在中学化学中构建概念图，促进学生核心素养提升

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　　摘 要：在中学阶段学生所学的化学现象、化学反应规律、化学实验等学科内容碎片化的特点比较明显，学生感觉化学学科的知识点比较分散、无序，不像数学或是物理学科逻辑性比较强，只要掌握内在规律就容易上手。如何帮助学生形成化学学科知识网络，变碎片化的学科知识为网络化、结构化且可相互交联的知识体系，就如神经元相互交联，最终构成如大脑一样的连接体系，是所有化学教育工作者所面临的重大挑战。
　　关键词：概念图;化学教学;知识网络
　　“概念图”能够展示思维起点到终点的推理过程、是一种发散性的多线程的流程图。教授学生“概念图”构图法，不仅能帮助学生将碎片化的学科知识整合形成知识网络，还能帮助学生辨析化学概念之间的异同，将新获得的化学知识与旧知识相互交联，掌握相应的学科概念，不断完善自身的化学学科知识体系。此外，概念图也可作为评价手段，通过测评学生所绘制的化学概念图，发现他们对概念理解掌握的情况。因此本文将着重阐述如何在中学化学教学中渗透概念图教学，以期探索新的教学模式，助力新高考改革。
　　一、 介绍Joseph D. Novak教授的概念图模型
　　教师先向学生展示美国康奈尔大学约瑟夫·D·诺瓦克教授提出的概念图模型，该模型可以生动具体地描绘出不同层次概念之间的相互关系，如图1所示。
　　图1 约瑟夫·D·诺瓦克概念图模型
　　通过约瑟夫·D·诺瓦克概念图模型可帮助学生初步获得绘制化学概念图所必需的一些注意事项，其主要步骤为：第一步，把最主要的、最中心的、概括性最强的、最一般的概念放在最上层;第二步，把较次要的、概括性较低的放于较低层次，以此类推;第三步，把概念图中的具体概念放置在最底层;第四步，把概念所对应的具体样例放在最底端;第五步，可以把层级不同的概念用不同的框图以及不同的涂色加以区分标注;第六步，把每一对相关概念用直短线相连接，并在线上标明直短线连接的两者之间的关系，概念关联可以向四面八方不同方向（向上、向下、向左、向右、向旁边进行连接），如果他们是直接垂直连接，那么连接线要由上到下。如果是向外侧连结，就要用单箭头来表示相互关系的方向，箭头指向较低层次的连接对象。
　　二、 指导学生制作化学概念图步骤
　　制作化学概念图可以直接在纸上手绘也可用常用的办公型软件如Office和WPS系列软件绘制，当然也可用国内外开发的专业软件进行设计（比如：Inspiration， Mind Manager， Cmap Tools， MindMaster等软件）。现在以苏教版化学必修一元素物质组成为例讲述如何绘制概念图。
　　（一） Inspiration9软件绘制步骤
　　①运行Inspiration9软件。在第一个框图“Main Idea”中输入概念图的核心概念“物质”。在主页的左侧工具栏中，选择长方形框图、蓝色底色、黑色字体，宋体五号字。
　　②使用“Create”命令在核心概念下方建立一般概念（当然也可选八个方向），也可直接新增概念，使用“Link”命令增加概念间的连线。在工具栏中根据概念间的关系，选择标准线连接、曲线连接、直角线连接、箭头方向（无方向、向左、向右、可逆）等。
　　③双击概念间连线会出现文本框，可在文本框进行概念间连接标注，注明相互连接的概念间的关系。
　　④重复上述步骤以“物质的分类”中心进行化学概念图设计，并根据布局需求不断对概念图进行修订。
　　⑤单击“File”中的“Save”指令来保存概念图，也可单击“File”中的“Export”指令，以不同的圖片格式的保存在文档中。
　　（二） 绘制化学概念图的具体步骤，以“物质的分类”为例
　　①确定焦点问题，选择核心概念：在焦点问题的指引下，找出10个以上与焦点问题有关的核心概念。核心概念作为概念图中的中心主题，与一般概念关系密切，有人发现把概念单独写在卡片或便签贴上很有用，这样就可以方便地移动它们。如果使用计算机软件构图，可以直接把概念列表放在计算机上。概念标签应该是单个的词，或2～3个词。用核心概念的不同层次的理解拓展作为连接线，找出与核心概念有联系的一般概念并罗列出来。
　　比如跟物质组成相关的核心概念有以下几个：元素、无机化合物、有机化合物、金属单质、非金属单质、氧化物、氢化物、酸性氧化物、碱性氧化物、盐、酸、碱等。
　　②概念分层排序。把范围最广、最具包含性的概念置于概念图的顶端。找出范围最广、最具包含性的概念有时是很困难的，回头去审视焦点问题对于决定概念的顺序是有帮助的。有时这一过程会导致对焦点问题的修改，甚至是一个新的焦点问题，如：元素——物质。
　　③挑选合适的概念，按概念的层次要求添加更多概念。
　　④把概括性最强的概念放到概念图的最上面。在概念图的最上面通常只有1～3个概念。
　　⑤接下来，分层挑选次一级的概念。任何概念下不要放4个以上的子概念。如果看起来有6～8个概念从属于一个概念或子概念，可以找一个合适的中间概念，这样就可以创建出概念图的另个层次。
　　⑥把有关系的两个概念用短线相连，短线上还要标明连接关系。让其读起来是一个有效的陈述句或命题。连接创造意义，当你分层次将大量相关概念连接在一起的时候，你就可以看到一个给定领域的意义的结构（图2）。
　　图2 物质与元素关系图
　　⑦修订概念图的结构，可以是添加、删减或修改上级概念。这个工作可能需要多做几次，事实上，当你获得新知识或新见解的时候，这个过程可以进行无限次。
　　⑧寻找概念图不同分支间的交叉连接并标明连接词。交叉连接往往可以帮助你看到知识领域里新的、创造性的联系。
　　⑨在概念图标签中可以附上概念的实例（如金属单质包含Fe、Cu）。 　　⑩同一组概念可以画出多种不同形式的概念图，由构图者根据自己的个性喜好构建。
　　三、 绘制概念图注意事项
　　化学概念图的构建跟其所要运用的不同知识背景的情境关系很大，在训练学生绘制概念图的时候，为了学生能更快确定概念图的不同层级间的分层结构，可先选定学生比较熟悉的知识，比如苏教版必修一物质的组成为例，方便学生根据已有的知识背景绘制自己的第一个概念图。第一步，要求学生把物质组成的概念尽量选出来，教师提示，经过不断训练使学生初步掌握选取概念的相关方法后。第二步，要求学生把所给的信息中的核心概念选取出来。第三步，找出与核心概念相关的一般概念、具体概念等，并把这些不同层次的概念根据核心概念、一般概念、具体概念的顺序，以及概念概括性由大到小的顺序进行排序。并对不同层级概念间进行分层次处理，注意概念间的并列关系、对立关系、包含关系等。学生初步绘制出化学概念图的简单构型。其后再经同一小组成员的分组讨论进行不断修改后，教师再进行指导，使各层级概念与层级关系清晰后，化学概念图就初步完成了。一定要跟学生强调化学概念图必须经过若干次不断的修改，不可能一次完成。学生通过修改化学概念图，可以加深对各个化学概念及其概念间的相互关系的认识和理解，有利于学生化學学科知识体系的建立。
　　教师可参照标准化学概念图对学生绘制的概念图进行评价，比如根据概念图绘制的准确性、不同概念间的层级结构是否准确、命题结构是否科学等给予适当的评分。最后，学生要根据教师的评价重新修改概念图，不断认识、反思，内化为自身的知识网络，不断修正、完善、充实和拓展自己的知识结构，使之形成交联性更广、更复杂的知识体系，最后尝试把不同知识体系加以深度融合，不断交联，促进本身知识体系的有意义建构和核心素养的提升。
　　参考文献：
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　　[4]孙国英.高中化学概念图的设计及应用策略[D].石家庄：河北师范大学，2016：35-45.
　　[5][英]东尼·博赞，丁大刚，张相芬，译.博赞的学习技巧[M].北京：中信出版社，2009：29-78.
　　作者简介：
　　林泉生，福建省泉州市，泉州市第六中学。
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