概念图法在中学化学实验教学与评价中的应用

摘要

概念图法是一种信息量大、易于理解的可视化化学教育与评价方法，广泛的应用于化学教育活动中。几年来人们已经开始注意将概念图法引入到化学实验教育中来。通过概念图将实验教学中需要的知识准备及教学效果进行教学评价。在本文中，我们回顾了中学化学实验教学与评价中存在的基本问题，对概念图法在中学化学实验教学与评价中的可能应用及目前存在的问题进行了讨论。

前言

中学化学实验教学可以充分调动学生的学习兴趣，改善学生接受知识的能力，对于学生掌握科学研究方法，养成良好的科学态度，以及提高学习效率都有着十分重要的意义。通过演示实验及教师的课前、课中的指导，学生可以由自己独立完成的一项实验来获得对化学反应的直接感性认识，这对于学生巩固课堂教学知识是十分有帮助的。中学化学实验教学的评价可以直接反映教学效果，使学生认识到自身的不足，使教师能够有的放矢，促进教学工作的良性发展。因此，化学实验教学与评价是相互作用，相互依托的。

在实验教学过程中，教师对学生实验过程的了解、控制及指导完全依赖于教师的教学方法及手段。与此同时，对学生实验教学效果的评价与反馈又能够使教师了解教学效果，促进教学工作。由于中学化学实验课时受限，学生对化学实验接触的少，加之化学及物理知识掌握得不全面，因此中学化学实验课教学中存在着学生的兴趣与知识教学间的矛盾问题。如何掌握课堂教学效果，如何改进实验课堂教学成了中学化学教学与评价中的难点。

一、概念图法用于化学实验教学

概念图是一种基于概念间关系的一种可视化图表。从上世纪七十年代末诞生以来，该方法已经广泛地应用于商业、企业、统计、程序设计以及科学教学等活动中。尤其在基本概念多、概念间的相互关系清楚的理科教学中，概念图方法得到了广泛的应用和发展。

多年以前，人们就已经将概念图法应用于化学教学中。但是，利用概念图法用于化学实验课的教学还是近年来才开始的教研活动。这种情况的出现主要是由于实验课教学本身的特点所造成的，如：学生实验以动手为主，实验活动多以小组的形式进行等。教师的教学活动一般出现在课前的教学说明、课中的具体指导和课后的评价三个阶段。因此，实验课教学法主要从课前这一阶段入手。教师具体讲解注意事项，提出基本问题，引导学生的兴趣。由于中学化学实验多为验证性实验，实验的内容近乎是对课堂教学的回顾与总结，故而具有一定的复习课色彩。这也就为概念图方法的具体应用提供了可能。

1、概念图用于课前预习

针对学生实验课学习兴趣浓的特点，教师因势利导可以在一定程度上避免由中学化学实验多为验证性实验所带来的学生思维易受束缚、不能在实验过程中进一步思考等问题。在教师指导下，学生利用简单的概念构图，将实验课所需的知识准备以概念图形式完成。这其中包括学生对实验的化学原理、装置原理、操作原理等基本认识；学生对实验方法、化学药品知识以及其他重要的有关知识的了解。

教师帮助学生从实验细节中发现主要概念及次要概念，并通过概念间的相互关系是整个实验内容以一个整体的概念图形式表达出来。这个概念图制作的具体的实践过程将有助于学生复习旧有知识、发现新问题。使得学生在概念构图阶段发现知识准备上的不足，在实验操作前在头脑中形成一个实验内容具象。

2、概念图用于课中教学

教师对基本原理、基本注意事项以及基本操作的讲解，通过概念图以可视化的方式，对学生进行概括性讲解。提出基本问题，进一步引导学生的学习兴趣。在实验教学前，根据教学目的，要求教师向学生介绍有关实验的基本思路、设计方法、实验设备、实验仪器的使用、实验过程以及实验注意事项等方面的知识，并能对实验结果进行科学的分析和说明。学生可以对照自己头脑中的概念图深入了解和掌握化学科学实验的教学内容。

由于概念图方法不仅可应用于参与教学的学生个体，也可以应用于学生实验小组上，灵活多变。每个小组的学生可以根据教师的课中指导集体讨论来决定概念图的绘制。这使得学生的参与程度提高，组内同学间互相学习，并且与其它小组形成竞争状态，大大地提高了学生的学习兴趣。

二、概念图法用于化学实验教学评价

通常的化学实验教学评价，一般采用标准化量化方法，采取纸笔测试和实验操作两种形式，主要评价学生在化学实验知识与技能方面的达标情况，强调从学科角度出发，注重学术性。近来国家开始倡导构建促进学生科学素养全面发展的化学实验教学评价体系，为新教学评价方法的应用指明了方向。

新的评价体系应该以有效地促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等各个方面获得主动、全面的发展为评价目的的最高追求，关注让学生学会更多的学习策略，给学生提供表现自己所知所能的各种机会，通过评价培养学生自我认识和自我教育、自我发展的能力。主要的评价内容包括对化学实验知识与技能掌握情况的评价，对化学实验探究能力的发展情况的评价，对化学实验态度、情感与价值观形成的评价等。新评价体系倡导多样性的评价方式，如：量化评价和质性评价相结合，自评与他评相结合以及形成性评价和综合性评价相结合等。

概念图法是是一种较好的评价手段。以实验活动为平台，概念图法可以应用于积极的化学实验教学评价之中。 我国对于概念图法用于中学化学实验评价的研究基本属于空白，鲜有文献报道相关的研究成果。国外对于概念图法用于化学实验评价也处于刚刚起步阶段，且实验对象为大学低年级学生。由于中学化学实验教学与大学低年级学生实验教学的共同之处很多，如：学生对概念的掌握不全面、实验大多为验证性实验等，因而这些研究结果对于中学化学实验课教学与评价都是十分重要的参考。中学实验课教学活动以学生自身操作为主，因此给教学评价带来了很大的困难。概念图法的具体应用因而多局限于课前预习及课后总结两个阶段。目前，对于实验课中的具体教学评价还没有更好的办法，主要以教师观察、记录来对学生的操作进行评价，不能反映学生的思维过程。用于课中教学评价的新手段、新方法还有待进一步研究。

1、对课前预习的教学评价

通过教师在概念图制作上的简单指导，学生进行概念图制作。学生对实验课所需知识准备情况，如：化学原理、装置原理、操作原理、实验方法、化合物和试剂知识、仪器知识以及注意事项等，一般可以在概念图中得到具体的体现。教师可根据实际情况对学生的预习情况及概念图制作的中心点进行控制引导，以利于后来的教学评价。

研究表明，在教师的指导下，学生可以制作出较好的概念图。按照Novak等人提出的方法，对于有效概念及概念间正确的相互关系给1分，有效的具体事例给1分，每个层级给5分，层级间的交叉联系给10分。由此来确定学生概念图的具体的得分。这样在课前预习阶段就对学生的知识准备情况进行了评价。教学评价可以从不同的角度进行。例如，仅就学生对化学实验的基本原理的知识准备进行评价；也可以仅就学生基本操作及注意事项方面进行评价等等。

2、对课后总结的评价

一般需结合预习的评价结果，根据学生对实验结果的整理、加工、解释和讨论的情况对学生的学习情况进行评价总结。在实验课后，要求学生根据实验心得，重新整理思路，在根据教学计划要求进行第二次概念图绘制。根据前面提到的基本评价规则，对学生的课后概念图进行量化评价，并结合课前阶段的概念图结果，对本次实验教学的效果进行评价。

三、存在的基本问题

1、 概念图制作方面

尽管概念图具有直观、简单及信息量大等特点，在化学实验课中教学实践活动中还是存在学生对实验理解程度与概念图构图间的矛盾。过于详细的概念图对于知识掌握不全面的学生会带来理解上的困难，而过于简单的概念构图又不能满足教学及优秀生的需要。因此教师在设计概念图方面要花很大的力气。这也就是概念图法只能用于某些特定课程教学的原因之一。

2、 评价效果方面

对学生学习效果的评价一般只能在课前及课后两个阶段进行。这主要是由于实验课过程涉及的教学内容多、信息量大、操作性强、实验的时间长，因此课中的评价非常困难。 一般情况下，课中的评价需要工作人员多、组织比较麻烦，一般倡导在平时考核中分散安排。但在实际操作过程中也有着难以克服的困难，例如：这样的测评不是在同一时间对学生进行的，因而可比性较差等。如果以实验结果考核来代替或者部分代替实验过程考核，尽管可以提高操作性，但还是不能够反映实验过程及学生的思想活动。另外，对学生实验态度、兴趣、参与程度、实验操作技能水平以及实验习惯等方面的评价也没有很好的办法。

四、未来展望及结论

中学化学实验课教学过程可以分为三个阶段，即课前、课中及课后三个阶段。在课前的学生预习及教师引导阶段，可以采用多种教学方法施行。比较而言，概念图法由于其可视性好，概念间结构关联清楚，对于学生掌握要点、回顾知识有较好的帮助，因而概念图在课前准备阶段会有着越来越重要的应用。结合课前的概念图作业，教师可以基本掌握学生的知识准备情况，对课后的实验教学总结以及教学评价提供了宝贵的第一手材料。目前的主要问题是实验教学课中阶段采用何种适合实验课教学的评价方法，使教师与学生能够对课中阶段学生的表现乃至思维过程有一个明确的测评方法。

现有的中学化学实验教学评价方法多以标准法为主。实验教学评价多与课堂教学同步评价，而对于学生操作及其它方面的评价只能依赖于教师的观察。这种情况带来的问题就是化学实验教学评价不能全面反映学生的学习情况及教师的教授情况，不能够随时进行教学评价。此外，一些成功用于课堂教学的评价方法， 因为可操作性方面的原因也无法移植到实验教学的评价中。这样，目前的实验教学评价方法存在着三个方面的弊端：有效性低、时效性差、操作性不强。未来，需找到一种能够满足实验课教学评价的方法，对课中教学阶段学生的学习状况进行有效评价。

从目前国际上的研究状况来看，概念图法已经由课堂教学上的应用，逐步扩展到实验教学中来。由课前阶段的学生预习、教师引导方面的应用，逐步进入到实验教学的课中应用中来。尽管现在概念图的应用还仅限制在实验课某些特定课程上，但毋庸置疑的是概念图法定会在实验课教学与评价活动中得到越来越广泛的应用。

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