图式盘理论在实验教学中的应用

杨惠兰　易平安

中考化学实验的考查突破了以往单纯的考查实验基本操作，实验原理、实验步骤、实验现象等靠死记硬背得分的考试模式，重视考查学生对实验原理的理解， 以及运用实验知识设计实验、分析解决新的实验问题的能力。

中考的几大知识模块中，化学实验是必不可少的模块之一，且中考中所占分值也很大。临近中考，由于时间紧，实验室药品相当有限，若要重做实验是不可能的。但还要争取提高实验复习效率，做到中考实验几乎不丢分。我们认为利用实验图式理论复习。既省时，又省力。利用不到三节课的时间就可达到教学目的。让学生在玩中学，学中玩。其乐无穷。不仅培养了学生正向思维和逆向思维的能力；而且培养了学生发散思维和收敛思维的能力。同时也重视了对学生思维品质的培养，提高学生思维的敏捷性，严密性和整体性。如：在复习氧气的制取时，复习程序如下：首先教师让学生找到氧气制取的指针，其次教师说明制取氧气所需的药品高锰酸钾，让学生从第二个圆中找到所需仪器。最后，教师让学生从第三个圆中找到制取氧气的发生装置图、收集装置图及制取装置图。以上活动是在小组比赛中展开的。

一、实验图式理论的基础及构成

实验图式理论是一种用来组织与表征实验知识的有用工具。它将基本的实验名称、实验所需仪器、实验装置三者有机的结合起来。这三部分知识同用三个半径不同的同心圆组织在同一个盘上，半径最小的圆由8个指针组成，分别写着氧气的制取，二氧化碳的制取，木炭还原氧化铜，给液体加热，蒸发、过滤、粗盐的提纯、溶液的配制。第二个同心圆上写的是初中化学常见的实验仪器名称和对应的仪器图。第三个大圆上画的是8个基本实验组装图及气体发生装置图、收集装置图。且将实验操作时的注意事项全都渗透在装置图中，一看图全都一目了然。

二、实验图式理论在化学教学中的应用

1.用实验图式理论作为教学的先行组织者

只有将新知识同化到学生已有的实验图中，有意义学习才会发生。先行组织者策略就是一个促使学生有意义学习的好方法。在演绎推理中首先出现范围较广的上位实验图，接着出现范围较狭窄的下位实验图。上课伊始，教师提出一种对新旧知识起连接作用的陈述，称之为“先行组织者。”以帮助学习者顺利地接受学习材料。先行组织的使命，一是把课的内容与学习者的认知结构联系起来，二是帮助学习者组织所学习的材料。实验图可以完成先行组织者的使命。

用实验图促进实验知识的整合。国外学者等通过研究发现，利用实验图有利于新旧知识的整合，有利于促进学生进行有意义学习：①对某一实验的新例做出概括，并能辨别出该实验的反例；②通过意义连接，能找到某一实验图的上位实验图，下位实验图及组合关系的实验图。③找出某实验与其他实验间的各种对应关系（意义连接）。④解决与某实验相关的实际问题。在教学中，为了帮助学生形成完整的认知结构。据此，引导学生绘制实验图就是一种最好的方法。例如，当学习完初中化学实验常仪器的使用后，教师可及时辅导学生绘制出试管的实验仪器图。

2.用实验图促进学生的高级思维发展与合作学习

学生要制作出好的实验图，必须弄清楚哪些是已有图，哪些是不同图，不同图之间是什么关系且相关到什么程度等问题，而这实际上是要求学生在实验水平上思考问题。

（1）应阐明学习行为的主体（学习者）；

（2）学习目标的编写应尽可能明确、具体；

（3）目标设计要有层次性，尽可能体现学习者的差异性。

3.实验图式盘可以培养学生的各种综合能力

特别是学生的发散思维能力和收敛思维能力。如：要练习实验室如何制取氧气的实验时，可以从学生的发散思维去解决问题。先思考所用药品，由药品出发，根据药品选仪器，然后由仪器组装发生装置和收集装置。再由发生装置和收集装置组装制取装置。然后进行反方向思维训练。由装置到仪器，由仪器到药品，到实验名称。

三、实验图式盘在农村学校化学教学中的优势显得尤为突出

农村学校，实验设备不好，实验条件差。实验药品又紧缺。因此，在第二学期，复习阶段，时间紧，任务重。要在短时间内，提高学习效率，势在必行。而实验部分，又是中考必考内容。此时，用实验图式盘复习实验部分，即省时，又省药品，又能提高学生学习效率，还能培养学生能力。真是好处多多。还有利于学生进行两人的小组合作。还便于不同组之间进行比赛。有利于培养学生的团队合作精神。例如：教师要复习常见仪器的名称、用途及注意事项。让每位学生都拿出自己的实验图式盘，边看图，边回忆，边思考。边交流。就可以很快复习过此部分内容。要复习气体的制取这部分内容时，教师说实验名称，学生说药品，说所需仪器，说发生装置和收集装。教师说实验注意事项。然后师生交换角色，进行不断地训练。用两节课的时间就可以将所有的实验进行全部复习。

通过我们多年的教学实践，发现利用实验图式盘讲解实验和复习实验，学生即爱听，又爱动手实践，教师说，学生练。学生说，教师练。师生互动，生生互动。课堂教学显得和谐，高效。省时、又节约药品。