概念圖是美國的教育心理學(xué)家諾瓦克(Joseph D.Novak)根據(jù)意義學(xué)習理論提出的。是表示知識結(jié)構(gòu)關(guān)系的圖示,也是一種用來幫助學(xué)習者建立結(jié)構(gòu)化知識的教學(xué)工具。

實用化學(xué)是一門系統(tǒng)科學(xué),由宏觀、微觀、符號和化學(xué)計算四個子系統(tǒng)構(gòu)成,這些子系統(tǒng)相互聯(lián)系,交織成化學(xué)知識的無形網(wǎng)絡(luò)(知識結(jié)構(gòu))。學(xué)生學(xué)習的困難恰恰在于頭腦中的化學(xué)知識是彼此孤立的、零散的,知識間缺乏有機聯(lián)系,不能形成較完整的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因而也無法形成合理的認知結(jié)構(gòu)。概念圖能夠在很大程度上幫助學(xué)生構(gòu)建理解化學(xué)概念和現(xiàn)象的整體性知識框架,建構(gòu)豐富、完備的化學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)。本文試結(jié)合教學(xué)實際對此作些探討。

概念圖

(一)概念圖簡述

概念圖是一種用節(jié)點代表概念、連線表示概念間關(guān)系的圖示法,通常是將有關(guān)某一主題不同級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,并在連線旁注明表示概念間關(guān)系的文字,形成關(guān)于該主題的概念或命題網(wǎng)絡(luò)。如在“物質(zhì)的微粒數(shù)N”和“物質(zhì)的量n”兩個概念結(jié)點之間畫上一條連線,連線的箭頭指向“物質(zhì)的量n”,線旁邊寫“÷NA”,如圖1所示:

(二)概念圖的理論基礎(chǔ)

概念圖的理論依據(jù)是現(xiàn)代認知心理學(xué)的學(xué)習觀和知識觀。

意義學(xué)習——知識網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)過程心理學(xué)家奧蘇貝爾認為,只有將新知識與已有知識聯(lián)系在一起,即將新知識結(jié)合到認知結(jié)構(gòu)中時,學(xué)習才是有意義的。換句話說,學(xué)習實際上就是學(xué)習者在頭腦中主動建構(gòu)自己的知識網(wǎng)絡(luò)的過程,當學(xué)習者將新舊知識正確聯(lián)系在一起時,新知識即成為其已有知識網(wǎng)絡(luò)中的一個新的聯(lián)結(jié)點和知識生長點,從而整合到其認知結(jié)構(gòu)中,儲存于長時記憶中。因此,只有意義學(xué)習才能有效促進學(xué)生認知策略的形成。

概念學(xué)習是學(xué)習中的關(guān)鍵因素現(xiàn)代哲學(xué)科學(xué)觀認為:“科學(xué)是綜合了研究方法論的不斷修正的精練的概念模型?！备拍顚W(xué)習是科學(xué)學(xué)習中的關(guān)鍵因素。奧蘇貝爾的學(xué)習理論強調(diào)的就是對概念的學(xué)習。因此,其意義學(xué)習又可理解為:只有當學(xué)習者有意識地努力確定新知識中的關(guān)鍵概念,并且將其與自己頭腦中已有的其他概念聯(lián)系在一起,形成以命題相聯(lián)結(jié)的概念間廣泛聯(lián)系的知識組塊時,才會發(fā)生真正的學(xué)習,即完成了知識的建構(gòu)。否則,僅有孤立概念的記憶存儲,知識就是機械的、無意義的,很快便會被遺忘。而概念圖正是人的認知結(jié)構(gòu)的外觀,是大腦內(nèi)部所建構(gòu)的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的外顯圖示。因此,概念圖作為意義學(xué)習的有效工具有利于學(xué)習者建立起學(xué)科概念間的廣泛聯(lián)系,使學(xué)生學(xué)會學(xué)習,促進其陳述性知識向程序性知識轉(zhuǎn)化,提高教學(xué)效果。

(三)概念圖組成

概念圖是呈現(xiàn)概念之間相互聯(lián)系的一種簡明便利的圖式,包括節(jié)點、連線、命題和層級四個基本要素。

節(jié)點(概念),表示感知到的同類事物的屬性,用專有名詞或符號標記;

連線,表示不同知識領(lǐng)域概念之間的相互關(guān)系,可以是單向、雙向的;

命題,是對事物現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)和規(guī)則的陳述,在概念圖中命題是兩個概念之間通過某個連接詞而形成的意義關(guān)系;

層級,是概念的展現(xiàn)方式,可有兩層含義:一是指同一層次中的層級結(jié)構(gòu),即同一知識領(lǐng)域中的概念依其概括性水平不同而分層排布,二是不同的層面的層級結(jié)構(gòu),即不同知識領(lǐng)域的概念可就某一概念實現(xiàn)超鏈接。

概念圖就是這樣一種以科學(xué)命題的形式顯示概念之間的意義聯(lián)系,并用具體事例加以說明,從而把所有的基本概念有機地聯(lián)系起來的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

概念圖在實用化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

概念圖在實用化學(xué)教學(xué)中有兩大應(yīng)用模式:L模式和T模式。

(一)L模式——作為學(xué)生自主學(xué)習的一種方法

概念圖是學(xué)習的工具概念圖是學(xué)生自主學(xué)習的腳手架,通過繪制概念圖,最終可形成一個正確的概念基點,學(xué)生從中能構(gòu)造出更豐富的意義。研究發(fā)現(xiàn),學(xué)習中使用概念圖的學(xué)生,在較長一段時間以后,其知識的保持超過不用概念圖進行學(xué)習的學(xué)生,并且他們的知識面也更寬,解決問題的能力更強。因而在課堂中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習中通過自覺使用概念圖來理解教材中的概念。

案例:用概念圖來學(xué)習“化學(xué)鍵”開始時,教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過制作概念圖來進行自主學(xué)習,等學(xué)生掌握方法后,就可以讓學(xué)生自己來完成整個過程。制作概念圖的步驟如下:

1.選定制作領(lǐng)域。制作概念圖時,先選取試圖掌握的教材的某一單元或章節(jié)、或某個實驗活動為制作概念圖的知識領(lǐng)域。這一步一般由教師來完成。剛開始訓(xùn)練學(xué)生制作概念圖時,可選擇較小范圍的知識領(lǐng)域,以降低難度。如在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習關(guān)于化學(xué)鍵知識時,以五年制高職《實用化學(xué)》教材為例,作為制作概念圖的知識領(lǐng)域。

2.呈現(xiàn)關(guān)鍵概念。首先讓學(xué)生閱讀選定內(nèi)容,然后,從中挑選出關(guān)鍵概念和與之相關(guān)聯(lián)的其他概念,并把這些概念一一列出。針對本內(nèi)容,學(xué)生選出的概念圖如圖2所示:

3.確定概念的層次結(jié)構(gòu)。針對學(xué)習討論的核心問題,依概括性水平不同而對概念進行排序。一般把概括性最強、最一般的概念置于頂層,依次向下,概括性較小的概念位于較低的層次,最具體的概念位于底層,從而形成概念的層次結(jié)構(gòu)。如這部分內(nèi)容的核心概念是“化學(xué)鍵”,因而將其放在第一層;接下來的“離子鍵”、“共價鍵”和“金屬鍵”是“化學(xué)鍵”的三個子類,比“化學(xué)鍵”這個概念要具體,因而放在第二層;以此類推,最后確定層次結(jié)構(gòu)的結(jié)果如圖3所示:：

4.尋找關(guān)聯(lián),連接概念。將概念連接起來是畫概念圖最重要的一部分,常用于描述關(guān)系的連接詞有“由……組成”、“包括”、“取決于”、“受……影響”、“分為”等等,有時也可以通過一定的運算關(guān)系連接。這一步,可以先找相鄰的兩概念之間的關(guān)系,然后再找出概念之間的橫向聯(lián)系。在以上幾個概念中,“化學(xué)鍵”可分為“離子鍵”、“共價鍵”和“金屬鍵”,因而將它們連接起來,以此類推。最后形成如圖4所示:

5.增刪概念,修改完善。 在學(xué)生制作出的概念圖基礎(chǔ)上,教師通過提示引導(dǎo)逐步完善。如學(xué)生制作好上圖后,教師請學(xué)生思考“能不能舉出極性鍵的例子?”這樣可啟發(fā)學(xué)生思考關(guān)于“H-C1”、“H-H”鍵的類型。也可以通過極性鍵與非極性鍵構(gòu)成分子的特點引出極性分子與非極性分子……總之,要隨時調(diào)整與充實概念圖,以不斷完善和重建學(xué)生的認知結(jié)構(gòu),從而使概念圖成為促進學(xué)生意義建構(gòu)的有力工具。

通過上面的過程,學(xué)生對“化學(xué)鍵”有了清晰的認識,促進了學(xué)生的意義學(xué)習和創(chuàng)造性學(xué)習,提高了學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力和自我反思能力。

(二)T模式——作為教師的一種教學(xué)策略

概念圖——作為基本概念教學(xué)的一種策略實用化學(xué)課中存在著許多概念,如何使學(xué)生正確理解這些概念非常重要。傳統(tǒng)的概念講解主要采用層層分析、揭示聯(lián)系的方法,圍繞概念做簡單的重復(fù),不易于學(xué)生的理解。如果教師采用概念圖,就可以用直觀的圖形來展現(xiàn)概念及其相互間的關(guān)系,有利于學(xué)生對概念的理解與掌握。例如,學(xué)生在剛開始學(xué)習氧化-還原反應(yīng)時,由于對氧化劑和還原劑的概念沒有很好地理解,因而經(jīng)常會將氧化劑當還原劑,或?qū)⑦€原劑當氧化劑。如果在教學(xué)中運用下面有關(guān)氧化-還原反應(yīng)的概念圖(見圖5)來講解它們之間的關(guān)系,就可以使學(xué)生清楚地認識到氧化劑與還原劑的區(qū)別,同時也可以掌握氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的區(qū)別及判斷方法。這樣運用概念圖講授這個知識點,可以收到很好的教學(xué)效果,從而使學(xué)生應(yīng)用時少犯錯誤。

概念圖——作為復(fù)習課教學(xué)的一種策略將概念圖用于復(fù)習是從新的視角對所學(xué)知識進行系統(tǒng)梳理、深化拓寬及靈活應(yīng)用的教學(xué)過程,它以促進知識遷移、能力發(fā)展的培養(yǎng)為最終目的。復(fù)習的最高境界就是利用最少的時間,呈現(xiàn)最大的信息量、培養(yǎng)最強的應(yīng)用能力和科學(xué)探究能力。如在學(xué)完烴和烴的衍生物這兩節(jié)內(nèi)容后,學(xué)生會感覺到有機物種類繁多,性質(zhì)各異,從總體上很難把握。但是,如果及時幫助學(xué)生挖掘出各類物質(zhì)之間的密切聯(lián)系,再根據(jù)彼此之間的聯(lián)系建立知識主線,然后在此基礎(chǔ)上展開,建立概念圖(如圖6所示),那么,整個有機化學(xué)的主要內(nèi)容就被提煉了出來,學(xué)生頓時就會感覺到思路清晰明了。

概念圖用于實用化學(xué)課堂教學(xué)的意義

將概念圖用于課堂的學(xué)生自主學(xué)習中,能改變學(xué)生的認知方式,激勵學(xué)生主動建構(gòu)概念,促進學(xué)生進行有意義學(xué)習。概念圖作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的手段,為學(xué)生提供了建構(gòu)科學(xué)知識的一種有效途徑。概念圖的運用很重視學(xué)生自己觀點的產(chǎn)生,重點在于不斷形成、調(diào)整、改變擴大學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),幫助學(xué)生更好地加工新的信息,因而還有助于培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的信息加工能力。將概念圖用于實用化學(xué)課堂的教學(xué)中,能形象、直觀地展現(xiàn)概念間的內(nèi)在關(guān)系,幫助學(xué)生在正確理解的基礎(chǔ)上建構(gòu)起所學(xué)知識的具體意義,幫助學(xué)生組織、建構(gòu)和整合信息。

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作者簡介:

張小麗(1977—),女,山西長治人,碩士,昆山第一職業(yè)高級中學(xué)一級教師,研究方向為化學(xué)和化工專業(yè)課教學(xué)。