齊婷

摘 要：介紹化學概念圖的定義，并分析化學概念圖能夠對學習有促進作用的幾點原因，即對學生有促進作用是因為化學概念圖能有效延長記憶時間、有效拓展記憶容量，并且化學概念圖的層級網絡結構符合人腦生理機制；對教師有促進作用的原因是化學概念圖能幫助教師有效全面地整合知識點、有效監(jiān)督教師自我教學過程。

關鍵詞：化學概念；化學概念圖；學習

中圖分類號：G427 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2015）09-0198-02

一、化學概念圖的定義

概念圖是一種由概念節(jié)點和連線所組成的一系列概念的結構化表征。概念圖中的節(jié)點是表示某一命題或知識領域內的各概念；連線則表示節(jié)點概念間的內在邏輯關系。連線上的標注（關系標簽）則用于說明連線兩端的邏輯關系[1]。

從化學的學科特點來看，它整體的知識體系是以化學概念為基礎，區(qū)別于其他理科學科的特點之一是需要記憶的信息較多，且化學概念數目繁多又過于抽象，表象容易應用難。教師迫于升學壓力，采用傳統(tǒng)的“填鴨式”“一桿到底”等教學方法，學生只是死記硬背，不求甚解。更是有許多化學教師在教學初期向學生強調化學是“文科”，只強調記憶層面，忽略學生的理解、邏輯、創(chuàng)造等層面的能力。讓化學概念教學變得死板乏味，學生也漸漸喪失了對化學的興趣和熱情，甚至會逐漸喪失獨立思考的能力。

化學概念圖將化學基礎知識歸類、結構化，形成立體網狀結構。學習者在學習同一化學命題中的新概念時，新概念不斷地與學習者頭腦中的舊的概念發(fā)生相互作用，逐漸形成一個更加完善的系統(tǒng)的知識結構體系。通過知識的結構化，可以使看起來零星、細碎的知識變成有序化、網絡化，使學生對抽象的各種化學概念、定律的判斷和推理得心應手[2]。

二、化學概念圖的有效性

研究證實，概念圖教學策略更適合于科學課程，而在其他學科，如英語、數學的教學中則效果不理想[3]。而化學概念圖作為一種化學課堂的教學策略；或評估工具；或化學教材編寫和教學材料的組織；或作為有意義學習的策略，這些方面都表現出有效性，即既能夠幫助教師提高個人技能，又可以大面積提高學生的學業(yè)成績。使師生達到共贏的雙面發(fā)展，有效地成為教育者和受教育者共同提高的媒介。

（一）化學概念圖對學生學習的有效促進

化學概念圖教學中強調化學概念和化學原理的重要作用，更能使學生獲得對化學學科內容的概念化、系統(tǒng)化理解。那么概念圖作為一種學習策略在化學學習中是如何對學生進行影響的呢？

1.化學概念圖能有效延長記憶時間

首先，從認知心理學角度進行分析：科學研究證明，在記憶的過程中，大腦不是被動記憶，而是主動加工信息。神經科學的研究已經證實，在通過改變腦結構而建立心理結構的過程中，經驗起重要作用。人類各個記憶系統(tǒng)是相互融會貫通的，短時記憶和工作記憶是必經的過程，但只有進入長時記憶才能成為學習者已有的經驗。只有對短時記憶和工作記憶進行不斷組織強化和重復加工才可將其變?yōu)殚L時記憶，這說明學習者的已有知識結構對新知識的記憶有著重要的影響[4]。這也就強調了練習的重要性。而概念圖的構圖過程無疑是一個經驗積累的過程。概念圖將原有的眾多零散的知識點聯系起來，整體有序地展現出來，擺脫了原本無序的識記格局。例如圖1“銅鋅原電池概念圖”，初步接觸原電池的學生常常會將正極發(fā)生還原反應得到電子，負極發(fā)生氧化反應失去電子這一規(guī)律弄混，即使在初步學習時記得住，時間久了記憶也會模糊。構成銅鋅原電池的必要條件就是一組電極，電解質溶液，閉合電路，電解質溶液在電池中，是電池內部的構成條件，溝通電池內電路，它起傳導電荷，使帶電離子在電場作用下，沿電場方向移動的作用。如陽離子移向電池的陰極，也就是電池的正極區(qū)，陰離子移向電池的陽極，就是電池的負極區(qū)。我們分析鋅-硫酸-銅電池，在硫酸中，鋅失去的電子，通過外電路移到正極的銅板上，鋅離子進入硫酸溶液，并和氫離子一起移動到正極區(qū)，但鋅離子的移動速度比氫離子慢，若沒有這個運動，電池活動根本無法持續(xù)。即鋅失去電子變成鋅離子，原電池的負極上發(fā)生了氧化反應。在陰極上，也就是銅板上，大量聚集的電子，被電極附近的氫離子奪取，氫離子由此變成氫氣，即氫離子得到電子，發(fā)生還原反應，完成整個電池反應。

化學概念圖將“原電池”“電解質溶液”“正極”“負極”“氧化反應”“還原反應”這些無序零散的概念進行有序地整合，不但幫助學生清晰了概念，同時說明銅鋅原電池包括電解質溶液，而之前學習的氧化還原又是原電池的設計原理，與前后知識相聯系，構建了整體的知識體系，將信息納入到大腦的最佳的聯系和最方便提取的記憶結構中。

2.化學概念圖能有效拓展記憶容量

按照認知心理學的觀點，人的短時記憶容量僅為7±2個組塊，非常有限。這樣一來，人的信息加工受到了很大的限制?；瘜W概念圖將概念和概念聯系起來，從而加大了知識的組塊，在容量有限的情況下增加了可供加工的信息。又間接地將難于區(qū)分的概念進行了分類，例如單質和非電解質的區(qū)分。將抽象的化學概念清晰化、可視化、具體化、系統(tǒng)化，從而延長知識在頭腦中的存儲時間。化學概念圖的這一功能高效率地利用了人類大腦，減少不必要的記憶負擔，促進了知識的記憶和整合，而這兩部分正是人類大腦所欠缺的部分。

3.化學概念圖的層級網絡結構符合人腦生理機制

腦科學的泛腦網絡學說認為，人的學習、記憶和思維正是通過人的大腦，這樣一個并行分布、多層結構、廣泛聯系的神經網絡系統(tǒng)來進行的[5]?？梢钥闯?，概念圖結構特征充分符合這一人腦的生理機制，化學概念像神經網絡系統(tǒng)一樣進行上下級和并列式的層級網絡排列。這種排列類似人腦對知識的儲存，符合意義建構的實質，給予學習過程以清晰的脈絡[6]。

化學概念圖的形象性、整體性、綜合性、層次性和經濟性等諸多優(yōu)點都證實了其在學習的過程中的有效性，使化學學習過程中的預定的知識目標和能力目標很好地落實。與生理學、心理學、腦科學等方面內容相互結合利用，解決了學生以往在具體的化學學習過程中的難點，即學困原因之一就是不能較好地辨別和建構概念和命題框架，一定程度上改變了傳統(tǒng)教學導致的機械學習，順利地進行概念“移植”。使學生順暢地接受概念、命題，從而掌握知識。

（二）化學概念圖對教師技能的有效提高

1.化學概念圖能幫助教師有效全面地整合知識點

教師在一節(jié)化學課上可能要向學生介紹講解許多化學概念等，細小繁多的化學知識點和層層級級的邏輯關系每一部分都不能遺漏，否則就會產生學生的概念厘清障礙，使學生自主構建的知識結構體系出現偏差，長時間累計甚至會產生“蝴蝶效應”，影響學業(yè)成績。嚴重的甚至會造成實驗事故，結果不堪設想。所以，教師在備課時，首先要建立宏觀的整體的化學概念圖，其次呈現主要的化學概念，最后將顯示某一章節(jié)的知識結構的小概念圖鏈接進整個大概念圖中（如“單質”鏈接“物質的分類”）。這樣能夠幫助教師有效全面地將知識點進行整合，同時形成教學知識點網絡，也減輕了備課壓力。

2.化學概念圖能有效監(jiān)督教師自我教學過程

1998年Beyerbach研究發(fā)現：新教師使用概念圖策略教學時，能夠更有效地監(jiān)控自己的教學過程與自我概念的發(fā)展，使教師的教學內容和課堂結構更清晰[7]。而化學概念圖有利于組織教學材料，讓教育者對所教授的材料首先做到心中明鏡，更有利于教師對教學內容進行形象的設計?；瘜W概念圖作為一種教學策略，有利于組織教學技能的提高。邏輯清晰結構嚴謹的概念層級幫助教師的教學設計層層相扣，便于教師備課、不容易出現知識點的遺漏，有效地促進教師教學技能的提高。

三、結語

本文運用認知心理學、大腦生理學等理論分析了化學概念圖能夠促進有意義學習的原因，發(fā)現化學概念圖對記憶的時長、容量以及概念圖網絡與人腦生理機制相符合等方面均有正向作用。通過化學概念圖形成的以化學概念為核心的網絡構架，一方面幫助學生構建完整的知識體系，另一方面也為教師教學技能的發(fā)展提供幫助。而學生對化學概念的理解不僅是一種知識內化的過程，也是形成科學思維能力的過程，更是培養(yǎng)科學素養(yǎng)的過程。

參考文獻：

[1]徐洪林，康長運，劉恩山.概念圖的研究及其進展[J].學科教育，2003（3）：39.

[2]李思雨.高中化學概念圖教學設計與實驗研究[D].重慶：西南大學，2009.

[3]陳向明.質的研究方法與社會科學研究[M].北京：教育科學出版社，2000.

[4]孫愛萍.基于意義學習的概念圖工具開發(fā)與運用[J].遠程教育雜志，2009（3）：64-65.

[5]李哉平，成世鋼.概念圖與化學教學策略的最優(yōu)化[J].中小學教材教學，2005（12）：19.

[6]李增玲，劉繼和.概念圖及其在化學教學中的制作與應用[J].沈陽師范大學學報：自然科學版，2013，7（3）：431.

[7]Beyerbach，B.A.Developing a technical Vocabulary on Teacher Planning PreService Teachers' Concept Map[J].Teaching and Teacher Education，1988，4（4）：339-347.