概念圖教學(xué)方法在高中元素化合物教學(xué)中的有效性探究

化學(xué)是一門對(duì)于不同物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及變化規(guī)律進(jìn)行研究的自然學(xué)科，作為高中化學(xué)主干知識(shí)的元素化合物與概念、理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)之間的關(guān)聯(lián)密切，同時(shí)在學(xué)科的綜合方面也發(fā)揮著其重要的載體作用。但是高中化學(xué)元素化合物知識(shí)，具有較高的邏輯性和較大的難度，這是學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中所存在的知識(shí)難點(diǎn)。而巧妙地運(yùn)用概念圖教學(xué)法正好可以解決這一學(xué)習(xí)難點(diǎn)，教師可以通過運(yùn)用知識(shí)內(nèi)容與基礎(chǔ)理論搭建的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖——概念圖，來幫助學(xué)生清晰、直觀地掌握每個(gè)知識(shí)環(huán)節(jié)所存在的密切聯(lián)系，通過反復(fù)練習(xí)加深記憶的過程，逐漸形成自己的化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)。下文就從概念圖教學(xué)在高中元素化合物教學(xué)中的重要作用及應(yīng)用這兩個(gè)方面著手，詳細(xì)介紹概念圖教學(xué)。

一、概念圖教學(xué)在高中元素化合物教學(xué)中的重要作用

化學(xué)概念圖是基于美國著名的教學(xué)心理學(xué)家奧蘇伯爾的有意義學(xué)習(xí)理論，它強(qiáng)調(diào)的是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的先前知識(shí)對(duì)于構(gòu)成化學(xué)概念圖的重要性。主要表現(xiàn)為以下三個(gè)方面：①將概念清晰地以語言及與學(xué)生先前知識(shí)有關(guān)的學(xué)習(xí)材料的例子呈現(xiàn)；②必須是學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)掌握的知識(shí)；③學(xué)生必須有目的地學(xué)習(xí)。

在傳統(tǒng)的化學(xué)課堂中，整節(jié)課都在強(qiáng)調(diào)教師教學(xué)的過程，學(xué)生則處于相對(duì)被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)下，死記硬背元素性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、反應(yīng)方程，所學(xué)到的化學(xué)知識(shí)散亂且易混淆，嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)效率。而概念圖教學(xué)法不僅能夠有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的整體性，幫助學(xué)生建構(gòu)適合自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，還能有效提高教師的教學(xué)質(zhì)量。

1.概念圖是教學(xué)設(shè)計(jì)的有利輔助工具。新課改大背景下，化學(xué)教師都在不停地學(xué)習(xí)進(jìn)步，逐漸摒棄有弊端的傳統(tǒng)教學(xué)模式，開始接受并使用新型教學(xué)方法，如利用概念圖教學(xué)法設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。教師在備課的過程中，不僅要根據(jù)章節(jié)知識(shí)特點(diǎn)，制作面向全體學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，幫助學(xué)生更加直觀且清晰地觀察并輕松掌握及吸收要學(xué)習(xí)的知識(shí)概念、含義；還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解建構(gòu)自己的知識(shí)概念圖，這一方面有利于加深學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)的掌握程度，另一方面有利于教師通過學(xué)生自己的概念圖及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，合理安排教學(xué)重難點(diǎn)，進(jìn)一步提高教學(xué)效率。

2.概念圖有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。傳統(tǒng)的化學(xué)課堂上，教學(xué)側(cè)重點(diǎn)就是要求學(xué)生死記硬背化學(xué)公式、概念、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，嚴(yán)重制約著學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。新課改則要求教師在化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力，促進(jìn)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。在利用概念圖教學(xué)方法進(jìn)行授課的過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、搜集學(xué)習(xí)資料構(gòu)建概念圖，在構(gòu)建和完善概念圖的過程中學(xué)生處于主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)。這樣不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)還能提高學(xué)生思考和創(chuàng)造的能力，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和理解。

二、概念圖教學(xué)在高中元素化合物教學(xué)中的應(yīng)用

在元素化合物的知識(shí)中，不同性質(zhì)的知識(shí)點(diǎn)之間都存在著緊密的聯(lián)系。這就要求學(xué)生在遇到新的知識(shí)點(diǎn)后，不僅要了解和掌握其概念，深入體會(huì)該知識(shí)內(nèi)涵，還要及時(shí)進(jìn)行知識(shí)外延，把新的概念置于已有的概念體系中，并與其他知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，進(jìn)行知識(shí)概括和總結(jié)。這個(gè)過程不僅是學(xué)習(xí)新知識(shí)的過程，同時(shí)也是一個(gè)復(fù)習(xí)的過程。由此可見，概念圖教學(xué)在高中元素化合物教學(xué)中的價(jià)值和意義非比一般。

1.概念圖教學(xué)授課策略。在進(jìn)行新的章節(jié)學(xué)習(xí)時(shí)，化學(xué)教師需引導(dǎo)學(xué)生充分做好課前準(zhǔn)備工作，通過預(yù)習(xí)新課內(nèi)容，結(jié)合自身對(duì)新知識(shí)的理解，把不同的知識(shí)內(nèi)容分層依次列出，要做到包含所有接觸到的知識(shí)點(diǎn)。教師在教學(xué)活動(dòng)過程中，還可以運(yùn)用多媒體等輔助教學(xué)工具，把概念圖展示給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)教師的概念圖與自己構(gòu)建的概念圖進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)并改正自己的不足之處，進(jìn)而深入理解和掌握本節(jié)課的知識(shí)。

如：在進(jìn)行非金屬元素硫的講解中，由于涉及多個(gè)概念及性質(zhì)，為了有效幫助學(xué)生掌握不同的知識(shí)點(diǎn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從化合價(jià)的角度，從-2價(jià)、0價(jià)、+4價(jià)、+6價(jià)之間的遞增，對(duì)應(yīng)的S2-主要以還原性為主，中間價(jià)態(tài)的S和SO2、SO32-既具有氧化性，又具有還原性，而高價(jià)態(tài)的濃硫酸具有強(qiáng)氧化性這條線展開，并引導(dǎo)學(xué)生圍繞其構(gòu)建概念圖。

通過構(gòu)建這樣的概念圖，學(xué)生能夠更加清晰地看到各類硫化物的性質(zhì)之間的聯(lián)系，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和記憶。

2.概念圖教學(xué)復(fù)習(xí)策略。

高中階段的化學(xué)知識(shí)復(fù)雜難懂，知識(shí)點(diǎn)之間的相似度較高，學(xué)生在第一遍的學(xué)習(xí)過程中非常容易出現(xiàn)知識(shí)混淆，致使知識(shí)點(diǎn)難以掌握。因此，第二遍的復(fù)習(xí)過程對(duì)于學(xué)生來說非常關(guān)鍵，一定要想辦法提高學(xué)生在復(fù)習(xí)階段的學(xué)習(xí)效率。教師在帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)的過程中需要將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化、深入化地梳理，幫助學(xué)生完善自己的概念圖，在吸取精華的基礎(chǔ)上掌握更加深刻的概念。

如：在復(fù)習(xí)鐵的性質(zhì)時(shí)教師可以先提出問題：

（1）實(shí)驗(yàn)室配制、保存FeSO4溶液時(shí)，應(yīng)采取哪些措施？為什么？

（2）在配制FeCl3溶液時(shí)，為什么常把FeCl3晶體溶于6mol·L－1的鹽酸再加水稀釋到所需濃度？

（3）利用FeSO4溶液和NaOH溶液制備Fe（OH）2，回答下列問題：

①NaOH溶液應(yīng)加熱煮沸，目的是什么?

②為了防止生成的Fe（OH）2被氧化，應(yīng)在液面上方加什么？

（4）怎樣檢驗(yàn)?zāi)澄粗芤褐泻蠪e2＋而不含F(xiàn)e3＋？

（5）如何檢驗(yàn)?zāi)宠F的氧化物中既含有二價(jià)鐵，又含有三價(jià)鐵？

在教學(xué)中，本課題小組選取玉門一中的高一同層次兩個(gè)班，一個(gè)作為實(shí)驗(yàn)班，一個(gè)作為對(duì)照班，進(jìn)行了兩次元素化合物的綜合測試。

表1（第一次成績統(tǒng)計(jì)）：期中元素化合物測試成績比較

表1分析結(jié)果：實(shí)驗(yàn)班相較對(duì)照班成績差異顯著，實(shí)驗(yàn)班均分高5.2分且標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)小一些，充分說明實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生之間的平均差異較小，學(xué)習(xí)的整體質(zhì)量較高。

表2（第二次成績統(tǒng)計(jì)）：期末元素化合物測試成績比較

表2分析結(jié)果：實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班的成績差異加大，實(shí)驗(yàn)班均分高9.2分且標(biāo)準(zhǔn)差更小，整體學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)一步提高，兩個(gè)班級(jí)之間的成績差異性顯著。

表3 兩次考試成績各分?jǐn)?shù)段人數(shù)統(tǒng)計(jì)比較

表3分析結(jié)果：實(shí)驗(yàn)班的高分人數(shù)明顯增加，低分人數(shù)明顯減少，整體學(xué)習(xí)效率顯著提升。

綜上所述，在高中元素化合物教學(xué)中運(yùn)用概念圖教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)可以很大程度地提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師只有在不斷提升自身教學(xué)素養(yǎng)、加強(qiáng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新教學(xué)方法的前提下，在面對(duì)不同認(rèn)知水平、能力、方法的學(xué)生時(shí)，才能游刃有余地做到因材施教進(jìn)行概念圖教學(xué)，并達(dá)到教學(xué)目的。教師在指導(dǎo)學(xué)生繪制概念圖的時(shí)候，要及時(shí)指出和強(qiáng)調(diào)構(gòu)建概念圖的注意事項(xiàng)，通過訓(xùn)練學(xué)生構(gòu)建概念圖，激起學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生從 “學(xué)會(huì)”轉(zhuǎn)變?yōu)?“會(huì)學(xué)”，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生扎實(shí)、有效地掌握所學(xué)知識(shí)。