毕业论文-浅谈概念图在高中化学教学中的应用.docx

浅谈概念图在高中化学教学中的应用 (青海师范大学化学系12级A班 青海西宁 810008)摘 要: 概念图是用来组织和表征知识的工具。本文从概念图的定义、特点、以及实际应用等方面初步探索了概念图作为一种教学策略在高中化学课堂教学中的意义及其应用。为中学教师有效利用概念图提供才参考。关键词： 概念图 化学教学 Abstract:The Concept map is the tool which used to organize and list the knowledge.In this paper,the author has made a preliminary exploration on the definition characteristic and practical application of the concept map It has explored the significance and application using in the classroom teaching of high school chemistry the concept map which as a kind of teaching strategy to provide references for middle school teachers to use the concept map effectively. Keywords: Concept Map；chemistry teaching；前言学生在初三开始系统学习化学知识,初中的化学知识都基本上很基础,都是记忆性的知识，于是很多学生采用学习文科的方式来学习化学，就算有一部分知识不理解也没关系,只要记住了就可以在考试的时候取得一个不错的成绩。因此很多学生认为化学是理科中的文科，学习化学不需要理解，采用死记硬背的方式来学习化学,但是进了高中发现这种方法很难适应高中化学的学习。高中的化学源于初中，但是又高于初中，在初中的基础上进一步深化，因而与初中的知识相比更加的抽象、繁杂。但目前使用的教材删去了大量对知识点文字解释，使很多学生面对难度加大的化学感到力不从心，无从下手。新的学习需要学生改变以往的学习方式，但是很大一部分学生即使知道死记硬背不适应现在的学习，但是他们不能很快的找到新的学习方法。很多的教师想尽办法通过各种方式增加课堂的趣味性，调动学生上课的积极性，虽然取得了一些效果，但不能帮助学生掌握学习化学的知识。当前现代的教师不能仅仅是向学生讲解知识，更重要的是教会学生掌握适合自己的学习方法，培养获知识的能力。概念图可以从化学知识领域的不同概念出发，延伸到相关的知识领域，可形成以化学概念为核心的，有助于学生将所学的知识融会贯通。概念图在国外普通化学的教学中占有十分重要的地位，但是在国内的应用范围并不广1。1概念图理论1.1概念图的定义概念图是一种用节点代表概念,连线代表概念关系的图示法。是由美国康奈尔大学的博士诺瓦克在20世纪60年代根据奥苏贝尔的学习理论开发的一种符合建构主义认知观的认知工具或知识组织和表征工具2，它的理论基础是奥苏贝尔的学习理论。即学习是基于学习者的经验进行知识建构的过程，奥苏贝尔的学习理论认为，当学生把所学知识与自己的认知结构联系起来时，便产生了独有的网络知识。因此来说，只有将即将学习的新知识与学生已经掌握的旧知识之间建立一种联系，才能进行有效的学习。将概念图运用在高中化学教学中可以帮助学生理清知识脉络，在学生头脑中构建起完善的知识网络。1.2概念图的基本结构3概念；也称之为节点。中华人民共和国国家标准规定4：“概念”是对特征的独特组合而形成的知识单元，是反映事物本质属性的思维模式，通常用词组或者符号表示。连线：连线可以是直线也可以是曲线，它用来表明两个概念之间的联系及信息流向。连线可以没有方向，可单向，也可双向，根据实际需要选择。当连线表示信息流向时要加箭头，一般规定向下的箭头可以省略，向上、向左、向右的箭头则不可以省略。处于不同层级或者不同领域的节点间的连线称为交叉连线,也称之为横向连接，交叉连线是创造性思维的关键。连接词：连接词一般与连线一起使用，位于连线之上，用来表达两个概念之间的关系。例如，在化学中经常用到的有“包括”、“组成”、“构成”等。当两个相关概念之间有连接词的时候就组成了命题。表达语意时单个的概念没有任何的意义，命题是知识或观念的最小单元。层级：是概念图存在的方式，分为同一层面的层级结构和不同层面的层级结构。概念的层级趙高概括性越强。概括性最高的概念处于最上层，概括性较低的处于下层。处于同一层面的概念之间处于并列关系，属于同一个级别。当概念处于不同层级时下一层的子概念从属于上一层的主概念，之间是“包含”于“被包含”的关系。一个理想的概念图应具备以上特征；概念图中包括所有的相关概念，概念之间具有清晰且正确的层级结构；在带箭头连线上用适当的连接词荘明有联系的概念之间的关系；同一层级的概念用横向联系表示，不同层级的概念用纵向联系表示5。如图2-1（见附录）1.3概念图的分类按照不同的分类方式，概念图有不同的分类方法。第一、按照概念图的布局形状划分：一般分为普通层级概念图（图1.1见附录）、网络型概念图“”形层级概念图、框图类概念图等四种，此四种除了普通层级概念图，其他三种在人教版必修化学中所涉及的范围都很小。第二、依据概念图的结构的不同分为：（1）罗列类概念图(图1.1)（见附录）（）层次类概念图（图1.2见附录）次种概念图又称其为水平层次概念图,若将其竖放也可称之为层次类概念图。（3）放射类概念图（图1.3）（见附录）第三、根据开放性程度及不同的构图要求分为：（1）限定型概念图。学生利用一些无序的概念绘制一个完整的概念图，这些概念是给定的，没有多余的，学生只需绘制即可。例如：请利用以下概念绘制一张概念图。物质、金属、元素、非金属、稀有气体、氧、氨、氯、碳（2）引导型概念图。引导型概念图的难度要大于限定性概念图。教师给出的概念中有可能包含无效概念，这就要求学生进行有效筛选，也有可能没有完全给出有关联的概念，需要学生自己查找遗漏的概念。也有可能教师给出不完整的概念图让学生按要求填充完整。例如：请将下面概念图补充完整。（3）创造型概念图。创造型概念图的难度大于引导型概念图。绘制创造型概念图的时候教师只给出中也概念，要求学生围绕这一中心概念绘制概念图。这就要求学生对中概念所涉及的领域非常熟悉。这种情况下学生的思维范围比广阔，也比较灵活，在制作的过程中可以根据自己的喜好选择自己喜欢的概念图类型，但是要思考的东西远远大于以上两种类型。例如：请绘制一张有关“物质的分类”的概念图。1.4概念图的制作过程绘制概念图除以上几点之外还有更多也就是说它表示的是知识网络,包含节点(概念)以及节点之间的关系陈述(以连线和箭头代表),是网状结构的。构建概念图可以让学生将新旧概念进行理性的整合，使概念之间的关系清晰可见，从而帮助学生建立完整的知识结构和概念网络。构建概念图并没有严格的规范， 通常想要构建一个概念图，可以通过以下几个步骤来实现(1)选择知识领域 ，确定中心主题在构建概念图的最开始，首先要选择你所要学习的知识领域，确定中心主题，围绕中心问题进行概念图的建构。在高中化学教学中我们的知识领域是化学领域，中心主题可以是学生需要理解掌握的文字性知识，实验活动，或者是某个具体的问题等等.然后以这个焦点主题作为引导，找出与中心主题相关的概念。(2)罗列分析概念，进行合理排序这一步主要是构建概念图的层级结构。罗列出与中心主题相关的概念，依据概念间的逻辑关系如归属关系等将概念按层级由高往低进行排列。把含义最广、最有包容性的概念放在图的顶端，其余概念依次排列。这样的排列尽管是很粗糙的，但能帮助我们确立概念图的层级结构。(3)建立概念连接，标明连接关系寻找所罗列出的概念之间的关系，并用连线把相关概念连接起来，并在连接线上写上表示两个概念间关系的连接词，使之成为简单、有效的命题。然后在不同分支的概念之间寻找有联系的概念，对其进行横向连接，同样在连线上用连接词标明关系。(4)进行增删概念，不断修改完善经过以上三个步骤，初步的概念图已经形成，但是随着学习的深入，学习者对原有知识和概念的理解是会加深和改变的，所以概念图应不断的修改和完善。比如对概念图进行概念的增减或改变其层级结构等。在学生多次整理和修改概念图的过程中，对所学知识也会有新的启示和灵感。2.基于概念图的教学设计基于概念图的教学设计案例（人教版必修1氧化还原反应第一课时）课程标准关于“氧化还原反应”的内容标准为：了解氧化还原反应的概念，理解氧化还原反应的本质是电子的转移，了解生产、生活中常见的氧化还原反应。 学习氧化还原反应最大的意义在于让学生建立一种新的化学反应分类的视角，这个视角反映了对化学反应更本质的认识，使学生初步建立从电子转移这样的微观角度认识化学反应本质的认识，从而提供学生一种全新的看化学反应和物质视角。 教学的重点就是要让学生认识氧化还原反应的本质，要让学生学会从氧化还原的角度认识化学反应，让学生体会到这种分类的优越性。 本节课程从学生已知的两个反应入手，通过对其反应类型的分析、讨论，说明两反应的异同，并自然地引出初中学习的氧化反应和还原反应，接着转入对其本质的探究，分别从电子得失和化合价升降的角度来认识氧化反应和还原反应，让学生学会从微观视角看物质、看反应，最终理解氧化还原反应的本质和特征，了解氧化还原反应与四个基本反应类型的关系。 【教学过程】2.1设计思路在教学开始之前，教师需要分析学生的知识起点，将其设计成概念图作为其教学设计的依据，以使自己的课堂过程中能够有的放矢，增加针对性和实效性。同时对学生已有的正确的概念框架重新加以固定，而对学生错误的或模糊的或易混淆的概念加以纠正。 在教学过程中要深入挖掘教材中重要的知识点及它们之间的联系，以关键概念及学科知识结构作为设计的出发点，尽量用概念图来组织整个学习内容。学生在初中阶段已经从得失氧的角度知道氧化反应与还原反应，同时学习过原子结构及核外电子排布的相关知识，这些构成了学生的前概念，构成了学生的内在条件，可以将相关知识构建成如下的概念图，如图 2.1 所示。该概念图可以用来课前导入既复习了以前所学的氧化反应、还原反应以及四种基本反应类型，又可以将这几种化学反应区别开来为进一步学习氧化还原反应打好基础。金属非金属得氧是否得氧氧化反应1-20号金属及非金属元素原子结构及核外电子排布失氧金属氧化物还原反应化学反应分解反应置换反应化和反应复分解反应物质种类及数量图 2.1氧化还原反应知识起点概念图教学过程从“起点概念图”出发，通过任务驱动式的学习活动，引导学生逐步掌握本节课的核心知识，构筑“终点概念图”，如图2.2所示。氧化反应包含成结构成成包含成化学反应氧化还原反应部分是成特征构成伴随者着成本质成失电子化合价偏高非氧化还原反应化和反应相等相等部分是成部分是成分解反应化合价降低部分是是成伴随着着成得电子置换反应是是本质成特征复分解反应构成成还原反应图2.2氧化还原反应概念图图2.2可以用来课堂小结进一步让学生了解氧化还原反应的实质以及与四种基本反应类型的关系。3.概念图在高中化学教学中的意义概念图在教学中的应用主要有教师教学和学生学习两方面在教师教学方面（1）有利于教师教学设计的明朗化在课程与教学设计（如编写教案、教材）中，使用概念图，能够以简明扼要的形式把要教的主要概念和原理表示出来，利用其层级结构给教材内容的呈现提供顺序，使整个教学设计直观、清晰。 （2）建立知识网络，促进知识的保存于提取概念图不是概念的推巧，不仅包括概念，而关的概念组织在一起，形成一个网6。绘制概念围的过程是知识的归纳与迁移的过程。知识网络中概念间关系越紧密，认知结构就越稳定，知识的保存时间就越长久。在知识提取的过程中一个概念为突破点，相关的知识便源源不断地涌现，知识整体的形态呈现，既体现学生的归纳能力，也有利于实现知识的综合利用。（3）有利于教师教学内容的系统化和学科知识的相互渗透传统教学呈现的各部分知识往往是孤立的，而概念图的使用却可以使呈现的教学内容系统化，甚至整合各学科知识为一体。（4）有利于教师了解学生学习情况，因材施教每个学生都是不同的，面对相同的知识学生有不同的理解方式，因此制作的概念图必然各不相同，概念图反映了学生对知识的理解与掌握的情况。教师仔细观察学生绘制的概念图，发现学生的问题所在，了解学生的学习进程及对知识的掌握程度，便可以知道学生的学习水平，针对不同的学习情况提供不同的帮助，是教师进行因材施教的重要途径7。在学生学习方面（1）有利于学生从整体上建构和把握知识概念图技术可以让学生在任何信息资源中抓住知识脉络，尤其在这个信息泛滥的世界，如互联网提供的浩如烟海的信息中获取真正的知识，同时促进学生整合新旧知识、建构知识网络、浓缩知识结构，从而使他们从整体上把握知识。尤其是概念节点、关系连线、层级结构、命题与实例能使内容轻松凸现、书越读越薄。（2）有利于促进学生的交流与合作在国外概念图已有由微观向宏观转变，由个人创作向小组合作转变的趋势。信息技术的发展，扫除了空间上的阻碍，使处于不同地点的学生通过网络对同一个概念图进行绘制、修改成为现实，在小组合作中学生进行思想的交流与碰撞，使概念图不断地完善、丰富。个体不断接受新的思想，自己原来的思想受到外界的冲击不断修改。概念图成为生生与师生之间交流的工具，小组合作绘制概念图的过程既是学生增长知识，启发灵感的过程，也是相互交流，培养友谊。（3）有利于学生认知能力的提高制作概念图的过程中，学生需要反思自己学习的过程，所以概念图还可以作为一种认知策略，提高学生的自学能力和自我反思能力。（4）培养化学学习兴趣若想使学生真正地喜欢学习化学，必须要让学生真正地理解什么是化学。増加课堂的趣味性、利用实验吸引学生等都只是锦上添花的手段，虽会取得一定的效果，但是并不长久。美丽的外表只能吸引学生过来，却不能让学生主动的摄取知识。只有让学生对化学知识进行探究，了解化学知识的本质特点，熟悉化学知识的内部结构，学生被化学本身所吸引才会爱上化学，对化学产生浓厚且持久的学习兴趣。概念图是化学概念之间的联系，是化学知识点的浓缩，是贯穿某一要点的精华，是发展的主线，最能反映化学的实质。运用概念图可为学生设计问题支架，进行支架式教与学8。学生绘制化学概念图，可充分的感受化学真正的魅力，培养化学学习兴趣。4结论及建议通过对概念图在教学设计中应用的探讨，得出了以下结论（1）概念图可应用于教学设计的各个环节，有助于教师依据知识的内在联系设计教学的程序，促进学生知识建构。应用范围广泛。概念图策略不仅适用于概念教学，也适应于元素、化合物等其它知识的教学。(2)概念图在教学设计和实施过程中都有重要的意义，但不管是学生还是教师对概念图的认识仍比较浅，这就需要更多的工作来加强学生和教师对概念图的认识。(3)教师在绘制概念图或引导学生绘制概念图的过程中必须要注意尽量做到简约、美观，这样学生才易于接受和认可。通过对概念图在教学设计中的应用的研究，也有很多不足需要改进： (1)运用概念图进行教学设计在形式上仍较单一。还需要进一步地研究和探讨，寻找出更好的可行性的教学形式，从而将概念图的潜在价值充分挖掘。 (2)本文探讨的是概念图高中化学教学