1、巧用“概念圖”進行高中生化學學科素養培養安順市第二高級中學 黃平英 摘要：在高中化學核心素養的導向下，教師利用概念圖的制作和使用過程，幫助學生從繁冗而雜亂的知識概念中找到概念間的內在關系，站在更高的角度來認識化學，形成變化觀念、模型觀念、證據觀念、獲得科學知識，培養學生責任感，形成化學學科素養。 關鍵字：學科素養 概念圖 化學教學什么是化學學科素養？教育部組織專家對化學學科素養進行了研討，得出化學學科素養包括了宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與平衡思想，證據推理與模型認知，實驗探究與創新意識，科學精神和社會責任。作為一名中學化學教師，我們如何來理解化學學科素養的這五個方面，并在平時的教學活動中關注

2、、實施和達成對學生學科素養的培養呢？我認為化學學科素養的五個方面，前兩點屬于概念能力培養的范疇，強調的是化學思維的養成，第三條和第四條是方法的培養，強調的是化學研究觀念的培養，而第五點則是人文素質的培養，強調的是嚴謹的科學精神和社會責任?；谏鲜鰧W科素養的內涵分析，我認為化學學科素養在教學過程中落地，可以借助概念圖的運用來實現。什么是概念圖？如何巧用概念圖來實現學科素養的培養。我將從兩個方面來進行解讀。一、什么是概念圖？概念圖是一種可視化認知工具。概念圖的發明者諾瓦克博士將概念圖定義為：使用節點代表概念，使用連線表示概念間關系的知識組織和表征工具。從定義上可以看出這種工具的特征包括：圖示化、

3、突出概念、突出概念之間的關系、突出概念之間的層次。 二、概念圖怎么實現化學學科素養的培養呢？下面從概念圖的制作、使用過程來進行說明。（1）概念圖的制作過程與化學學科素養。一般情況下，概念圖均為學生自主完成。分為如下流程：學生分組，根據要求列出相關概念作為節點，確定節點之間的從屬關系，調整、優化概念間的位置關系，擬定概念圖的橫向、縱向走勢，將概念圖用箭頭連接，并在連線上用連接詞標明兩者之間的關系。將各小組完成的概念圖在班級QQ群進行展示和評比。這樣一張概念題就完成了。學生分組和概念圖評比這一過程學生將學會合作、擔當、自我評價，欣賞同學的優點及認識自己的不足，為將學生培養成為有責任感的社會公民打下

4、了堅實的基礎。流程要求學生不僅知道概念圖涉及的知識點，還要求掌握知識點間的內在聯系，從本質上掌握各個概念，并且能將各概念間的關系用圖標進行表示。我們將概念圖的制作流程固定，讓學生形成了模型意識，利于形成科學的思考模式，這一模式體現了發現、思考、論證、創新的學科素養。（2）物質組成概念圖實現宏觀辨識與微觀探析。為了幫助學生從宏觀和微觀認識物質組成，形成宏觀辨識與微觀辨析的能力。我布置了一張物質組成概念圖的繪制作業。如圖1所示。圖1：物質組成概念圖通過物質組成概念圖的繪制，學生掌握了宏觀物質與微觀物質的聯系，在后續的學習過程中能夠通過宏觀辨析和微觀辨識判斷物質的屬性。比如化學計量在實驗中的應用這一

5、章節，高一學生在理解物質的量這一新物理量時比較困難，但是在繪制物質的組成概念圖后，學生能夠更快的通過物質的量這一聯系微觀粒子和宏觀物質的物理量進行判斷和運算。（3）巧用電解質專題概念圖感知變化觀念與平衡思想。水溶液中離子平衡是平衡思想和變化觀念在高中化學的集中體現，要求學生不僅能從概念上理解電離平衡、水解平衡，還能運用平衡思想和變化觀念分析溶液的性質及粒子的變化。但是學生在學習這部分知識的時候，單獨討論某個平衡問題沒有問題，但溶液中存在多個過程時，學生常常不會分析，更無從用相應的平衡觀念解決問題。當我意識到這個問題后，我又分配學生制作了一張電解質專題概念圖(圖2電解質專題概念圖)。利用此圖，能

6、讓學生在大方向上把握水溶液中離子平衡的解題方向及方法。圖2電解質專題概念圖存在于存在于存在于存在于存在于存在于電解質弱電解質存在部分存在強電解質水鹽類的水解平衡電離平衡存在于存在于不完全電離存在完全電離弱酸弱堿強酸弱堿鹽強酸弱堿鹽強酸弱堿鹽弱酸酸式鹽例如【2016年高考四川卷】向1L含0.01mol)NaAlO2和0.02molNaOH的溶液中緩慢通入二氧化碳，隨n(CO2)增大，先后發生三個不同的反應，當0.01mol<n(CO2) 0.015時發生的反應是：2 NaAlO2+ CO2+2H2O=2Al(OH)3+Na2CO3。下列對應關系正確的是（ ）選項n(CO2)/mol溶液中離

7、子的物質的量濃度A0c(Na+)>c(AlO2-)+c(OH-)B0.01c(Na+)>c(AlO2-)> c(OH-)>c(CO32-)C0.015c(Na+)> c(HCO3-)>c(CO32-)> c(OH-)D0.03c(Na+)> c(HCO3-)> c(OH-)>c(H+)這一道題考查的核心目的為學生能否利用平衡觀念和變化思想解決水溶液中離子平衡。此題的解答必須以變化思想做抓手，找到隨n(CO2)增大，溶液中反應的變化，從而得到溶液中溶質，再利用平衡思想解題。n(CO2)為0時，溶液中溶質為0.01mol/L NaAlO2

8、和0.02mol mol/L NaOH，既有強電解質的完全電解又有強堿弱酸鹽的水解平衡，易得出此時溶液中存在電荷守恒c(Na+)+ c(H+)=c(AlO2-)+c(OH-),A項錯誤；n (CO2)=0.01 mol時，恰好發生CO2+2OH-= CO32-+ H2O，此時溶質為0.01mol/L Na2CO3和0.01mol/L NaAlO2，此時存在強電解質的完全電離又有強堿弱酸鹽的水解平衡，根據越弱越水解得出水解程度(AlO2-)>c(CO32-)，因此溶液中c(CO32-) >(AlO2-)> c(OH-)。n (CO2)=0.015 mol時，恰好發生2 NaAl

9、O2+ CO2+2H2O=2Al(OH)3+Na2CO3，溶質為Na2CO3，強電解質完全電離，又存在碳酸根的水解平衡，因此有c(Na+)> c(CO32-)> c(OH-)> c(HCO3-)。n (CO2)=0.03 mol時，Na2CO3+ NaOH+ H2O =2 NaHCO3，D正確。學生借助自己畫出的概念圖，掌握了各種平衡發生的對象，并能根據變量找到溶液中的溶質，從而判斷出溶液中存在的平衡。通過水溶液中概念圖的制作和使用，提高了學生利用變化觀念和平衡思想分析化學問題的能力。獲得學習化學的信心和興趣，并將這種思想運用在生活中，用變化觀念和事物發展的普遍規律分析生活中

10、的事物。（3）巧用電化學專題概念圖進行證據推理與模型認知。電化學是氧化還原原理在生活實際中的應用，通過概念圖（圖3電化學專題概念圖）建立模型的方式讓學生對知識體系有基本認識，然后在此框架下將理論與實際相聯系，解決實際的電化學裝置問題。通過“模型意識”的構建，十分有利于學生日后的學習。惰性電極（Au、Pt、石墨）陰極（得電子、陰離子移向）陽極（失電子、陰離子移向）包含電化學裝置包含圖3電化學專題概念圖電解池判斷陰離子還原性強弱惰性電極還是非惰性電極非惰性電極電極反應Mn+ne-=M還原反應判斷陽離子氧化性強弱電極反應M-ne-Mn+氧化反應電極反應A n-ne-A氧化反應電極反應M-ne-Mn+

11、氧化反應負極（失電子、陰離子移向）原電池正極（得電子，陽離子移向）判斷陽離子氧化性強弱電極反應Mn+ne-=M還原反應例如：【2016年高考北京卷】用石墨電極完成下列電解實驗。實驗一實驗二裝置現象a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產生；n處有氣泡產生；下列對實驗現象的解釋或推測不合理的是A.a、d處:2H2O+2e-=H2+2OH-B.b處:2Cl-2e-=Cl2C.c處發生了反應:Fe-2e-=Fe2+D.根據實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅該題考查電解池，學生需要利用電化學裝置模型并結合實際進行分析。利用概念圖，學生能夠分析得出實驗一、二均為串聯的

12、電解裝置，從而分析出a、b、c、d、m、n分別為電解池的陰極、陽極、陽極、陰極、陽極、陰極；再根據實驗現象、電極材料、電解質溶液中陰陽離子種類及氧化性還原性強弱，得出電極反應式，從而得出選項B錯誤。電化學專題概念圖將復雜的的問題，分解成一個個簡單的模型，通過模型中各概念間的從屬、包含、并列、對立等關系，學生對概念有更深層次的理解，遇到復雜的問題，可以根據問題中的現象抽絲剝繭，最終將復雜問題解決，體現了化學核心素養中的證據觀念和模型觀念?？傊拍顖D制作和使用作為核心素養形成和發展的一種培養方式。不同的概念圖從不同的角度進行化學核心素養的培養，教師作為化學核心素養培養的主要參與者，要想更高效的發揮概念圖的功效，教師要通過學習和研究，提升對化學核心素養的理解和認知水平，并將理念在概念圖的制作和使用中進行體現，不斷提升概念圖在核心素養培養中的作用。參考文獻1孫美華.高中化學學科素養體系的構成J.化學生物教學.2017(5)2張賢金.吳新建.基于核心素養的高中化學課程改革如何“落地”J化學教與學.2016