概念图在高三化学复习教学中探析
长汀一中 戴永振
1、问题的提出
高考化学科考试大纲明确要求：对化学学习能力的要求，能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并经与已有知识整合，重新为新知识块的能力。高考试题打破知识块壁垒，加大学科内知识整合力度，考查学生思维的灵活性、广阔性、全面性。如2006试题关于置换反应的考查，在提供概念表达式前提下，要求考生写出符合题目设定的要求的三个方程式，既体现反对死记硬背的学习方式的命题意图，又考查知识综合、整合能力。
高三复习时间紧、概念多，如何整合知识并建立其有机的联系，如何使学生有效地掌握这些概念，并能够在各种情境中灵活应用概念解决问题，一直是教师的教学难点。而建构主义认为，学习是基于学习者的经验进行意义建构的过程。概念图教学应用于高三复习不失为一种有力的工具，能较好提高复习效率。
2、概念图的理论基础
概念图最早在20世纪60年代由美国康奈尔大学诺瓦克（Joseph D.Novak）教授通过研究儿童对科学知识理解的案例时提出的。诺瓦克认为：概念就是用来组织与表达知识的工具。通常是将有关某一主题不同级别的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的网络，以此形象化的方式表达学习者的知识结构及对某一主题的理解。
概念图包括节点、连线、层次和命题四个要素。概念是指感知到的同类事物的共同属性，用符号表示；连线表现两个概念之间存在某种关系；层次有两个含义：一是指同一层面中的层级结构，即同一知识领城中的概念依据其概括性水平不同，而分层排布。概念性最强，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，即不同知识领城的概念可就某一概念实现超链接。命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义关系。
概念图就是以一种科学的命题形式显示了概念间的意义联系，并且具体事例加以说明，从而把所有的基本概念有机地联系起来的空间网络结构图。
知识的本质即概念和命题。诺瓦克认为，把知识划分为陈述性知识和程序性知识不利于对认知发展的清晰理解，往往造成知识与行为脱节。如学生在化学实验过程中往往不能用陈述性知识来指导自己的实验程序。常常学生按部就班地完成步骤，却不全对产生的现象作出合理的解释。其实，知识建构是相对较高水平的意义学习，搭建任一领城的知识基石就是概念与命题。“概念好比构成物质的原子，命题好比是分子”。概念和命题数目是相对的，而它们构成的知识是无限。概念与命题的框架赋予了学习过程的意义。而概念图作为一种元认知的工具超越了有关陈述性知识与程序性知识的分类，将传统教学导致的机械学习转变为有意义的学习建构。
3、概念图教学的心理基础
心理学研究表明，所有的记忆系统相互依赖，把知识并入长时记忆最关键的记忆系统短时记忆（或工作记忆），所有的输入信息通过长时记忆中的知识相互作用，而被组织和加工，但短时记忆加工信息的能力有限（每次5-9个心理单元，大约2-3个概念之间的关系）。因而当接收新知识时，若要形成大的知识体，必须在工作记忆和长时记忆之间进行有序的反复。
概念图之所以强有力地促进意义学习是因为它可以作为一种模板，去帮助组织知识，并使之结构化，哪怕是碎小的，支离的知识，有这产块模板，就可以用小的彼此相关的概念及命题的框架单元把这些知识组成结构。
大脑是按层次架构来组织知识的，而概念图的形成恰恰与之相似。概念图的结构特征非常符合人脑的生理机制，概念图把知识高度浓缩，将各种概念及其关系以类似人脑对知识储存的层级结构形式排列。概念与命题的框架赋予学习过程的意义，清晰地提示意义建构的实质。教师的关键是组织引导学生如何科学合理地建立知识网络的结点以及寻找各知识点之间的相互关系。
传统教学中注重教师的主导和讲授，许多学生总是机械单一地学习，而对自己做什么，为什么这样做不理解，结果是往往不能辨别和建构概念与命题框架，就只好死记硬背大量的化学原理与化学方程式，学生的记忆变成了一个有待填充的“容器”，知识记忆不牢，知识点相互干扰，造成学生的混乱，出现一考就错，一点就通的局面，问题的关键是学习方式需转变和学习效率的提高。
4、如何构建概念图
制作概念图可以使新旧知识之间，概念之间的关系清淅可见，迫使学生将这些关系外化。从意义上说，概念图帮助学生了解知识的结构，了解知识的构建过程，帮助学生学会学习。
第一步，必须列出概念。例如物质组成复习，列出纯净物，混合物，元素，原子，分子，离子，化合态，游离态，单质，化合物，金属，非金属，稀有气体，氧化物，酸，碱，盐，有机物等。
第二步，把含义最广泛最有包容性的概念放在图的顶端，注意概念的背景或了解概念出现的顺序。
第三步，继续往下写以增多更多具体概念。任何一个概念下面不要有三个以上连接概念，用线条把概念连接起来，并用连接词注明连线。概念间的连线可以单向，双向或无方向，连接词语能说明两个概念之间的关系。
第四步，寻找概念图不同部分概念之间交叉连线的联结，并标明连接线。
第四步，把说明概念具体列在概念旁。
如物质组成部分复习
1．分子、原子、离子——微观概念，说明物质的微观构成。
A、分子是保持物质化学性质的一种微粒。（单原子分子、双原子分子、多原子分子）
B、原子是化学变化中的最小微粒。（不是构成物质的最小微粒）
C、离子是带电的原子或原子团。（基：中性原子团）
2．元素——宏观概念，说明物质的宏观组成。
元素是质子数相同的一类原子的统称。
质子数相同的微粒不一定是同一种元素，因为微粒的含义要比原子广泛。
3．核素——具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子
同位素——具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素
同素异形体——同种元素形成的结构不同的单质
5、如何在课堂上实践概念图教学
方法一，师生共建，教师引领学生，将概念与概念的内在联系设计成问题，边提问边构建，比较适合复习的初期或新章节教学。
如铁知识概念的建立，以问题为引导，促进旧知识回忆，整合，展开意义学习。
1、（2003年全国，33）用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。
方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制NaOH溶液反应制备。
⑴用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。
⑵除去蒸馏水中溶液解的O2常采用 的方法。
⑶生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样的操作的理由是 。
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
⑴在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
⑵在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
⑶为了制得白色Fe（OH）2 沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。
⑷这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 .
推断上图中各物质：
通过两个例题分析，进行题后知识点整理成概念图
方法二，学生课堂限时建立，让学生先独立完成，然后同桌之间或分组讨论，最后教师点评，充分利用学校的多媒体的教学设备投影多组构建的概念图。从中比较优缺点，使学生在发现中学习，学习中发现问题。
铁的知识概念图建立，通过学生阅读课文以及回忆旧知识，课堂布置限时完成，提示按单质（Fe）、氧化物(Fe2O3 FeO)、碱(Fe(OH)2 Fe(OH)3、盐(FeCl2 FeCl3)进行构建.利用实物投影仪将每组抽一名同学进行投影比较，全体同学讨论，按回忆，巩固，知识块建立模式进行复习。
方法三，让2-3名同学到黑板绘制，其余同学独立思考，教师可从学生绘制过程了解其思维发展过程。还可让学生代表组完成，不足之处让组员到黑板补充、修正，开展组之间竞赛。从构建的时间、内容正确性，排列的科学性以及美学等方面作出评价。调动学生的积极性与参与度，活跃课堂气氛，并及时发现问题。
方法四，课前预先构建，课堂交流。受时间限制，教学任务完成等多种因素，课前先布置某一知识块，要求学生利用课余时间自己建立，分组讨论建立，查阅资料建立。课后建立给学生更多时间与活动空间，但要防止学生简单的抄袭资料，在复习中无法形成较好的印象，记忆不深，评价时要让学生说建立依据，关系网络特点，存在问题。
如铁复习前布置学生课前构建铁知识点概念图，下一节课堂上进行交流。着重突出重点知识点、难点知识点、常考知识点、易错知识点、与其他知识点关联（如与氯知识点，铝知识点等纵向联系）。
概念图教学是在教师的指导下，探索建构学生的化学认知结构的过程。在高三复习中，学生绘制的概念图是学生个人的知识经验与智力活动（智力因素与非智力因素协调的过程）相融合的结果，它是通过学生主体对学科知识结构进行积极的思维内化而逐渐形成的，为形成化学学习能力搭建一个“脚手架”。概念图教学能促进学生的意义学习、合作学习和创造性学习，最终使学生学会学习；有效地改变学生的认知结构，帮助学习者建立结构化的知识块，提高教学效果。
参考资料：
1、化学课程与教学论 裴新宁主编
2、中小学教材教学法2005第12期概念图与化学教学策略的最优化 李哉平
