概念图在初中化学教学中的应用

1、概念图在初中化学教学中的应用苏州市景范中学 陆茜摘要：概念图（Concept Map）是由美国心理学家Novak在19世纪60年代初提出的，开始时只是作为一种研究手段，但逐渐被引入了课堂。研究概念图对于我国正在进行的教育教学改革具有重要的参考价值。本文以沪教版初中化学教材中第三章“物质构成的奥秘”为例，介绍概念图在初中化学课堂教学中的应用。关键词：概念图 初中化学 物质的构成概念图是一种用节点代表概念，连线表示概念间关系的图示法。康乃尔大学的Joseph D. Novak博士根据Ausubel的学习理论在20世纪60年代着手研究概念图技术，并使之成为一种教学的工具。概念图是用来组织与表征知识的

2、工具。它通常是将有关某一主题的不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以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。1. 化学概念图的涵义化学概念图和一般概念图一样，也包括节点、连线、层级和命题4个要素。节点就是置于圆圈或方框中的概念；连线表示两个概念之间的意义了解，连接可以没有方向，也可以单向或双向；命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义了解。层级有两个含义：一是指同一层面中的层级结构，即同一知识领域中的概念依据其概括性水平不同而分层排布，概括性最强，最一般的概念处于图的最上层，从属的放在其下，而具体的

3、事例列于图的最下层；二是，不同层面的层级结构，即不同知识领域的概念图可就某一概念实现超链接。2. 化学概念图的整理通常概念图的整理可按以下几步进行：（1）罗列所有概念，包括相关概念（2）在所有罗列出的概念中，找出其中的关键概念，也可将与其他概念了解最广的概念视为关键概念。（3）以关键概念为中心，分析确定其他概念与关键概念的关系。（4）在相关概念间连线，注明关系。然而，根据化学知识的特点，对化学概念图的整理方法可做一些改进：（1）放在圆圈或方框中的概念既可用文字表达也可以用化学符号表示，或同时使用化学符号和文字表示；（2）连接语既可用文字表达又可用化学公式表达，或同时使用两种表达方法；（3）例子

4、从仅限于概念的具体例子扩展到还可以是概念的应用特点或概念的应用规律说明，例子的表达方式从原来只能用名词表示概念的特例扩展为可以用化学原理、化学公式表示。3. 化学概念图作为一种教学策略将概念图作为一种教学策略应用于化学教学中，教师可采取小组讨论，师生对话，教师主讲或学生独立作业等灵活多样的形式。概念图策略即可用于新课的教学，更适合于旧课复习。其教学程序如图所示：例如，在讲解沪教版初中化学教材中的第三章第二节“构成物质的基本微粒”时，学生很容易理解水是由水分子构成的，氯化钠晶体是由钠离子和氯离子构成的，但如果在讲解第七章“应用广泛的酸、碱、盐”时，再问学生氯化钠溶液中存在哪些微粒时，学生往往就答

5、不完整了。对于学生来说，只要把概念记熟了，这个知识也就掌握住了，然而并不是这样的，只有认清概念之间的关系，才能更好的把新知识纳入到自己原有的知识结构中，这样才能做到有意义的学习。所以在教学中，教师要注意以学科知识为中心，以学科间知识了解为重点，引导学生在现有认知结构中搜寻与新知识的连接点，帮助学生建立新知识及学科知识间的有效了解。4. 课堂实例下面就以沪教版初中化学教材中的第三章为例，具体介绍概念图在化学教学中的应用。在全书的几个章节中，第三章“物质构成的奥秘”，是以微观的角度去认识物质，虽然在初二物理中也学到了微粒，但是系统的学习微粒间的相关知识，这还是第一次。所以学生在把握起来可能会觉得有

6、点吃力，特别是对分子、原子、离子这些微粒间的了解会把握不准。如果能在学习这章的时候用概念图辅助教学，特别是用概念图进行复习，就可以使学生在大脑中形成完整的知识体系，避免纯粹的孤立的对概念进行记忆。课堂教学的主要步骤大致有以下几步：（1）以讲座、谈话的形式让学生对概念图有一个初步的了解，特别是概念图的整理步骤和注意事项。（2）上课之前，布置任务，要求学生利用自己已有的概念画出与构成物质的微粒相关的概念图。根据初二物理所学的知识，学生画出的概念图大致如图一所示。原子分子构成原子核核外电子有有质子中子有有夸克组成最小微粒保持物质化学性质空隙有分子间有作用力引力斥力有有小很运动不断热运动图一：学生原有

7、的关于构成物质的微粒的概念图（3）在此基础上进行初中化学关于“物质构成的奥秘”的教学。在上课前，教师备课时先自己整理一张综合性较强的概念图，按照概念图进行教学工作。这样学生不仅能认识到这一章的相关概念，也能比较清晰的了解各层次概念的相互关系。（见图二至图四）（4）课后，要求学生以自己对构成物质的微粒的认识，做出自己的概念图。（见图五）（5）教师对学生们的概念图做出评价，得到课堂教学效果。（6）教师可在学生的概念图后面加上评语。对于比较普遍的错误或不足可在课上加强对这方面知识的讲解，对于个别的错误或不足，也可单独进行辅导。概念图除了可以使学生从整体上把握知识外，还可以随时用于对学生日常学习的反思

8、与评价。通过学生亲自画的概念图，教师可以及时了解学生的学习进展，诊断学生的问题，从而改进自己的教学。另外，学生通过自己动手整理概念图，就会清楚的知道自己在学习上的不足之处，当他把自己的概念图与老师或同学的比较之后，自己原本含糊不清的问题就会变得明朗，并很快找到了解决方法。可以构成氯化钠等物 质分 类分 子原 子离 子分为分 为分为构成分解得失电子失得电子可以 构成水、氧气等物质金刚石、稀有气体等物 质分类结 构内部可以 构成的可以 构成不带电带正电原子核核外电子原子中心高速运动中子质子有有带负电电量 相等阳离子阴离子有有带正电带负电构成物质的基本微粒具有基本性质微粒之间有空隙有有有可以微粒很小

9、微粒不断运动质子数电子数>质子数电子数<存 在作用力引力斥力有有图二：教师的关于构成物质的微粒的概念图在这张概念图中共有概念20个，都放在方框中，其中“构成物质的基本微粒”是关键概念，放在概念图的中心位置，是这张概念图的主题。图中有2个分支，分别从“构成物质的基本微粒有分子、原子、离子”及“微粒的基本性质”这两个方面来对关键概念进行说明。每条分支都清楚展示了各个概念之间的了解，对于有的概念还附上了具体的例子，便于学生能完整的把握这块知识。在第三节“物质构成的奥秘”中，讲到了组成物质的元素，这块内容也能用概念图表示。见图三。元 素分 类金属元素非金属元素有有金属单质非金属单质组 成组

10、 成如如钙Ca氧气O2有有稀有气体元素微量元素氦、氖、氩、氪、氙、氡例 如例 如铁、铜、锰、锌、钴、碘分 布地壳中人体中海水中太阳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图三：教师的关于元素的概念图第三章的第四节是介绍物质组成的表示方法化学式。如果像记英语单词一样一个个的去记化学式，非但不容易找出其中的规律，而且会使学习过于机械化。所以教师在讲课的时候可以把化学式和物质的分类了解起来讲解，从物质的组成中去掌握物质的分类，可以起到事半功倍的效果。关于这块知识的概念图可以见图四。物质的分类混合物纯净物

11、有举例空气、合金、溶液、矿石等有多种物质无化学式有单质一种物质化合物只有包括包 括金属单质非金属单质有有例镁（Mg）组成同种金属元素例组成氧气（O2）硫（S）同种非金属元素无机化合物有机化合物组成多种元素包括包括含碳氧化物酸碱盐有有有有金属氧化物非金属氧化物有有都有氧元素金属元素和氧元素非金属元素和氧元素组 成组 成例例氧化镁（MgO）二氧化碳（CO2）有机小分子有机高分子有有相对分子质 量例例 甲烷、乙醇淀粉、纤维素、蛋白质图四：教师的关于物质的分类的概念图以下举一张学生在学完相关知识以后所做的概念图。从这张概念图中可以看出学生在学完第三章以后，对自己头脑中原有的知识体系有了一定的完善。所做

12、的概念图也能简洁明了的体现出物质和微粒之间的关系。但不足之处就是这张概念图还是不够完整还可以继续深入的做下去。当学生拿着自己的概念图和其他同学的或是老师的概念图进行比较之后，就很容易意识到自己的不足，从而不断的完善自己的概念图。离子原子分子物质构成分解构成阳离子得失电子阴离子有有失电子得电子构成构成结构原子核核外电子质子中子有有原子中心高速运动正电负电带带不带电元素同一类原子纯净物有单质化合物有有同一种元素不同种元素组成混合物有图五：学生做的关于第三章相关知识的概念图5. 介绍一道关于第三章的题目。在初中化学的学习中第三章的知识学习起来要相对枯燥些。在这章的教学中运用概念图的目的并不是要求学生

13、把相关的概念一字不差的都背出来，而是希望学生能够借助概念图，理清楚这一章概念间的相关脉络，把它们灵活运用到做题中去。同样，我们老师在出这一章的相关试题时，是否可以考虑一下改变出题的方式，避免出一些纯粹的考概念的题目呢？下面就介绍一道题目和大家一起分享。例：现有6种常见的物质：空气，铜，氧气，硫酸，过氧化氢，氯化钠任意找出一种物质，说出与其他物质不同的理由。大家都知道，这道题目的考点就是物质的分类和构成物质的微粒。但它的巧妙之处就在于不是纯粹的考学生空气属于什么物质分类？或是氯化钠由哪些微粒构成的？而是让学生通过自己头脑中已有的知识体系，自己去发现问题，从而找到答案。另外一个好处就是这道题目的答案不唯一，通过不同的角度做这道题目就