高中化学教学中概念图的应用策略

化学基本概念存在于整个高中化学学习的全过程，是学习复杂化学知识的前提。然而，高中化学涉及大量概念，且关系错综复杂，学生学习时会认为化学概念是零散的，难以建立层次清晰、结构分明的知识网络。概念图作为一种可视化的教学策略，能够帮助学生理顺各种概念之间的关系，形成清晰的认知结构。本文旨在探讨概念图在高中化学教学中的应用策略，以提高学生的学习效率和思维能力。

一、概念图在高中化学教学中的作用

（一）促进知识整合

高中化学知识体系具有庞大、琐碎的特点，涉及物质的结构、性质、变化等多个方面。随着教学的推进，学生需要掌握的概念逐渐增多，在没有将众多知识点建立清晰联系的情况下，他们容易陷入思维混乱。概念图通过节点和连线的方式，将不同概念及其之间的关系清晰地呈现出来，帮助学生建立一个知识框架。在框架中，各个知识点被归类并串联起来，形成一个系统的认知结构，能够帮助学生更好地理解和记忆知识。

（二）提升思维能力

概念图通过节点和连线将化学中的各个概念以及相互之间的关系清晰地呈现出来，能够帮助学生梳理各个概念之间的逻辑关系，有助于培养他们的逻辑思维能力。概念图不仅是一种呈现知识的可视化工具，通过绘制概念图，还能激发学生的创造性思维和批判性思维。在绘制概念图的过程中，学生在确保知识理解正确的情况下，根据自己的理解和需要添加或修改节点和连线，有助于培养他们的创造性思维。绘制结束后，学生之间会相互对比，通过观察他人的概念图，思考自己绘制的概念图有哪些部分需要改进、哪些是优于其他同学的，在对比思考的过程中，学生的批判性思维得到锻炼。

（三）提高教学效果

概念图能够清晰地展示化学概念的结构和逻辑，帮助教师系统地梳理教学脉络。概念图将教学中各个概念以及它们之间的关系进行可视化呈现，能够帮助教师更准确地把握教学中的重难点，辅助教师制定科学的教学计划，从而提高教学的针对性和有效性。在课堂教学中，教师也可以利用概念图将复杂的知识点以直观、明了的方式呈现出来，降低学生的理解难度。通过观察学生绘制的概念图，还能有效展现学生的学习情况，有助于教师根据学生的学习情况及时提供针对性的指导。学生也可以通过概念图发现自己的知识空缺，从而进行针对性的学习和补充。

二、概念图在高中化学教学中的应用策略

（一）分阶段构建概念图，减轻认知负荷

高中化学知识体系庞大且琐碎，仅一节课程的教学内容就包含大量的知识点，而对于陌生、抽象的化学概念，学生往往难以在短时间内掌握。教师可以借助概念图，将课堂内的知识点清晰地呈现出来，但是如果将包含本节课程全部内容的概念图直接展示给学生，学生会抓不住学习重点，难以形成清晰、有序的思维逻辑，从而在学习的过程中产生认知负荷，导致学习效果不佳。因此，教师应采取分阶段构建概念图的教学策略，随着教学进度的推进逐步呈现相应的化学概念，帮助学生形成清晰的知识网络，减轻他们的认知负担，提高教学效率。

利用概念图进行教学可以将教学过程分为三个阶段，依次是基础阶段、拓展阶段和深化阶段。在基础阶段，教师将本课程的教学内容划分为几个独立的知识点进行教学，在每一个知识点教学时，先引导学生理解基本概念和原理，再通过课堂讲解、实验演示等方式，帮助学生建立对该化学知识点的初步认识，逐渐构建概念图，将本课程的局部概念图呈现出来。然后，按照以上教学方法依次完成其他局部概念图的构建。在拓展阶段，学生对各个知识点的基本概念已经有了基本了解，教师引导学生拓展概念图，通过提问、讨论等方式激发学生的思维，帮助他们找出概念之间的联系，利用连线、标注、划分层级结构等方式将所学概念进行关联，形成更完整的知识网络。在深化阶段，教师引导学生对概念图进行修正和完善，使其更加符合学生的认知结构，从而进一步加深学生对化学概念的理解。

例如，在人教版必修第一册第一章“物质的分类及转化”教学中，教师先简单介绍纯净物、混合物、单质、化合物等的化学概念，再详细讲解更细化的化学概念，如金属单质的概念、特点和举例，在此过程中构建起关于金属单质的概念图，随后依次构建非金属单质、酸、碱、盐等知识点的概念图。全部讲解完本课程的知识点后，教师带领学生将这些零散的知识点联系起来，如金属单质和非金属单质是并列关系，它们同属于单质；单质和化合物是并列关系，共同构成纯净物，同时引导学生利用连线、箭头将这些概念之间的关系表示出来，可以用文字标注，从而帮学生形成具有逻辑的知识结构。

在高中化学教学过程中分阶段构建概念图，能够帮助学生逐步深入理解化学知识，学生避免一次性接受过多信息而导致认知负荷。通过逐步呈现和整合化学概念，学生可以更加高效、更有逻辑地掌握化学知识，提高学习效率。通过概念图的构建，学生能够更加清晰地看到化学概念之间的联系与区别，有助于他们在解决实际问题时迅速回忆所学知识，实现知识的迁移和应用。

（二）互动式概念图制作，培养自主学习能力

教师可以在教学结束后布置制作概念图的学习任务，鼓励学生结合自己对知识点的理解，自行制作完整的概念图，培养他们的自主学习能力。考虑到个人制作概念图的难度较大，容易打击学生学习的积极性，教师可以采取互动的方式，即让学生通过思考、讨论和合作主动参与，这种方式能够在一定程度上降低制作难度，并且在与同学合作的过程中，学生能够提高学习的主动性，培养自主学习能力。

教师将学生分成小组，小组成员通过讨论共同确定概念图的布局、层级关系和连接词等。随后，教师将细化的知识点分配给各个小组成员，小组成员分工完成不同的局部概念图，经过小组讨论，结合之前确定的布局、层级关系和连接词等，最终将这些局部概念图连接成一个完整、系统、具有逻辑性的概念图。在学生制作概念图的过程中，教师可以给予他们适当的引导，帮助学生理清概念之间的关系，确保概念图的准确性和完整性。完成概念图后，教师鼓励各小组在课堂上进行展示和交流。通过观察其他小组的概念图，学生能够了解多种制作思路，从而拓宽自己的知识视野。在学生分享时，教师要记录其中的优点与不足，并进行总结，引导学生思考其中的亮点，并针对不足之处给出改进意见。

例如，在人教版必修第一册第二章“钠及其化合物”教学中，教师布置互动式绘制概念图的学习任务。小组成员共同回顾本节课程的主要知识点，包括钠的物理性质、化学性质、各种化合物的性质及用途等。经过讨论，小组将钠和钠的化合物作为一级概念，钠的物理性质、钠的化学性质以及不同化合物作为二级概念，再次细分的内容为三级概念。学生小组根据一级划分进行分工，有的成员负责绘制钠的物理性质概念图，有的成员负责绘制氯化钠的性质及用途概念图……在制作过程中，小组成员保持沟通，及时交流想法和困惑，确保局部概念图的准确性和逻辑性。所有成员绘制完成后，小组内部进行局部概念图的整合，根据之前确定的布局、层级关系和连接词，将这些局部概念图连接起来。在整合过程中，小组成员可以对概念图进行进一步完善与美化，如查漏补缺、添加颜色和图标等，提高概念图的可读性和直观性。在展示和交流环节，各小组在课堂上展示自己制作的概念图，并解释概念图的设计思路和制作过程。

互动式概念图的制作不仅能够培养学生的自主学习能力，还能够激发学生的学习兴趣。在自己动手制作概念图的过程中，学生能够更清晰地了解知识结构，从而更加深入地理解化学知识，提高学习效果。在小组讨论与合作中，学生需要相互协调、分工合作，这有助于培养他们的团队意识和协作能力。在制作和展示概念图的过程中，学生需要分析、比较和归纳各个概念之间的关系，这有助于培养他们的批判性思维和问题解决能力。

（三）概念图辅助复习和评估，提高复习效率

经过一个阶段的学习，学生已经基本掌握概念图的使用和制作方法。在复习阶段，教师可以利用概念图帮助学生梳理所学知识。死记硬背、题海战术等传统的复习方法虽然能够在一定程度上帮助学生记忆知识，但缺乏对知识结构和内在联系的全面剖析，而利用概念图建立层次清晰、结构分明的知识网络，能够帮助学生将零散的知识点连接起来，形成一个完整的体系，便于应用时进行记忆提取。并且将概念图应用于复习中，能够使复习进度更加有序、高效，避免盲目和重复，从而有效提高复习效率。通过制作概念图，学生能够快速实现知识体系的查漏补缺。同时，概念图的构建过程需要学生进行归纳、总结和联想，这有助于培养学生的逻辑思维、创造性思维和问题解决能力。

在复习阶段，教师与学生共同复习关键知识点后，鼓励学生就某一节内容构建相应的概念图，可以布置为课后作业或者设计包含概念图构建任务的测试卷，要求学生在不参考教材和其他学习资料的情况下，根据自己的记忆和理解自行绘制概念图。然后，教师将学生的绘制成果收集起来，通过分析能够大致了解学生的基础知识掌握情况，并进行针对性的指导。

例如，在人教版必修第一册第三章“铁及其化合物”的复习中，教师引导学生梳理相关知识点后，发放包含概念图构建任务的测试卷，让学生在一定的时间内完成并提交。通过分析学生绘制的概念图，教师发现学生在知识点的掌握上存在各种问题，如部分学生遗漏了关键知识点，忽略了四氧化三铁的磁性和颜色等物理性质，或者忽略了氢氧化铁在不同条件下的沉淀和溶解行为。对于这类知识的遗漏问题，教师在提醒学生补充记忆的同时，选择一些针对性的习题，以巩固对遗漏知识点的理解。部分学生可能存在概念混淆的问题，如将铁的氧化物与氢氧化物的性质混淆，或者将二价铁离子与三价铁离子的性质混淆。对于混淆概念的问题，教师应明确指出，并通过举例或实验演示的方式，帮助学生区分这些概念，并设计一些对比性的习题或实验，巩固学生对不同概念的理解。利用概念图进行查漏补缺，能够有效提高学生的复习效率，提高他们对“铁及其化合物”等关键知识点的掌握程度。

（四）整合多媒体元素，拓展理解和记忆深度

高中化学存在一些抽象的概念，如化学反应、化学键、分子结构等，文本形式的概念图难以将其呈现出来，教师可以使用图像、动画等多媒体资源，使抽象的概念形象化，降低学生理解难度的同时拓展学生的记忆深度。除了在概念图教学中引入动画促进学生理解，教师还可以引入实验视频，有助于增加学习的趣味性，提高学生的学习兴趣。

例如，在人教版必修第二册第六章“化学反应与能量变化”的教学中，化学反应和能量变化都是抽象的概念，使用文字难以帮助学生形成准确认知，教师可以在制作概念图时融合多媒体元素，提高教学的直观性。利用多媒体工具制作概念图时，教师首先确定概念图的主要部分，包括放热反应、吸热反应、化学键的断裂与形成、化学能与热能的转化等，并使用箭头、线条和文本框等元素将各个部分连接起来，形成一个清晰的概念图框架。其次，使用多媒体元素填充其中的具体知识点，例如，放热反应可以结合图像或动画展示镁条与盐酸反应过程中反应物的总能量、生成物的总能量以及能量的释放，并利用真实的实验视频加深学生的体验。再次，在放热反应和吸热反应的基础上强调能量守恒定律，并制作相应的动画，模拟化学反应过程中的能量流动与转化，展示能量守恒的实质。最后，在制作化学能转化为电能的概念图时，教师使用动画展示化学反应中通过电子转移直接形成电流的过程，同时结合实验视频验证能量转换的真实性，加深学生的记忆。

在融合多媒体元素时，教师应遵循适度原则，避免融入过多而分散学生的注意力，导致概念图起不到串联知识点的作用，同时要避免融入过少而达不到帮助学生理解的目的。多媒体元素的加入使概念图的呈现更加生动、直观，有助于学生更深刻地理解化学知识。同时，互动环节的设计可以对学生的学习起到引导和提示的作用，进一步加深了学生对知识的记忆。

三、结语

概念图在高中化学教学中的应用对于促进知识整合、提升学生思维能力和提高教学效果具有显著作用。分阶段构建概念图、互动式制作、辅助复习和评估以及整合多媒体元素等策略不仅能够有效减轻学生的认知负荷，还能培养其自主学习能力，提高复习效率。因此，在高中化学教学实践中，教师应继续探索概念图教学策略，以促进学生化学学科素养的全面提升，进一步推动高中化学教学质量持续优化。

（宋行军）