用概念圖創(chuàng)設(shè)化學(xué)學(xué)習(xí)支架促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

陳 瑤

（蘇州第十中學(xué) 江蘇 蘇州 215006）

支架式教學(xué)（也稱為“腳手架式教學(xué)”或“支撐點(diǎn)式教學(xué)”）源自于前蘇聯(lián)心理學(xué)家維果茨基的社會(huì)建構(gòu)主義理論和他的最近發(fā)展區(qū)理論。根據(jù)歐共體 “遠(yuǎn)距離教育與訓(xùn)練項(xiàng)目”（DGX）的有關(guān)文件，支架式教學(xué)被定義為：“為學(xué)習(xí)者建構(gòu)對(duì)知識(shí)的理解提供一種概念框架。這種框架中的概念是為發(fā)展學(xué)習(xí)者對(duì)問(wèn)題的進(jìn)一步理解所需要的，為此，事先要把復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解，以便于把學(xué)習(xí)者的理解逐步引向深入?！彼且环N以學(xué)生為中心，利用情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)目的的教學(xué)方法。

“概念圖”用節(jié)點(diǎn)代表概念、用連線表示概念間關(guān)系。概念圖能夠通過(guò)提供可視化結(jié)構(gòu)的方法來(lái)呈示關(guān)鍵概念和認(rèn)知圖式，深刻揭示出不同事物或知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系或差異對(duì)比，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)者在思考和解決問(wèn)題時(shí)養(yǎng)成特定的認(rèn)知途徑和思維圖式。因此，概念圖能夠成為一種促進(jìn)學(xué)習(xí)者養(yǎng)成特定認(rèn)知模式的思維可視化支架［1］，用可視化方式對(duì)信息或概念進(jìn)行描述、對(duì)比、分類、排序、推理或決策，并呈現(xiàn)思維過(guò)程，尤其適合支持學(xué)生的高級(jí)思維活動(dòng)，如解釋、分析、綜合、評(píng)價(jià)等。在化學(xué)課堂教學(xué)及課后學(xué)習(xí)指導(dǎo)中，我嘗試用概念圖設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架，創(chuàng)設(shè)情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用和首創(chuàng)精神，優(yōu)化知識(shí)體系的意義建構(gòu)，從而促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

一、應(yīng)用概念圖設(shè)計(jì)問(wèn)題型學(xué)習(xí)支架

問(wèn)題型學(xué)習(xí)支架是學(xué)習(xí)過(guò)程中最為常見的支架，用概念圖表征問(wèn)題支架可以避免繁瑣的語(yǔ)言文字，簡(jiǎn)潔明了，主題突出，結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，適宜學(xué)生自主學(xué)習(xí)。例如在烴的衍生物復(fù)習(xí)課前，讓學(xué)生先自主填寫烴的衍生物通式和化學(xué)性質(zhì)的表格。課堂上，為完成復(fù)習(xí)烴的衍生物官能團(tuán)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，熟練解答有機(jī)框圖推斷題。設(shè)計(jì)下列問(wèn)題支架。

支架1：請(qǐng)學(xué)生把溴乙烷、乙醇、乙醛、乙酸和乙酸乙酯填寫在適當(dāng)?shù)目驁D內(nèi)。

圖1烴的衍生物相互轉(zhuǎn)化

支架2：由1，2，5轉(zhuǎn)化關(guān)系，設(shè)計(jì)如下鹵代烴，請(qǐng)學(xué)生在方框中填寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

圖2 鹵代烴、醇、烯烴三角轉(zhuǎn)化1

支架3：什么結(jié)構(gòu)的醇和鹵代烴能發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴？在下列方框中用結(jié)構(gòu)式表示。

圖3鹵代烴、醇、烯烴三角轉(zhuǎn)化2

支架 4：由 2，3，4轉(zhuǎn)化關(guān)系，在方框中填寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

圖4 醇、醛、羧酸轉(zhuǎn)化1

支架5：什么結(jié)構(gòu)的醇能氧化成醛，最后氧化成羧酸？在下列方框中用結(jié)構(gòu)式表示。

圖5 醇、醛、羧酸轉(zhuǎn)化2

支架 6：由 2，4，6轉(zhuǎn)化關(guān)系，在方框中填寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

圖6 醇、羧酸、酯三角關(guān)系

經(jīng)過(guò)以上用概念圖表示的問(wèn)題支架一步步引導(dǎo)，問(wèn)題環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)，激發(fā)起學(xué)生的求知欲。學(xué)生從典型代表物的轉(zhuǎn)化研究逐步過(guò)渡到一般烴的衍生物相互轉(zhuǎn)化研究。在此，概念圖以結(jié)構(gòu)性、可視性的鮮明特征提供由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由特殊到一般的思維支架，學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中鍵的斷裂和鍵的形成的理解逐步深入，形成了有機(jī)化學(xué)反應(yīng)學(xué)習(xí)的基本思維模式。在學(xué)生理順烴的衍生物之間的相互關(guān)系及官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征后，請(qǐng)學(xué)生獨(dú)立思考或小組討論，在課后把烴的轉(zhuǎn)化補(bǔ)充入上述概念圖中，形成完整的有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

二、應(yīng)用概念圖設(shè)計(jì)范例型學(xué)習(xí)支架

范例是符合學(xué)習(xí)目標(biāo)要求的學(xué)習(xí)成果 （或階段性成果），往往包含了特定主題的學(xué)習(xí)中最重要的探究步驟或最典型的成果形式。用概念圖設(shè)計(jì)范例學(xué)習(xí)支架能構(gòu)造一個(gè)清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，便于學(xué)習(xí)者對(duì)整個(gè)知識(shí)架構(gòu)的掌握，直觀快速地把握一個(gè)概念體系，有利于直覺思維的形成，促進(jìn)知識(shí)的遷移，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到很好的引導(dǎo)、示范作用。

例如，元素化合物知識(shí)模塊是高中化學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是高考的重點(diǎn)知識(shí)。由于無(wú)機(jī)化合物內(nèi)容多而雜，學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)時(shí)會(huì)覺得細(xì)枝末節(jié)的知識(shí)點(diǎn)太多，考試時(shí)往往由于一個(gè)或兩個(gè)小知識(shí)點(diǎn)遺忘了，而不能得到正確答案。在化學(xué)必修1鈉的新課學(xué)習(xí)中，教師就可以為學(xué)生構(gòu)建如圖所示的元素化合物學(xué)習(xí)模板：

圖7鈉的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途概念圖1

在鈉單質(zhì)的學(xué)習(xí)中，先向?qū)W生展示鈉的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、用途的簡(jiǎn)單模板（圖7），然后在此基礎(chǔ)上輻射擴(kuò)展出去（圖8）。在學(xué)完鈉的單質(zhì)后，鈉的化合物及其他元素化合物都能依此為模板，建構(gòu)元素化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。教師可以指導(dǎo)學(xué)生使用Inspiration軟件畫概念圖。Inspiration軟件操作簡(jiǎn)便，靈活易改。在課后自主學(xué)習(xí)中，學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手，運(yùn)用自己對(duì)元素化合物知識(shí)的理解創(chuàng)作出獨(dú)特的概念圖作品。隨著同伴間、師生間的交流討論和學(xué)習(xí)的深入，可以不斷改進(jìn)和優(yōu)化概念圖。因此，學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化合物知識(shí)的掌握不再死記硬背，有效改變無(wú)機(jī)化合物知識(shí)內(nèi)容龐雜、難以長(zhǎng)久記憶的特點(diǎn)，做到知識(shí)的同化和順應(yīng)。

圖8 鈉的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途概念圖2

三、應(yīng)用概念圖設(shè)計(jì)向?qū)蛯W(xué)習(xí)支架

向?qū)椭Ъ埽ㄒ嗫煞Q為指南）是問(wèn)題、建議、范例等片段性支架根據(jù)某個(gè)主題的匯總和集合。用Inspiration概念圖軟件設(shè)計(jì)向?qū)蛯W(xué)習(xí)支架，可以插入圖片、視頻、音頻文件，可以鏈接網(wǎng)絡(luò)，具有可視化、結(jié)構(gòu)化、多媒體和網(wǎng)絡(luò)化特征。一個(gè)用概念圖設(shè)計(jì)的向?qū)蛯W(xué)習(xí)支架就是一個(gè)可擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)化學(xué)課件，對(duì)學(xué)生的課堂內(nèi)外自主學(xué)習(xí)都是一個(gè)很好的導(dǎo)航。例如我用Inspiration軟件設(shè)計(jì)了離子晶體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的向?qū)蛯W(xué)習(xí)支架。

圖9離子晶體概念圖

贊可夫認(rèn)為：“扎實(shí)地掌握知識(shí)，與其說(shuō)是靠多次重復(fù)，不如說(shuō)是靠理解?！痹陔x子晶體中氯化鈉和氯化銫是兩個(gè)重要的晶體模型。這兩種晶體模型的學(xué)習(xí)都是使用均攤法的結(jié)構(gòu)思想方法。依據(jù)上述概念圖，學(xué)生在初次建構(gòu)知識(shí)體系時(shí)就能清晰把握核心思想，有利于培養(yǎng)觀察、分析、推理、演繹等能力。此外，概念圖軟件能輕松地插入圖片、超鏈接各種模型動(dòng)畫、網(wǎng)頁(yè)，使得抽象的晶體結(jié)構(gòu)直觀化、可視化。在離子晶體課前準(zhǔn)備、課后練習(xí)中我超鏈接網(wǎng)頁(yè)，供學(xué)生學(xué)前預(yù)習(xí)和學(xué)后鞏固。拓展視野超鏈接“晶體之星”網(wǎng)絡(luò)資源，增加了課堂教學(xué)信息，使學(xué)生的視野更寬廣。因此，這樣一個(gè)理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過(guò)概念圖搭建學(xué)習(xí)支架，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，可以順利完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

要有效運(yùn)用概念圖促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，除了要靈活應(yīng)用多種學(xué)習(xí)支架外，還要?jiǎng)?chuàng)設(shè)好協(xié)作、會(huì)話的學(xué)習(xí)環(huán)境。建構(gòu)主義把社會(huì)性交互作用視作學(xué)習(xí)的重要組成部分。學(xué)習(xí)者處于“實(shí)踐共同體”［2］，會(huì)獲得該共同體具體體現(xiàn)的信念和行為，會(huì)由新手或初試者轉(zhuǎn)變?yōu)槭焓只驅(qū)＜?。在我任教的班?jí)中，我以“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)”為原則對(duì)學(xué)生進(jìn)行編組。在適當(dāng)?shù)恼n題中，我布置學(xué)習(xí)小組先個(gè)人畫概念圖，再小組交流、討論，改進(jìn)概念圖。例如在合成氨工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇新課后，我布置學(xué)生畫出合成氨生產(chǎn)條件選擇的概念圖。在預(yù)習(xí)新課內(nèi)容后一位小組成員用Inspiration軟件畫了圖10，在學(xué)習(xí)小組討論、協(xié)商后修改成為圖11。

圖10 工業(yè)合成氨條件的選擇（前）

圖11 工業(yè)合成氨條件的選擇（后）

這位小組成員在課前預(yù)習(xí)中用概念圖表示出了合成氨工業(yè)的溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑的生產(chǎn)條件。在經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)小組共同探討中，他用概念圖直觀清晰的表示出從反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理選擇現(xiàn)有生產(chǎn)條件的原因，并且能區(qū)別和聯(lián)系幾種外界條件對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的異同。由此可見，通過(guò)學(xué)習(xí)小組的協(xié)作和對(duì)話，學(xué)生能根據(jù)小組討論、協(xié)商的反饋信息集思廣益，來(lái)主動(dòng)深化對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)，完成知識(shí)、意義的主動(dòng)建構(gòu)。

因此，用概念圖設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架，創(chuàng)設(shè)情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境，要緊緊圍繞發(fā)揮學(xué)生首創(chuàng)精神、將知識(shí)外化和實(shí)現(xiàn)自我反饋三個(gè)自主學(xué)習(xí)要素，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自始至終處于主動(dòng)地位，主動(dòng)提出問(wèn)題、思考問(wèn)題，主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)、改正錯(cuò)誤，找出解決問(wèn)題的方法。這樣，概念圖才能促進(jìn)對(duì)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。

［1］ 熊頻，胡小勇．可視化思維支架：概念圖研究新視角［J］．信息技術(shù)教育，2005（10）

［2］王麗霞．支持建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的概念圖的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究［D］．華東師范大學(xué)2001碩士論文