教学研究图示教学法在化学概念复习教学中的应用

薛青峰

“图示教学法”是以图形为主要载体，通过揭示某事物现象与本质之间的内在关系或某事物与其他事物之间的逻辑联系，促进学生对所学知识的理解和掌握，从而寻求解决问题思路的一种教学策略。由于图形和文字相比，具有更加形象、更加直观等特点，同时又具有高度概括性，可以说“零散知识系列化、抽象问题具体化、复杂过程简明化”是图示教学法的最大特点，便于记忆和易于理解也就成了图示教学法的突出优点，这一点与化学复习课教学目标是高度一致的，因此广大中学化学教师在日常教学活动中或有意、或无意地都在使用图示教学法。

化学概念是在特定情境或需求中而形成的，为了全面而深入地阐释某一研究对象，需要从不同角度和维度对其进行分类研究，这样就会形成多组既相互独立又相互交叉的概念，因此化学概念不会孤立地存在，而是与其他化学概念相互作用共同编织起化学学科体系，可以说化学概念是化学学科大厦的基石。正确理解化学概念的内涵和外延、准确把握化学概念与其相关概念之间的关系是应用有关概念解决相关问题的先决条件，也是学好化学的前提，因此它也成为化学概念复习课的主要教学目标之一。本文就图示教学法在化学概念復习教学中的应用谈谈自己的体会和认识。

化学相关概念之间的关系类型主要有种属关系和衍生关系两大类情况，由于这两类关系形成的条件不同，因此在用图示表示的时候就会形成不同的示图形态。

一、种属关系——属概念与其下多个种概念之间的相互关系

图示法一个显著特点是比较容易获得明确的概念外延，以便于和其他相关概念加以比较和分析，厘清各相关概念之间的关系（包含关系、并列关系、交叉关系等），从而有利于学生更加准确理解相关概念。

对于按照单一标准进行分类的各个种概念之间的关系比较简单，它们之间属于并列关系，不存在交叉或包含现象，因此通常可用数轴或饼图形式来呈现。例如有关属概念“分散系”下的三个种概念之间的关系可用图1来表示。

但是化学中更常见的是研究者将同一研究对象根据实际需要按不同的标准进行分类，这样就形成了同一属概念下多组相互交叉的种概念。在具体教学中，教师可以根据这些概念的外延进行适当的空间布局，设计成一张有意义的示图，以帮助学生厘清它们间的相互关系。

例如，在复习有关化学反应时，用图2直观地呈现出各反应类型之间的相互关系：氧化还原反应与非氧化还原反应是对立关系，即非此即彼的关系，其中置换反应一定属于氧化还原反应，而复分解反应一定是非氧化还原反应，至于化合反应和分解反应要视具体情况而定，而虚框表示离子反应，它清楚地表明了离子反应与四个基本反应类型之间的关系。

又如，中学阶段化合物分类方法有多种，其中按物质组成和性质（分为酸、碱、盐、氧化物）与按溶液中或熔融状态下能否导电（分为电解质和非电解质）是中学化学教学重点，它与学生的离子方程式书写能力息息相关。在进行物质分类复习教学时，将它们进行归纳整理形成图3所示知识体系，该体系不仅告诉学生酸、碱、盐都是电解质，只有部分氧化物（金属氧化物和水）属于电解质这一事实，同时也让学生明白电解质除了酸、碱、盐、氧化物外还可以是其他类别物质（如酚类、醇钠等）这一事实，从而加深学生对酸、碱、盐、氧化物与电解质之间关系的认识。

用图示法表示同一属概念（上位概念）下多组种概念（下位概念）间的关系时，关键在于组织者必须能够准确把握每个种概念的内涵和外延，然后将它们合理排布在同一区域之内（该区域表示的是同一属概念）。如果两组概念的上位概念不同，则不可以用上述图示表示。

二、衍生关系——中心概念与其衍生概念间的相互关系

为了更加全面地研究某一事物，常常会从不同角度进行研究，这样就会产生一系列衍生品，表现在学科体系上就是从中心概念衍生出一系列相关概念，所有这些衍生概念都是为了丰富中心概念之内涵。因此这些衍生概念与中心概念之间一定是通过某一研究方向或研究思路而产生联系的。

例如：物质的量（n）是化学学科的一个核心概念，它是沟通宏观物质数量和微观粒子数目之间的桥梁。由于微观粒子数目是无法通过测量手段直接获取的，而常常是通过测量物质的某一宏观量再通过它们之间的换算关系来间接获得。为了便于测量宏观物质的数量，在实际操作中，气体或液体（包含溶液）通常测量其体积，而固体通常称量其质量，根据实际测量的物理量核心概念间的联系分别产生了三个衍生概念（气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度），它们之间的逻辑关系可以用图4加以阐述，它直观地表示出“宏观测量值”与“微观粒子数”之间是如何通过中心概念“物质的量”实现了统一：在宏观测量值中只有“质量”与“微粒数”之间呈现恒定关系，即只与物质种类有关，而不受外界因素影响，它是“宏观测量值”的代表，其它测量值都可以通过一定关系换算成“质量”来实现与“微观粒子数”之间的联系。至于标准状况下气体的体积与物质的量之间的关系其实只是一种特例；关于溶液的体积完全可以理解为溶质分散的空间，这样的话，溶质的物质的量浓度与气体摩尔体积本质含义就一致了：都是表示微粒数与其所占空间（即体积）的关系。

笔者在听课中，发现不少教师所建构的关系图如图5所示，此图初看起来也将中心概念“物质的量”与它的三个衍生概念架构起了桥梁，但这关系图其实只有 “肉体” 存在而不具有“灵魂”，它只是从数学角度出发将n与Vm、M、c（B）之间的变换关系进行连接，而没有展示出它们之间的本质联系，因此它只有数学含义而失去了化学意义。此外又有多少学生能记住示图中各种量之间相互转换的运算符号呢？所以此图对学生记忆和理解n与Vm、M、c（B）之间的关系并没有大的帮助。

用图示法展示中心概念和衍生概念之间的关系时，核心是要帮助学生建立起有意义的联系。建构者首先要弄清产生衍生概念的动机，即衍生概念表达的内容所蕴含的价值，它是沟通中心概念与衍生概念的桥。

综上所述，“图示”不仅能优化学生的知识结构，还能促进学生对化学知识间关系的认识，有利于培养学生学习化学的兴趣和能力。也应注意利用图示教学法进行有关化学概念复习教学时，切忌将化学概念简单罗列与堆砌，教师必须弄清大概念和小概念之间的关系（是种属关系还是衍生关系），在此基础上，寻找到相关概念间质的联系和区别，建构起有化学意义的图示，增强学生对概念的理解，真正减轻学生的记忆负担，从而达到教学效果的最优化。

（收稿日期：2016-07-15）