基于學科思維能力提升的知識網絡建構策略

朱國定 張秀芝

摘要： 通過建構知識網絡能提高學習效率、加深理解與引發深度學習。

以滬教版“金屬的冶煉與利用”復習為例，啟發和引導學生自主建構知識網絡、多視角建構知識網絡、應用知識網絡解決問題，揭示和理解學科大概念本質，從而提升學科思維能力，實現學科價值導向。

關鍵詞： 學科思維能力; 知識網絡; 自主建構; 多視角建構; 解決問題

文章編號： 10056629（2022）07008504

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

心理學家認為，人的短時記憶容量有限，要想記牢某個新知識，必須對知識進行“精加工”，即賦予知識意義，將新知識嵌入到已有的知識網絡中，運用知識解決問題以加深理解，從而實現同化與順應。建構知識網絡，是提高知識的有序化、網絡化程度的重要手段。特別是復習課，運用好可以提高復習效率、加深理解和引發深度學習，促進學科思維能力的提升。

近期筆者所在市的優質課比賽中看到，幾乎所有選手在進行“金屬的冶煉與利用”復習時均設計了繪制知識網絡（圖1～圖3）的環節。然而就筆者觀察，面對教師精心建構的網絡，學生反應平平。究其原因，主要是知識網絡大多為教師自說自話，學生參與度不高;知識網絡與舊知關聯性不大，孤立，意義不強;建構好的知識網絡束之高閣，沒有應用，價值不大。針對上述現象，筆者建議啟發和引導學生自主建構知識網絡、多視角建構知識網絡、應用知識網絡解決問題，揭示和理解學科大概念，從而提升學科思維能力，實現學科價值導向。

1 讓學生自主建構知識網絡

再精致的網絡圖，如果沒有學生參與，都只是“天書”，不會觸動學生，更不會引發學生的思考，對掌握知識、提升思維無益。知識網絡建構必須以學生為主體，通過準備、建構、交流、整合、遷移等過程（見表1），才能內化為屬于學生自己的知識體系。

2 多視角建構知識網絡

知識網絡不是獨立于學生經驗之外的新知識，而是在總結、辨析、反思、聯想的基礎上建構成的。形成網絡不是目的，促進生長才是宗旨。

學生建構的網絡大多圍繞著物質、變化展開，有局限性。化學學科的學習內容包括性質、變化、組成、結構、用途、制法等六個方面，應引導學生從不同視角建構，有利于突出學科大概念，加深對知識的理解，促進深度學習，培養學科思維。

2.1 “類別化合價”視角

分類學習是一種重要的學習方法。對物質進行分類，可以從宏觀角度進行，如含有元素的種類、元素種類的多少、元素的化合價等;也可從微觀角度展開，如微粒的種類、微粒的特性等。“價類二維圖”（見圖4）是從物質類別與化合價關系的角度關聯相關物質，尋找變化規律，有助于理解“物質間的變化存在一定的聯系”的學科大概念，培養學生的元素觀與轉化觀。

2.2 “反應過程能量”視角

化學變化中不僅有新物質的生成，也有能量的變化。能量變化的形式通常表現為熱量的變化。反應過程如有能量的放出，則生成物的能量總和一定小于反應物的能量總和。能量變化既是化學變化中的重要現象，也是化學學科研究的主要內容之一。從能量變化的視角看待反應過程（見圖5），能幫助學生全面認識化學變化，有助于理解“化學變化中能量守恒”的學科大概念，培養學生的化學能量觀。

2.3 “金屬活動性冶煉方法”視角

金屬活動性強弱的不同，影響著金屬冶煉方法的選擇，影響著人類使用各種金屬的歷史。通過建構“金屬活動性與冶煉方法關系圖”（見圖6），可以拓寬學生的視野。從化學發展史的角度認識金屬的性質關系，有助于理解“性質決定用途、制法、自然界中的存在形式”的學科大概念，培養學生的轉化觀與化學價值觀[1]。

2.4 “合金的性質用途”視角

性質決定用途。學生在認識合金特性的時候，常常與用途割裂開來，不能對號入座。建立“性質與用途關系圖”（見圖7），引導學生認識實際應用，能加深對合金性質的理解，有助于理解“性質決定用途”的學科大概念，提升對學科價值的認識。

2.5 “金屬的一生”視角

利用擬人化的方法，引導學生從金屬“出生”到“去世”縱觀其一生（見圖8），能培養整體感知物質的能力。學習有“溫度”的知識，提高情感認識，有助于理解“在一定條件下物質可以轉化”的學科大概念，培養轉化觀。

3 應用知識網絡解決問題

知識只有在用中才有價值。在實施基于思維能力提升的學科教學時，不僅需要建構知識網絡，更需要充分利用知識網絡的遷移價值，解決實際問題和學習新知，這樣才能將知識內化到自身的知識體系中，促進學科思維能力的提升[2]。

3.1 依據知識網絡解決問題

知識網絡的建構既是根據邏輯和聯想對知識進行梳理與整合，也包含了思維模型的建立。用模型解題能提高對學科理性的認識，增強對學科的理解。

從學生所建構的網絡中，抽取一段，編制成題，引導學生從已有的體系中調取相關知識，考查掌握情況，提升思維能力。下面一道例題是從物質轉化角度命制的試題，題設內容雖不多，但框圖簡潔明了，包含了鐵的氧化、酸溶，熱還原煉鐵、濕法冶金等知識，考查了物質轉化、能量變化、化合價升降等思維內容。

例題： 已知鐵及其化合物在一定條件下能發生下列轉化。根據已學知識回答問題：

（1） 四個反應中，鐵元素化合價升高的是。（填序號，下同）

（2） 反應①②③中，有能量釋放的是。

（3） 寫出能實現轉化③的兩個反應的化學方程式： 。

3.2 運用思維方式學習新知

初中化學除了學習一些身邊的重要物質外，還涉及一些關聯性較強的物質，如CaO等。二輪復習中，引導學生依據鐵的性質、變化、制備、用途等網絡圖，建構氧化鈣的性質及其與其他含鈣化合物的轉化關系圖（見圖9）[3]。

啟發和引導學生建構知識網絡，將思維可視化，重在運用邏輯關系和聯想方法，發掘知識內涵，揭示學科大概念本質，引導學生求同求異，明晰因果，加強應用實踐，從而提升學科思維能力。

參考文獻：

[1]吳俊明， 吳敏. 化學課程中的能量與化學能量觀——關于科學觀念和科學觀念教育的思考之六[J]. 化學教學， 2015， （1）： 7～11.

[2]繆徐. 試論初中化學核心知識網絡的建構與內化[J]. 化學教學， 2016， （10）： 25～27.

[3]朱國定. 從核心素養培養角度看初中化學課堂教學的邏輯起點[J]. 化學教與學， 2017， （1）： 32～33， 92.