基于学科思维能力提升的知识网络建构策略

朱国定 张秀芝

摘要： 通过建构知识网络能提高学习效率、加深理解与引发深度学习。

以沪教版“金属的冶炼与利用”复习为例，启发和引导学生自主建构知识网络、多视角建构知识网络、应用知识网络解决问题，揭示和理解学科大概念本质，从而提升学科思维能力，实现学科价值导向。

关键词： 学科思维能力; 知识网络; 自主建构; 多视角建构; 解决问题

文章编号： 10056629（2022）07008504

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

心理学家认为，人的短时记忆容量有限，要想记牢某个新知识，必须对知识进行“精加工”，即赋予知识意义，将新知识嵌入到已有的知识网络中，运用知识解决问题以加深理解，从而实现同化与顺应。建构知识网络，是提高知识的有序化、网络化程度的重要手段。特别是复习课，运用好可以提高复习效率、加深理解和引发深度学习，促进学科思维能力的提升。

近期笔者所在市的优质课比赛中看到，几乎所有选手在进行“金属的冶炼与利用”复习时均设计了绘制知识网络（图1～图3）的环节。然而就笔者观察，面对教师精心建构的网络，学生反应平平。究其原因，主要是知识网络大多为教师自说自话，学生参与度不高;知识网络与旧知关联性不大，孤立，意义不强;建构好的知识网络束之高阁，没有应用，价值不大。针对上述现象，笔者建议启发和引导学生自主建构知识网络、多视角建构知识网络、应用知识网络解决问题，揭示和理解学科大概念，从而提升学科思维能力，实现学科价值导向。

1 让学生自主建构知识网络

再精致的网络图，如果没有学生参与，都只是“天书”，不会触动学生，更不会引发学生的思考，对掌握知识、提升思维无益。知识网络建构必须以学生为主体，通过准备、建构、交流、整合、迁移等过程（见表1），才能内化为属于学生自己的知识体系。

2 多视角建构知识网络

知识网络不是独立于学生经验之外的新知识，而是在总结、辨析、反思、联想的基础上建构成的。形成网络不是目的，促进生长才是宗旨。

学生建构的网络大多围绕着物质、变化展开，有局限性。化学学科的学习内容包括性质、变化、组成、结构、用途、制法等六个方面，应引导学生从不同视角建构，有利于突出学科大概念，加深对知识的理解，促进深度学习，培养学科思维。

2.1 “类别化合价”视角

分类学习是一种重要的学习方法。对物质进行分类，可以从宏观角度进行，如含有元素的种类、元素种类的多少、元素的化合价等;也可从微观角度展开，如微粒的种类、微粒的特性等。“价类二维图”（见图4）是从物质类别与化合价关系的角度关联相关物质，寻找变化规律，有助于理解“物质间的变化存在一定的联系”的学科大概念，培养学生的元素观与转化观。

2.2 “反应过程能量”视角

化学变化中不仅有新物质的生成，也有能量的变化。能量变化的形式通常表现为热量的变化。反应过程如有能量的放出，则生成物的能量总和一定小于反应物的能量总和。能量变化既是化学变化中的重要现象，也是化学学科研究的主要内容之一。从能量变化的视角看待反应过程（见图5），能帮助学生全面认识化学变化，有助于理解“化学变化中能量守恒”的学科大概念，培养学生的化学能量观。

2.3 “金属活动性冶炼方法”视角

金属活动性强弱的不同，影响着金属冶炼方法的选择，影响着人类使用各种金属的历史。通过建构“金属活动性与冶炼方法关系图”（见图6），可以拓宽学生的视野。从化学发展史的角度认识金属的性质关系，有助于理解“性质决定用途、制法、自然界中的存在形式”的学科大概念，培养学生的转化观与化学价值观[1]。

2.4 “合金的性质用途”视角

性质决定用途。学生在认识合金特性的时候，常常与用途割裂开来，不能对号入座。建立“性质与用途关系图”（见图7），引导学生认识实际应用，能加深对合金性质的理解，有助于理解“性质决定用途”的学科大概念，提升对学科价值的认识。

2.5 “金属的一生”视角

利用拟人化的方法，引导学生从金属“出生”到“去世”纵观其一生（见图8），能培养整体感知物质的能力。学习有“温度”的知识，提高情感认识，有助于理解“在一定条件下物质可以转化”的学科大概念，培养转化观。

3 应用知识网络解决问题

知识只有在用中才有价值。在实施基于思维能力提升的学科教学时，不仅需要建构知识网络，更需要充分利用知识网络的迁移价值，解决实际问题和学习新知，这样才能将知识内化到自身的知识体系中，促进学科思维能力的提升[2]。

3.1 依据知识网络解决问题

知识网络的建构既是根据逻辑和联想对知识进行梳理与整合，也包含了思维模型的建立。用模型解题能提高对学科理性的认识，增强对学科的理解。

从学生所建构的网络中，抽取一段，编制成题，引导学生从已有的体系中调取相关知识，考查掌握情况，提升思维能力。下面一道例题是从物质转化角度命制的试题，题设内容虽不多，但框圖简洁明了，包含了铁的氧化、酸溶，热还原炼铁、湿法冶金等知识，考查了物质转化、能量变化、化合价升降等思维内容。

例题： 已知铁及其化合物在一定条件下能发生下列转化。根据已学知识回答问题：

（1） 四个反应中，铁元素化合价升高的是。（填序号，下同）

（2） 反应①②③中，有能量释放的是。

（3） 写出能实现转化③的两个反应的化学方程式： 。

3.2 运用思维方式学习新知

初中化学除了学习一些身边的重要物质外，还涉及一些关联性较强的物质，如CaO等。二轮复习中，引导学生依据铁的性质、变化、制备、用途等网络图，建构氧化钙的性质及其与其他含钙化合物的转化关系图（见图9）[3]。

启发和引导学生建构知识网络，将思维可视化，重在运用逻辑关系和联想方法，发掘知识内涵，揭示学科大概念本质，引导学生求同求异，明晰因果，加强应用实践，从而提升学科思维能力。

参考文献：

[1]吴俊明， 吴敏. 化学课程中的能量与化学能量观——关于科学观念和科学观念教育的思考之六[J]. 化学教学， 2015， （1）： 7～11.

[2]缪徐. 试论初中化学核心知识网络的建构与内化[J]. 化学教学， 2016， （10）： 25～27.

[3]朱国定. 从核心素养培养角度看初中化学课堂教学的逻辑起点[J]. 化学教与学， 2017， （1）： 32～33， 92.