（课程与教学论专业论文）高中化学概念图教学设计与实验研究.pdf

阳南人学硕十学伊论文 摘要 高中化学概念图教学设计与实验研究 教育学专业硕士研究生李思雨 指导教师朱德全教授 摘要 在基础教育中培养和提高学生的科学素养，对培养符合社会需求的创新人才有重要的意 义，而只有让学生成为知识的建构者才可以真正培养和提高学生的科学素养。 迫于升学压力的影响，大多数化学教师和学生仍采用传统的教学方法和学习方法米进行 化学概念的教和学，学生较少主动参与个人对概念的知识建构，对知识的掌握停留在初级水 平上。利用概念图呈现的教学设计能有效地帮助学习者将形象化表示内在意义联系的知识结 构内化到自身的认知结构中，以此提高知识网络形成能力，在这点上相对于传统采用的教学设 计方法具有明显的优势。然而目前国内的相关研究还较少，尤其在化学教学中的应用研究更 少。为此本文提出了在高中化学教学中运用概念图培养学生知识网络形成能力这一设想。 闱绕“利用概念图培养知识网络形成能力的教学策略”的构建，全文开展了以下五部分 的研究： 第一部分：问题的提出。 首先阐述了本研究的选题背景与意义，对概念图作了概述；然后在哲学认识论、教育心 理学的视野下，分析了学生知识建构的主要途径及其作用机制，对概念图是促进知识建构的 有效工具作了论述。根据巴纳锡的教育系统设计理论和布卢姆的教育目标分类理论对本研究 提出理论思考与实践探索，并对本研究中涉及到的相关概念及其涵义作了界定。 第二部分：研究的理论综述。 对概念图与知识网络构建的相关资料进行了收集、梳理和介绍，明确地揭示了知识建构 的实质，总结了概念图的构建方法及概念图的形式；归纳了概念图研究的几种取向，指出概 念图研究的发展趋势。说明了研究的主要问题及内容构成。 第三部分：概念图教学策略的构建探究。 与传统化学概念教学模式进行差异分析。以知识网络构建过程为模型，以概念图为工具， 以学生的化学前概念为教学起点，运用新课程的教育理念，结合中国的教学实际，尝试提出 一种全新的教学策略利用概念图促进知识网络形成的化学教学策略，并从理论基础、教 学目标、教学内容、教学过程和教学评价这五个方面进行了详尽地论述。 第四部分：运用概念图培养学生知识网络形成能力的实证研究。 结合高中化学新课程，以“有机化学”为教学材料，运用概念图教学策略培养知识网络 两南人学硕十学伊论文摘要 形成能力，设计并实施了相关的教学案例，研究运川概念图培养学生知识形成能力的化学教 学策略是否比传统的化学教学策略更有效，了解该教学策略对不同学习水平的学生知识网络 构建有何差异。并从教学效果和学生的态度两方面对实验结果进行了分析。 第五部分：结论、建议及思考。 关键词：概念图知识网络教学设计 n r r q 甬入彳：坝十彳? 伊论又 a b s t r a c t e x p e r i m e n t a ls t u d y o nc o n c e p t m a p i n s t r u c t i o n a l d e s i g ni nc h e m i s t r y a tt h e s e n i o rh i g hs c h o o l m a s t e ro f t h e o r yo fc u r r i c u l u ma n di n s t r u c t i o n ：l is i y u s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h ud e q u a n a b s t r a c t i ti ss i g n i f i c a n tt oc u l t i v a t ea n di m p r o v et h es c i e n t i f i ca c c o m p l i s h m e n to fs t u d e n t sd u n n gt h e b a s i ce d u c a t i o n ，w h i c hi sv i t a lf o rc u l t i v a t i n gi n n o v a t i v et a l e n t st om e e tt h en e e d so ft h ec o m m u n i t y o n l yi ft h es t u d e n t sb e c o m et h ec o n s t r u c t e r so fk n o w l e d g e ，w ec a nm a k et h i sp l a nc o m et r u e i n f l u e n c e db yt h ep r e s s u r eo fe n t e r i n gh i g h e r g r a d es c h o o l ，m a n yc h e m i s t r yt e a c h e r sa n d s t u d e n t ss t i l lu s e dt r a d i t i o n a lm e t h o dt ot e a c h i n ga n dl e a r n i n g i nt h a tw a y , s t u d e n t sh a r d l y p a r t i c i p a t e di nt h ek n o w l e d g ec o n s t r u c t i o n ，a n dt h eh o l d i n go fk n o w l e d g es t i l ls t a y e da tp r i m a r y l e v e l t h ei n s t r u c t i o n a ld e s i g np r e s e n t e db yt h eu s eo ft h ep l a no ft h ec o n c e p tw i l le f f e c t i v e l ya s s i s t t h el e a r n e r st oe x p r e s st h ei n t r i n s i cs i g n i f i c a n c eo fv i s u a l i z a t i o no ft h ec o n t a c ts t r u c t u r eo f k n o w l e d g ei n t ot h e i rc o g n i t i v es t r u c t u r ea n di m p r o v ec a p a c i t yo ft h ef o r m a t i o no ft h ek n o w l e d g e n e t w o r k ，w h i c hi sm u c hb e y o n dt h et r a d i t i o n a lo n e h o w e v e r ，t h i sk i n do fi n s t r u c t i o n a ld e s i g ni sl e s s s t u d i e di no u rc o u n t r y , e s p e c i a l l yi nt h ef i e l do fc h e m i s t r y t h e r e f o r e ，t h i sp a p e rt e n d st od i s c u s st h e i d e at h a tt h ea b i l i t yo fk n o w l e d g en e t w o r ko fs t u d e n t sw i l lb ei m p r o v e dw i t ht h eh e l po ft h ec o n c e p t m a p i nc h e m i s t r yi ns e n i o rh i g hs c h 0 0 1 b a s e do nt h ei n s t r u c t i o ns t r a t e g i e so f i m p r o v i n gt h ea b i l i t yo f t h ek n o w l e d g en e t w o r kw i t ht h e 五p 勿o f t h ec o n c e p tm a p ，t h er e s e a r c hi n c l u d e st h ef o l l o w i n gf i v ep a r t s p a r ti ：p r e s e n t a t i o no ft h ei s s u e s t a r t i n gb yd e s c r i b i n gt h eb a c k g r o u n di n f o r m a t i o na n dt h es i g n i f i c a n c eo ft h ei s s u e ，w eg i v et h e g e n e r a ld e s c r i p t i o no ft h i ss t u d y i nt h ef i e l d so ft h ep h i l o s o p h yo fe p i s t e m o l o g y ，e d u c a t i o n a l p s y c h o l o g y ，t h em a i nw a yt oc o n s t r u c tt h es t u d e n t s k n o w l e d g ea n di t sm e c h a n i s ma r ea n a l y z e d t h e i d e at h a tt h ec o n c e p tm a pi st h ee f f e c t i v et o o lt oc o n s t r u c tk n o w l e d g ei sc l e a r l yd i s c u s s e d a c c o r d i n g t ob a n a t h y st h e o r yo ft h ee d u c a t i o ns y s t e ma n db l o o m se d u c a t i o n a lt a x o n o m yo ft h i ss t u d y , w e c o n s i d e rt h et h e o r ya n dp r a c t i c eo fe x p l o r a t i o nr e l a t e dt ot h i sr e a s e r c h w ea l s od e f i n et h et e r m s r e l a t e dc o n c e p t sa n dt h e i rm e a n i n g s p a r ti i ：t h el i t e r a t u r er e v i e wo ft h et h e o r yo ft h er e s e a r c h i l i 两南人学硕十学伊论文 a b s t r a c t w ec o l l e c t e da n da n a l y z e da n di n t r o d u c et h em a t e r i a lr e l a t e dw i t ht h ec o n c e p tm a pa n dt h e k n o w l e d g en e t w o r k , a n dc l e a r l yr e v e a l e dt h ee s s e n c eo ft h ec o n s t r u c t i o no fm e a n i n g ，a n ds u m m e d u pt h ea p p r o a c ha n df o r mo ft h ec o n s t r u c t i o no ft h ec o n c e p tm a p i n d u c e ds e v e r a lo r i e n t a t i o no ft h e c o n c e p tm a p ，w ep o i n to u tt h et r e n d so ft h es t u d yo fc o n c e p tm a p t h ew eg i v et h em a i np r o b l e m s a n dt h ec o n t e n to ft h es t u d y p a r ti i i ：t h ei s s u e so ft h et e a c h i n gs t r a t e g i e so ft h ec o n c e p tm a p t om a k et h ev a r i a t i o n a n a l y s i s w i t ht h et r a d i t i o n a li n s t r u c t i o no fc h e m i s t r y w i t ht h e c o n s t r u c t i o no ft h ek n o w l e d g en e t w o r ka sm o d e l ，w i t hc o n c e p tm a pa st o o l ，w i t hs t u d e n t s c h e m i c a l p r e - c o n c e p t i o na st e a c h i n gs t a r tp o i n t ，w i t hs t u d e n t s t h ea b i l i t yo ft h ek n o w l e d g en e t w o r ka s d e s t i n a t i o n ，w ea p p l yt ot h et e c h i n gi d e ao fn e wc u r r i c u l u mu n d e rt h es i t u a t i o ni nc h i n a ，a n dt r yt o p r e s e n tan e wk i n do ft e a c h i n gs t r a t e g i e s ，n a m e l ya ns t r a t e g i e so fa p p l y i n gc o n c e p tm a p t op r o m o t e f o r m a t i o no fk n o w l e d g en e t w o r k s w ea l s og i v et h ed e s c r i p t i o no nt h ei s s u ef r o mt h ep e r s p e c t i v e so f t h et h e o r e t i c a lf o u n d a t i o n ，i n s t r u c t i o n a lo b j e c t i v e ，i n s t r u c t i o n a lp r o c e s sa n di n s t r u c t i o n a le v a l u a t i o n a n di m p l e m e n tc o n d i t i o n 一 p a r ti v ：t h ee m p i r i c a lr e s e a r c ho fi d e at h a ta p p l y i n gt h ec o n c e p tm a pw i l lc u l t i v a t et h e s t u d e n t s a b i l i t i e so fk n o w l e d g en e t w o r kf o r m i n g c o m b i n i n gw i t ht h en e wh i 【g hs c h o o lc h e m i s t r yc u r r i c u l u m ，t a k i n go nt h e “o r g a n i cc h e m i s t r y a st h et e a c h i n gm a t e r i a l ，w ea p p l yt h ec o n c e p tm a pt op r o m o t et h ea b i l i t i e so ft e a c h i n gs t r a t e g i e so f k n o w l e d g en e t w o r kf o r m i n g w ea l s od e s i g na n dc a r r yo u tt h er e l e v a n tt e a c h i n gc a s e s w ed ot h e r e s e a r c ho nt h eu s eo ft h ec o n c e p tm a pw h e t h e ri tw i l lh e l pt h es t u d e n t sc u l t i v a t ek n o w l e d g eo ft h e c h e m i c a lf o r m i n ga b i l i t yb e c o m em o r ee f f e c t i v et h a nt h et r a d i t i o n a lt e a c h i n gs t r a t e g i e so rn o ti n c h e m i c a ls t u d y w ee x p l o r et of i n dt h ed i f f e r e n c e sa m o n gt h es t u d e n t so fd i f f e r e n tl e v e l s w ea l s o a n a l y z et h er e s u l t sf r o mt h ee f f e c t so ft h et e a c h i n ga n dt h ea t t i t u d e so ft h es t u d e n t s p a r tv ：c o n c l u s i o na n ds u g g e s t i o n s k e yw o r d s ：c o n c e p tm a p ，k n o w l e d g en e t w o r k , i n s t r u c t i o n a ld e s i g n i v 独创性声明 学位论文题目：受哇! 鱼鲎丕毽金：囱熬堂遮i 土生窒 丝型! 终 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中己加 了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同 仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：塔愿彳移 签字日期： o 鲫7 年4 月，o 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：毒愚霜多 导师签 签字目期：o 年厶月o 日签字日 两南人学硕十学伊论文导论 高中化学概念图教学设计与实验研究 导论 ( 一) 问题的提出 1 时代背景 ( 1 ) 概念图教学应用发展的需要 自2 0 世纪6 0 年代，教育心理学家诺瓦克( j e s e p hd n o v a k ) 教授等人首次提出概念图后， 这方面的研究很快便成为西方国家科学课程教学中探讨的一个前沿性热点课题。随着建构主 义理论发展和网络教学的普及，概念图的时代特征更为明显，推广概念图己成为许多国家的 教育改革策略之一。 随着实践的发展，概念图在教学应用中的不足之处日益凸显。首先，教师仍然是教学活 动的主导者，学生的自主性得不到体现，其次，概念图作为教学与学习工具的潜能没有充分 发挥，主要作用是教学评价，另外，概念图教学重知识、轻能力，忽视了学生学习能力的培 养，学生在制作概念图的过程中缺乏反思，除此之外，虽然概念图在评价方面的应用比较普 遍，但在很多方面仍存在欠缺。 分析概念图教学应用中存在的各种问题可以发现，目前概念图的教学支持作用还远没有 被挖掘出来。因此，针对这些概念图教学中的不足，在建构主义学习理论指导一下，进一步 挖掘概念图在教学过程中的作用，将进一步丰富和完善概念图教学的理论与实践，为概念图 教学活动的开展提供有意的参考，从而使概念图教学焕发新的活力。 ( 2 ) 新课程改革发展的需要 自2 0 世纪9 0 年代末，我国基础教育课程改革正式启动，中小学各学科的国家课程标准 相继研制完成，全国各地都在进行着轰轰烈烈的课程改革。基础教育课程改革纲要( 试行) 明确提出基础教育课程改革的具体目标：“改变课程过丁注重知识传授的倾向，强调形成积极 主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的 过程。”化学课程改革也不例外。2 0 0 1 年教育部颁布的全日制义务教育化学课程标准中 明确提出：“义务教育阶段的化学课程以培养和提高学生的科学素养为宗旨。”2 0 0 3 年颁布的 普通高中化学课程标准( 实验稿) 中再次强调：“高中化学课程应进一步提高学生适应现 代生活和未来发展所需要的科学素养。” 在新课程理念中，力图改变当前课程实施中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的 现状，提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新 。中华人民共和围教育部制订幕础教育课程改革纲要( 试行) 【m 】，北京：北京师范火学出版社，2 0 0 1 ：2 圆中华人民共和困教育部制订伞f 1 制义务教育化学课程标准( 实验稿) m 】，北京：北京9 币范人学h 版社，2 0 0 1 ：1 中华人民共和国教育部制订普通高中化学课程标准( 实验稿) 【m 】，北京：北京师范大学 l i 版社，2 0 0 3 ：2 1 i h j 南人学硕十学伊论文导论 知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，强调要培 养学生的创新精神。概念图与新课改是相通的，运h j 概念图教学改造现行教学不枉为一个好 的教学策略。概念图可以帮助学生学会学习。帮助学生有意义学习，及认知结构的形成，促 进学生学习过程中的反思，支持学生的探究过程，这些对丁中小学课程改革的发展都是很有 裨益的。 2 现实背景 大量的教学经验表明，企图通过告诉学生一个科学的概念而使学生头脑中建立起该科学 概念往往是无效的。据澳人利亚墨尔本大学拉姆斯登( p a u l r a m s e n ) 等人对中学生的理科学习 状况作的人量调查研究发现，许多学生虽然擅长科学和数学等学科中复杂的解题技能，拥有大 量的事实知识并顺利地通过了考试，但却无力表明对所学知识是真正理解的，在他们身上隐 藏着对所学知识的极大误解。 科学研究表明，学生在学习之前，头脑并非是一片空白，他们通过日常生活的各种渠道 和自身实践，对客观世界中的各种事物已经有了自己的看法，并在无形中养成了他们独特的 思维方式。学生正是带着各种这样的观念和认识进入课堂的，其中有的是正确的，能够促进 学生的概念学习，但更多的是模糊的、零乱的，甚至错误的观念，将会阻碍学生的概念学习。 在忽视学生的前概念而注重教师灌输的传统教学模式下，学生经过概念教学所形成的概念往 往存在诸多弊端，主要有： ( 1 ) 学生形成的概念并非是教师所传授的科学概念 由于传统教学忽视了学生的主体性，没有对学生的前概念引起足够重视，教师以专家的 姿态，将各种概念知识强制地灌输给学生。而学生也只是强制地接受和记忆，并没有能真正 地在其原有的概念网络基础上进行有效地同化和顺应。有研究表明，经过概念教学后学生的 前概念与科学概念相互作用而以不同的形式存在。 ( 2 ) 学生形成的概念是离散的，非系统的 由于传统教材中对于概念的呈现方式往往是分散于各个独立的章节和知识点中，缺乏能 够综合系统地表达诸多概念的教学内容。而教师的概念教学也往往根据教材的编排以分散的 形式出现。冈此，学生经过传统的概念教学所形成的概念往往是相对独立的、零散的、分裂 的，不能形成一个完整的结构系统，或者说不能融入学生原有的概念网络，因此传统的概念 教学是并不成功的。 ( 3 ) 学生形成的概念往往只是简单的概念文字表述 在传统的教学评价体系中，对于概念的评价相对缺乏且形式单一。许多考试大纲中将概 念的考试要求定位于“识记”，冈此我们往往采用的是填空或者选择的客观试题形式，学生只 需要将其概念记忆即可。仅仅对概念定义的掌握并不能真正反映学生的概念掌握水平，而把 。钟启泉，崔允济，张华 解读【m 】，上海：华东师范大学出版社，2 0 0 1 ：5 - 6 2 两南大学硕+ 学伊论文 导论 对概念的评价要求降格为对概念的简单记忆，则造成了学生忽视概念学习、教师忽视概念教 学的现状。 与传统的化学课程教学相比，高中化学新课程更重视学生学习方法的形成注重学生对概 念和基本原理的深入理解，而不是支离破碎地记忆一些孤立的事实和对概念的死记便背。要 改变传统化学教学中的弊端，使学生适应新课程的要求教学生“学会学习”是非常重要的， 概念图作为一种将教学内容中的概念和命题具体化的技术，它首先能够帮助学生理解所学内 容的关键概念，并在各个概念间建立起有意义的联系，然后用具体的知识或事实充实相应的 概念。学生在制图的过程中能形成自己的一种认知、组织模式，有助于从整体上把握所学的 知识，避免知识缺乏联系，更能使学生形成良好的知识网络结构。 3 研究的目的与意义 ( 1 ) 研究的目的 本研究以培养学生的知识网络构建能力为目的，尝试提出一种全新的教学模式利用 概念图促进知识网络形成的化学教学策略。具体而言主要包括： 第一，综合不同学者对概念图的研究成果，理清其发展脉络，充分利用概念图的优点，对 概念图与知识网络构建的有机结合所具有的功能和意义进行理论探讨。 第二，以知识网络构建过程为模型，以概念图为工具，以学生的化学前概念为教学起点， 运用新课程的教育理念，结合中国的教学实际，尝试提出一种全新的教学策略利用概念 图促进知识网络形成的化学教学策略。 第三，将本策略引入中学教学实践，以检验其可行性、操作性及有效性，并针对实践过 程中存在的问题提出建议和不足，以进步对其完善。 最后，为概念图在我国教学中的研究、推广做一点基础性工作，以弥补我国教育研究在这 一方面的欠缺。 ( 2 ) 研究的意义 概念图教学研究的意义 概念图对学生学习发展有着非常重要的意义。首先帮助学生理解所学内容的关键概念， 并在各个概念间建立起有意义的联系，然后用具体的知识或事实充实相应的概念。学生进行 的学习大部分都是在己有的知识中对概念和命题进行归类，学习新知识就是吸收新的概念和 命题，修改原来的认知结构。这样新知识获得了意义，旧知识也因为得剑了新的修饰而获得 了新的意义，新1 只知识得到整合。 此外，概念图以清晰、简明扼要的形式展示出学生的认知结构，表现学生对概念的理解， 所以学生很容易利用概念图进行交流。小组成员对不同概念有不同的理解，通过合作制作概 。干磊科学学习与教学心理学基础 m 】两安：陕两师范大学出版社2 0 0 2 ：61 白文中凡提到的“本策略”均指“利用概念幽促进知识网络彤成的化学教学策略”。 3 两南人学硕十学伊论文 导论 ! i ii i i 曼笪曼曼曼苎曼曼曼曼量皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼暑曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼皇曼曼量曼笪曼曼曼曼曼曼曼! 曼曼曼 念图可以培养学生的批判性思维技能，并使学生相互学习、取长补短，增强合作学习能力。 此外，在构建概念图的过程中，学生能够及时发现白己知识掌握的薄弱之处，从而可以通过 进一步学习弥补知识缺陷，促进自己的学习。冈而，概念图作为一种元认知策略，还可以提 高学生的自学能力、思维能力和自我反思能力。 同时，概念图作为一种教学策略对教师教学发展也意义非凡。目前，已经被许多教师掌 握和应用，并取得了很好的效果。教师以概念图的形式展现教学内容，学生能够清晰全面、 系统的掌握教材结构、教材内容的联系等。概念图能有效地改善学生的认知方式，大面积提 高学生学习成绩，切实提高教师的教学效果。 概念图不仅可以用作一种教学j ：具，还可以作为一种评价测量工具，如诺瓦克就是用它 来检测儿童的原有知识和抽象概念的。与传统的评价方法相比，概念图有其独特优势。传统 评价方法只能考查学习者的离散知识，而概念图却可反映出学生对知识之间联系的理解，外 显出学生的认知结构。所以，教师可以通过“构作概念图”试题以弥补旧的评价模式的不足。 此外，概念图能促使教师进行反思，反思是指行为主体立足于自我以外批判地考察自己 的行为及其情境的能力，是提高教师自身素质的有效的方法。概念图正逐渐成为一种有效的 反思工具，通过制作概念图，教师能更清晰地梳理教学内容间的关系，并且通过师生共同绘 制概念图，教师还可以反思自己的教学，优化和改善教学方法和策略，从而提高教学能力和 水平，实现自我的发展。 培养学生知识网络构建能力的意义 第一，构建化学知识网络的过程是化学理解的过程。 建构主义学习观认为：“要对知识形成深刻的、真正的理解，这意味着学习者所获得的知 识是结构化的、整合的，而不是零碎的、只言片语的。”罾希尔伯特说：“我们认为一个数学的 概念、方法或事实是理解了，是指它成了内部网络的一个部分。更确切的说，数学是理解了， 是指它的智力表示成了表示网络的一个部分，理解的程度是由联系的数目和强度米确定的。 ” 与数学一样，在化学知识网络中，知识点越多，联系得越紧密，越有助于化学的理解。 第二，构建完善的化学知识网络有利丁解题能力的提高。 化学教学的一个很重要的任务就是教学生如何解化学题，任何解题都是以一定的化学知 识作为必要条件的，在实际解题时，更为重要的还在于解题者要拥有一个组织良好的化学知 识结构。波利弧指出：“货源充足和组织良好的知识仓库是一个解题者的重要资本。良好的组 织使得所提供的知识易于用上，这甚至比知识的广泛更为重要。把你记忆里的知识安放 得有条不紊只会对你有更多的帮助。” 化学知识网络是一个组织良好的化学知识结构，它使 学生头脑中的知识变得更加系统和有条理，有利于问题解决能力的提高。 伍新春，张爱芹试论概念图及j e 对科学教育的启示 j 】心理发展与教育，2 0 0 6 ( 3 ) 圆路海东教育心理学 m 】长春：东北师范大学2 0 0 2 ：3 8 3 9 张庆林，杨东岛效率教学【m 】北京：人民教育出版社2 0 0 3 ：2 3 函【荚】波利哑数学的发现 m 呼和浩特：内蒙古人民教育j i ：版社，1 9 8 0 ：1 2 4 - 1 2 8 4 两南大学硕十学伊论文 导论 第三，构建完善的化学知识网络，有利丁知识的迁移。 学习能够迁移，使学习中的普遍现象。例如，学习了烃的知识。有利于烃的衍生物的学 习；学习了无机酸，有助予羧酸的学习等。化学学习的迁移存在于整个化学学习系统中，它 有如下作用：首先，通过化学学习迁移，使学生习得的各种化学知识建立更加广泛而牢剧地联 系，使之概括化、系统化，有利丁形成良好的化学认知结构，促进新知识的有效吸收，并逐 渐发展为能够自我生成新的化学知识，而且化学学习迁移是化学知识、技能转化为化学能力 的关键。学习的迁移不是自动发生的，它受制丁许多冈素，重要的有学习材料的因素，化学 活动经验的概括水平等。心理学的研究表明，相似程度的人小决定着迁移范围和效果的大小， 而学习任务之间的相似性是由共同冈素决定的，共同冈素越多，相似性越大。其次，己有化 学活动经验的概括水平对迁移的效果有较大影响，概括水平越高，迁移的可能性就越大，效 果也越好。在化学学习中，基本概念、基本原理、化学思想方法等知识的学习，都是一些概 括水平高的化学知识，容易实现广泛的效果良好的迁移。化学知识网络中的知识具有一定的 联系，具有一定的共同冈素。化学网络中的知识相关程度高，并且包含概括水平高的知识， 易于实现知识的迁移。 4 研究的立足点 ( 1 ) 化学学科特色 中学化学具有三人特点：一是知识点多、较琐碎；二是表象较容易应用较难；三是其它 学科的渗透较多，如数学的极限思维、平均值应用、物理的电学、力学知识，甚至有人还称 “化学是理科中的文科”。中学化学各个知识点纵横交叉，相互联系；点可连成线，线可连成 面，面可结成网，形成个立体网状的整体知识结构，这就需要知识的精致和组织，以保持记 忆和应用。其中知识的归类、结构化是重要的学习方法，目的是使学生对抽象的各种有机化 学概念、定律的判断和推理做到得心应手。通过知识的结构化，可以使看起来零星、细碎的 知识变成有序化、网络化，能充分揭示理论和实践的关系，揭示研究问题的方法和途径，充 分体现知识发现j 更新、完善的全过程。如何在课堂教学中形成知识的整体化? 笔者认为解 决这个问题的比较有效的方法就是教会学生使片j 概念图组织知识，概念图作为一种学习的策 略，能促使学生整合新旧知识，建构知识网络和知识结构，从而使学生从整体上把握知识。 ( 2 ) 高中生身心发展特点 紧张的高中学习生活给每个学生带来与以往不同的压力，同学问的竞争比以往要激烈几 倍，同学之间沟通、互助的氛围淡化更让有的学生出现烦躁、学不进去的情况。从知识和能 力的准备情况看：现在高中生已具有一定的独自获取信息的能力。也具有一定的组织能力。 学生已有了一定的知识储备。教师完全可以给学生一定的自主权，让学生自己完成对所学知 。由于有机化学知识结构较完整，内容之问的联系密切，需要识记的内容较多，有利于对学生利用概念图进行 知识的组织，本研究所涉及的教学设计将主要以有机化学中的内容为例。 5 两南大学硕十学伊论文导论 识的梳理、i 1 纳、综合，建构白己的知识框架。另外，目前可参考的资料比较多，在教师的 指导下学生完全可以自主从中获取信息。高中生上述特点为此课题的实现提供了有利条件。 ( 3 ) 本策略运用丁高中化学的优势 如上所说，基于高中化学学科特点和高中生身心发展特点，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。 概念图在高中化学教学中具有以下的优势： 形象性：概念地图以简洁明了的图形形式表现复杂的知识结构，从而形象地呈现高中化 学各概念知识点之间的联系。 整体性：格式塔理论指出，概念图能使个人某一特定领域的知识以整体的、一目了然的 方式呈现出来，有利丁学生全面理解相关概念 综合性：当高中生通过某一化学主题进行知识拓展时，概念图可作为一种围绕主要化学 概念来组织综合信息的工具。 层次性：概念图可以通过确定因果联系、区分概念的层级次序、组织概念的关系和显示 其它有意义的概念模式等途径，提高对化学概念的理解。 经济性：由于人的信息加工系统中，短时记忆容量有限，因此人必须具备表征知识的各 种各样的经济方式，以适应这一系统结构的有限性。人的知识是以减轻工作记忆负担的形式 来表征的，而概念图正是一种有效的经济方式。 需要提到的是，本研究意在从教学论出发，运片j 概念图的教学策略来研究高中教学中的 问题以及学生的知识网络形成能力，只是在基于以上立足点的研究中发现，这样的教学策略 运用于高中理科教学由其是化学教学中更具优势。因此，在研究的过程中更多的是以教学论 的整体理论思想来进行指导，并以化学教学为载体落实研究，与化学课程与教学论的研究内 容有一定交叉，但并从研究层面来说又各有不同，特在此进行区分。 ( 二) 理论依据 1 利用概念图形成知识网络的理论依据 ( 1 ) 库恩( k u h n t s ) 的范式更替( p a r a d i g mc h a n g e ) 的观点 库恩是新科学哲学的开创性代表人物，他在其1 9 6 2 年出版的代表作科学革命的结构 ( s t r u c t u r eo fs c i e n t i f i cr e v o l u t i o n s ) 一书中提出了“常规科学”、“范式”和“科学革 命”的概念。书中把某一领域内科学活动中被公认的定律、理论、应用以及仪器设备统称为 “范式”；而“科学革命”则是指一套比较陈旧的范式全部或局部被一套新的不相容的范式所 【美】珍妮特沃斯，戈登德莱顿著，顾瑞荣等译学习的革命【m 】上海：i 二海三联书店，1 9 9 8 ：8 9 6 两南人学硕十学伊论文 导论 代替的过程；严格根据一种或多种已有科学成就所进行的科学研究叫“常规科学”山。库恩 认为在常规科学期间，优势的范式本身会被认为是不可改变的，而且也免丁被批判，虽然其 中个别的、特定的理论可能被批评、否定或抛弃，但范式本身确实不可挑战的。该范式一直 保持这种状态，直到“反例”累计到足够的程度是。科学家们才开始审查这个优势范式的适 用性。库恩称其为“危机”，并且指出一个领域若发生危机，都会经历四种迹象：a 明确表达 对现状的不满；b 出现了各种新理论；c 对适合的方法进行讨论和争论：d 出现了新的范式。 在危机期间，如果出现了一个可以替代的范式，经证明比以前的范式更能缓解危机时，科学 家们就会放弃原先的范式而采用新的范式，进行范式更替，这样科学革命就发生了。 在知识网络形成的教学策略中，学生的知识网络形成过程也类似于范式更替，学生在以 往的日常生活经验和学习中已经形成了类似于“常规科学”的前概念网络，而由于前概念网 络对于学生解决日常问题已经足够因此占有优势而免于被怀疑和批判。而只有通过一定的情 境引发对前概念的不满，使得学生的“常规范式”产生了“危机”，才能促使学生去寻找各种 新的理论并以此重新进行知识建构，因此这时学生头脑中就会出现许多新的观点和对概念的 解释，而教师通过适当的方法引导学生进行讨论和争论，最终选择一种最佳的方式去理解知 识概念，而新知识概念的有效性、合理性则会帮助学生放弃原先的“常规范式”，将新旧知识 概念进行有效整合，从而实现知识网络的建构。 ( 2 ) 奥苏贝尔的有意义学习理论 概念图的认识论基础是奥苏贝尔( d a v i da u s u b e ) 的认知理论，奥苏贝尔的认知论认为， 学习是通过在原有的概念框架基础上吸收新的概念而发生的。人类因为遗传获得的能力，使 得3 岁之前的婴儿就能够获得概念：婴儿从与环境的相处中认识到周围的些规律，开始识 别一些语言符号。而在3 岁以后，新的概念的学习则更多地依赖于语言，这个学习的过程是 这样建立起米的：接收新的概念，与原有的概念建立关系，对新的概念产生意义。奥苏贝尔 还对有意义的学习和死记硬背做了区分： 首先，学习材料必须概念清晰，用语言和学习者先前知识有关的实例米呈现。概念图有 助于满足这一条件，因为概念图可以在教学前帮助识别具体概念中的一些综合概念并且有助 于将学习任务排序，那么，由于知识逐渐被纳入概念框架中，知识变得更加清晰。 其次，学习者必须具备相关的先前知识。对任何学科内容，三岁以后的人都容易满足这 个条件。但若想在以后的学科课程中呈现详细具体的知识，必须仔细、清晰地建立概念框架。 此外，学习者必须选择有意义学习。教师对这一条件有间接的控制作用，那就是他们激 发学习者将新学习材料的意义整合进已有知识之中，而不是简单地让学生记忆概念定义、命 题的陈述或计算步骤。绘制概念图有助于将新意义整合进先前的知识之中。凹 叶美】t s 库恩著科学革命的结构【m f ：海：卜海科学技术： j 版社，1 9 8 0 ：1 0 2 。詹黎利用概念图促进概念转变的教学模式研究【d 】杭州：浙江师范大学2 0 0 6 ：4 3 * 个4 0 v a kj d t h et h e o r yu n d e r l y i n gc o n c e p tm a p sa n dh o wt oc o n s t r u c tt h e m 【d b o l h t t p ：w w w c m a p c o g i n s t u w f e d u i n f o ，2 0 0 0 ：3 3 7 两南人学硕十学伊论文 导论 ( 3 ) 皮弧杰的认知发展理论 皮弧杰( j p i a g e t ) 的认知发展论，揭示了主体认知结构的建构机制。皮砸杰理论体系中 的一个核心概念是图式( s c h e m a ) ，所谓图式是指个体对世界的知觉、理解和思考方式，图式 的形成和变化是认知发生的实质。个体的认知发展受同化( a s s i m i l a t i o n ) 、顺应 ( a c c o m m o d a t i o n ) 和平衡三个基本过程影响。他认为学习者在学习新的知识之前，头脑中已经 存在一个图式，当外部信息作用丁主体时，主体能够利用原有图式对其加t 处理并结合到原 有图式中去，这就是主体对客体的作用一同化。反过来，当主体接受到外部信息时，原有图 式不能同化新信息，主体就要改变原有图式，以适应环境的变化这就是顺应。新信息与主 体原有的图式作用时，主体总试图用原有的图式去同化，如果获得成功，便得到认识上的暂 时平衡；反之，便做出顺应，调整原有的图式，创立新的图式，去同化新的情况，直至达到 认识上的新平衡。利用概念图来促进学生的知识网络建构就是利用了个体原来的认知结构与 新概念之间发生了冲突，而通过概念图的外在表现米促进顺应，即概念转变的过程。而概念 图的制作过程，则可以认为是以原有的概念命题网络为基，吸收扩展新的概念命题以形成知 识网络，其实就是图式理论的外显化。 除此之外，另一部分建构主义者认为先前的知识结构为学习新的知识提供了框架：学 习是一个积极主动的建构过程。学习者不是被动地接受外在信息