组织学生分组并由小组成员共同创建概念图。
　　
　　3.反思评价，修正、发展知识结构。在概念图的构建过程中，教师要引导学生不断精致概念图，使概念图不断完善、合理、科学，在完善概念图的过程中，教师要逐步观察学生的变化，评价学生在小测验和作业中的概念图，并且让学生作“评价”的评价，从而巩固学习成果。这样一方面可以使教师掌握学生理解化学概念的心理过程，从而更好地指导教学；另一方面学生可以在整体上对概念图予以反思，并清楚认识到自己学习中的不足从而不断修正、分发展自己的知识结构。
　　
　　4.变式练习应用概念，强化理解。一些学生对思维策略、解题途径缺乏清晰的认识，这恰是学生不能用所学知识解题的关键。教师可通过一些变式习题，引导学生通过新旧知识联系的方法去思考，提高学生应用知识的灵活程度，同时发现自己理解的局限及概念图缺陷。例如在“原子结构”课后，可布置这样的练习：试写出核外电子总数和质子总数都相同的粒子。由于学生都进行过画概念图的练习，大多数学生很快能从阴离子、阳离子、分子几方面考虑得出正确答案。
　　
　　三、结论
　　
　　概念图提供了一定领域的关键概念如何被学生智力建构的一幅图画。它既是教学工具，也是学生学习和评价学习的工具，从而实现由“教”向“学”的转化。通过为期不短的概念图教学策略实验后，综合分析各方面情况，发现学生已将勾画概念图转化为一种学习策略，并运用于其他学科。同时取得了以下几方面的效果。
　　
　　1.根据自己的理解陈述化学概念之间的联系，而不是重复课本定义，使学生对概念理解透彻，化学知识网络清晰，从而使学生主动学习、爱学、乐学，提高学习的积极性，实现意义学习。也形成了构建概念图→探究学习→概念深层理解→精致概念图→产生兴趣→学习积极性提高→成绩提高→兴趣发展→成绩进一步提高的良性循环。
　　
　　2.促进民主气氛，合作学习。在构建概念图的过程中，通过小组成员之间的交流、争议、综合，建构起对学生知识更深层次的理解；在交流过程中，他们的想法和思路都明确和外显化，从而对自己的理解和思维过程进行监控。通过共创概念图，使各自的概念网络延伸、扩展、完善。这种宽松、和谐、民主的学习环境，为学习者自由主动地学习提供了条件，促进了学生的合作学习。
　　
　　3.自我评价，发展元认知。概念图作为教与学的评价工具，可随时用于对学生日常学习的反思与评价，它不仅能够让学生发现学习中存在的问题，及时了解自己学习的状况，增强学习的自信心，而且能够随时让学生对自己的学习进行自我调节和控制，提高学生对学习活动的自我意识、自我控制能力。
　　
　　4.发展能力，提高综合素质。化学学习能力是学生运用科学的学习方法独立获取信息、加工和利用信息、分析和解决化学实际问题的一种个性特征。概念图策略正是在教师的指导下，探索建构学生的化学认知结构的过程。学生绘制的概念图是学生个人的知识经验与智力活动（智力因素与非智力因素协调运作的过程）相融合的结果，它是通过学生主体对学科的知识结构进行积极的思维内化而逐渐形成的。它实际上是为形成化学学习能力搭建一个“脚手架”，促进学生形成整理材料→整合知识→形成网络→认知结构发展→能力提高的习惯。
　　
　　概念图是一种把概念和命题具体化的技术，反映出学生探索已有知识、把握知识特点、联系和产出新知的能力。它作为“学”的策略，能促进学生的意义学习、合作学习和创造性学习，最终使学生学会学习；作为“教”的策略，能有效地改变学生的认知结构，帮助学习者建立结构化的知识，切实提高教学效果。