概念圖在高中化學復習課中的應用研究

胡忠銳，余紅霞，鄧 慧

（1.湖南理工學院化學化工學院，湖南 岳陽414006；2.湖南科技大學化學化工學院，湖南 湘潭411100）

高中化學是一門以物質結構理論和實驗為基礎的學科，因此教師在教學時要緊抓元素化合物這一條主線，揭示物質的反應原理，進而講述相關概念。2017年版《普通高中化學課程標準》中提出要給予學生結構化的化學知識。學生在課堂上的學習效果和接受能力需要通過復習課進一步加強。筆者提出將化學教學中經(jīng)常運用的概念圖引入到復習課中，讓學生學會運用知識內部的邏輯關系自主構建相關的知識體系，形成自己獨特的概念圖。概念圖最早由美國康奈爾大學Ioseph D.Novak教授于二十世紀60年代提出，他首先提出概念圖用于知識組織與表征，其理論依據(jù)是現(xiàn)代心理學的學習觀和知識觀，由節(jié)點、連線、連接詞和層級四部分組成。在化學概念圖中，化學符號、化學基本概念等通常放在圓圈或方框中來表示節(jié)點；概念或者化學知識點之間的邏輯關系就是連線，有的是雙向的，有的是單向的甚至是無向的；表示各個概念之間邏輯的是連接詞；高中化學的知識點因其內部邏輯，一般處于同一層級。概念圖是用來組織與表征化學知識的結構示意圖。教師在教學過程特別是在復習課的教學中，應該結合高中化學的學科特點，注重概念圖的設計與運用，不斷提升教學質量和水平。

1 概念圖在教學中的作用

1.1 概念圖有利于學生對課本知識的整體掌握

高中化學教材編排大多知識性強，覆蓋面較廣，這對教師的教學水平有一定的能力要求，即便是教學水平高的教師也不一定保證一節(jié)課內所教的知識學生全部消化吸收，這就決定了要有化學復習課加持。而在復習課上，更多的是對知識點的查漏補缺，不會像新課那樣面面俱到。筆者認為可以采用先行組織者的學習模式，即在課前展示本節(jié)課的主要知識點，這時，概念圖就顯得非常重要了。對教材的整體把握是化學學習和復習非常重要的一環(huán)。概念圖可以對一個章節(jié)的知識點進行綜合歸納，挖掘其中的邏輯關系，使學生更好地掌握知識點間的邏輯關系和教材的整體內容。

1.2 幫助學生對相應知識點的理解

高中化學知識點概念較多，內容覆蓋廣，學生如果沒有形成有效的學習習慣和學習方法，那么對知識的掌握是很困難的。為了幫助學生搭建相應知識點的框架，從知識點的內在聯(lián)系出發(fā)，逐步地引導學生學會使用概念圖、理解概念圖，從而學會自主構建知識點之間的概念圖，高中化學的知識點大多是物質的組成和性質方面，學生通過構建概念圖，不僅可以更好地理解相應知識點，同時還可以對新舊知識點進行整合，提升學生的整理知識能力，讓學生學會學習。

1.3 提升學生的課堂參與感和合作力

教師需要培養(yǎng)學生能力的另一個重要方面是參與感和合作力，這是提高學生核心素養(yǎng)，促進學生全面發(fā)展的重要組成部分，增強學生的參與感和合作力同時也是提升學生學習興趣的有效途徑。概念圖以清晰、簡潔明了的形式展示出學生的認知結構和知識內在聯(lián)系的邏輯關系，表現(xiàn)了學生對概念的理解，所以學生很容易利用概念圖進行交流。通過學生在課堂、課后復習中參與理解概念圖、制作概念圖，可增強學生的課堂參與感和責任感；通過學生之間的合作，根據(jù)新舊知識的內在邏輯聯(lián)系，融入自己的思考，與同學間進行溝通交流，還可增強學生的合作力。

1.4 有利于推動教師基于核心素養(yǎng)的教學新能力

在化學教育教學活動中，教師處于教導主體，基于化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，教師除了傳授知識外，更重要的是“教方法”，教會學生“學會學習”。這就要求教師不斷提高自己的教學能力，特別是要考慮怎樣培養(yǎng)核心素養(yǎng)下的“人”。概念圖的運用從另一方面來說，也推動了教師的教學能力提升，教師更要研習教材、教參，掌握教材知識點的內在聯(lián)系，并通過概念圖的方式傳授給學生，同時，引導學生整合新舊知識，分析相似元素的性質變化規(guī)律，進而總結歸納出屬于自己的概念圖。

2 概念圖的制作方法

2.1 研透教材，精準把握教材知識點，并做好概念分析

概念是概念圖的核心，只有將概念分析清楚才能制作出好的概念圖。教材，是指根據(jù)教學任務編寫和組織具有一定深度和廣度的知識和技能體系，通常以教科書的形式來反映。而學生所需要掌握的知識點都在教材中通過不同形式呈現(xiàn)出來，因此研透教材，是精準把握教材知識點的前提，這也是制作概念圖最基本的工作。

2.2 準確把握知識點內部的邏輯關系及設計思路

高中化學的知識點多而雜，教師應該準確把握知識點內部的邏輯關系，每一個知識點都有相對應的內在聯(lián)系，有的是包含關系，例如單質這一概念包含在純凈物概念里；有的是相互反應轉化循環(huán)關系，例如氮、硫等的循環(huán)；有的則是性質比較關系，例如在有機化合物學習中醇類物質和酚類物質的性質比較。因此，掌握知識點內部的邏輯關系是設計概念圖的重中之重，只有掌握知識點的內部邏輯關系，才能選擇合適的關系圖表示。掌握了知識點的內部關系之后，需要設計思路，根據(jù)邏輯關系形式設計合適的關系圖，并設計繪制思路。根據(jù)知識點內部關系，一般可分為物質相互反應轉化或循環(huán)、性質比較、物質性質分類等，每一個知識點應對應一個設計思路，并做好分類記錄。

2.3 選擇合適的關系圖表示知識點

掌握了知識點的內部關系并設計好思路之后，最關鍵的一步就是要選擇合適的關系圖。關系圖的選擇是否恰當，在很大程度上決定了該知識點概念圖的成功與否，因此合適的關系圖是一個概念圖成功的關鍵，因為關系圖可以直接反應出知識點的邏輯關系和內在聯(lián)系。筆者認為，常用且有效的關系圖有以下三種：

2.3.1 樹狀圖（包括橫向樹狀圖）

樹狀圖，也被稱為樹枝狀圖，是數(shù)據(jù)以樹形為表示形式，以父子層次結構來組織對象。樹狀圖可以展示人的創(chuàng)造性思維，因此以其作為模型構建學習圖式，也是非常有意義且形象生動的。它在化學概念圖的繪制中占了很大比重，主要是展現(xiàn)包含和并列關系的知識點。樹狀圖中的樹干部分表示最大層級的知識點，用方框展現(xiàn)，一般放在整個概念圖的最上方或者最左側（橫向樹狀圖）；下級較小層級則用樹枝或樹葉表示；大小層級之間用短橫線連接。例如：物質的分類樹狀圖見圖1。

圖1 物質的分類

如圖1所示的樹狀圖，展示了物質的分類：物質根據(jù)所含種類的單一性分為混合物和純凈物，其中只含一種物質的叫做純凈物，含有多種物質的叫做混合物；純凈物根據(jù)所含元素種類的多少分為單質和化合物，其中只由一種元素組成的叫做單質，由多種元素組成的叫做化合物；化合物又可根據(jù)其在水溶液中或者熔融狀態(tài)下是否能夠導電分為電解質和非電解質，能夠導電的叫做電解質，不能夠導電的叫做非電解質。這樣的樹狀圖很好地反映了物質分類的內在聯(lián)系，即利用物質基本概念的內在聯(lián)系進行整合，學生可以更形象地理解記憶。

2.3.2 表格式圖表

表格，又稱表，即是一種可視化交流模式，又是一種組織整理數(shù)據(jù)的手段，同時還是進行對比的最有效方法。利用表格對高中化學知識點進行對比是行之有效的一種方式。用圖表演變過來的概念圖可以對一些需要進行對比分析記憶的物質做整合記憶。圖表的表頭一般為二者相同、相似或者易混淆的性質，另一表頭為需要對比的物質，需要特別注意的是，表格最后還應標出兩個物質的特性。例如：醇類物質和酚類物質的性質對比，以乙醇和苯酚對比為例，見表1。

如表1所示表格式圖表，從顏色與狀態(tài)、溶解性、結構式、特征官能團、主要化學性質的異同點以及特征反映幾個維度，比較了乙醇和苯酚的理化性質，較為詳細地概括了這兩個物質的異同點，歸納的知識點也都是考試常考、學習易混淆的。利用圖表進行歸納總結，使分散的知識條理化、集中化，學生復習起來更加得心應手。

表1 乙醇與苯酚的性質對比表

2.3.3 反應轉化流程（循環(huán)）圖

高中化學知識以物質的組成和性質為基本點，各個物質之間大多可以互相發(fā)生化學反應，但由于所學物質太多，相互反應式較復雜，學生難以有效地完全掌握。因此，將物質間的反應通過內部規(guī)律以流程圖的形式展現(xiàn)出來，既能幫助學生理解記憶，也能幫助學生形成系統(tǒng)的知識體系；同時，由于流程圖清晰明了，學生一目了然，可以更加形象地理解物質間的轉化，特別是在有機化合物的學習中流程圖發(fā)揮著不可替代的顯著作用。例如：鹵代烴、醇、醛、酸、酯類等有機化合物間的轉化反應，以由乙烯逐步合成乙酸某酯的反應為例，見圖2。

圖2 乙烯逐步合成乙酸某酯的反應示意圖

如圖2，將由乙烯逐步合成乙酸某酯的反應過程用轉化流程圖表示，可以將抽象的有機化合物之間的反應具體化，學生一目了然，在反應物和生成物之間用箭頭連接，并在箭頭上標注具體的反應條件，利于學生進一步加強對該部分知識的自動整合，還能加強學生自身的感官感知，對有機反應不再具有畏難心理，進而讓學生自主構建其他物質之間的反應流程圖。

3 總結

在化學課堂中運用概念圖既有利于教師課堂教學，更有利于學生系統(tǒng)地掌握化學知識脈絡，便于學生對所學知識自主地做系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化梳理。根據(jù)知識點內部不同的邏輯關系，制作不同種類的概念圖，將書本內容圖示化，學習思維可視化，學生也掌握了化學學習的方法，很大程度上促進了師生共同進步。