2010年．第1期教师论坛21
概念图在物质的量单元教学中的应用研究
周燕梅
(宜兴市汇文中学，江苏宜兴214200)
摘要：提出传统“物质的量”教学中存在的问题。探讨在物质的量的教学中应用概念图的优势和应用方法，并
讨论了概念图教学对学生的相关知识的迁移能力的影响。
关键词：概念图；物质的量教学；知识迁移能力
文章编号：1005--6629(2010)01--0021--03中图分类号：G633．8文献标识码：B
1传统“物质的量”教学中存在的问题
物质的量是高中化学理论的一个知识点，是整
个高中化学教学的重点和难点之一。普通高中课程
标准实验教科书《化学1》(江苏教育出版社)中
该单元教材是以“物质的分类及转化”、“物质的
量”、“物质的聚集状态”、“物质的量的浓度”、
“用物质的量进行计算”为主线编写的。在传统教
学中，学生表现的具体问题有：
1．1概念的内涵混淆不清
对物质的量、物质的质量、物质的量浓度、摩
尔质量和气体摩尔体积的概念混淆不清，对应的单
位也搞不清。如物质的量浓度的单位为mol·L-1，气
体摩尔体积的单位为L·mol--；摩尔质量是指单位物
质的量的物质所具有的质量，单位为g·tool。1；相对
原子质量的指原子的质量与0．012kgC一12的1112的
比值，没有单位。但两者在数值上是相等的。
1．2外延把握不准
物质的量表示含有一定数量粒子的集体。是计
量原子、分子、电子、中子或离子等微观粒子的一
种基本物理量。但初学者往往会把宏观物质用物质
的量来表示：如1摩尔大米，5摩尔大肥猪等错误概
念：22．4L·tool—j是特指在标准状况下的气体的摩
尔体积。气体摩尔体积的定义是单位物质的量的气
体所占的体积，只能应用于气体。学生常认为标准
状况下lmol水的体积为22．4L。这种说法是不正确
的。
1．3在概念之间无法建立有意叉的联系
阿伏加德罗常数指的是1mol任何粒子的微粒
数，符号为ⅣA。即指0．012kgC一12中所含有的碳
原子数．近似值为6．02xlO：a。不能把相对原予的质
量、阿伏加德罗常数和物质的量的概念相联系。
1．4在问题解决中不能调用相关概念
在有关方程式和一些基本计算中。运用物质的
量进行计算，既方便又快捷。许多高一学生尽管对
有关物质的量的公式早已滚瓜烂熟。但是在很长一
段时间内．却不能正确应用相应的公式和原理来解
题。例如。先把物质的量转化为质量，再换算成物
质的量或气体的体积的同学也大有人在。
在物质的量的教学过程中。对知识的横向联系
和综合程度的要求提高。在能力上要求从形象思维
向抽象思维飞跃。多年的教学实践表明，由于接
触化学时间不长。学生很难将化学中的概念、事
实、理论进行有机结合，他们头脑中的化学知识往
往是彼此孤立的、零散的。不易形成较完整的化学
生是否能发现问题?是否能完成设计?但在实际教
学中，学生总能带给我们意外的惊喜，生成很多在
传统“知识课堂”中无法获得的成果。如有学生在
二氧化碳气体的检验探究中。直接用注射器抽出竹
节中气体再注入澄清石灰水中观察，简单操作、现
象明显：有学生在进行定量研究后提出：不同季
节、不同时间(早晨或黄昏)取的竹节中气体组成
是否也不同；有学生通过自己的研究发现，某些网
页上“竹子里的气体大部分是二氧化碳”的结论是
不科学的……。正是在教师充分的信任和期待中，
学生的潜力被高度激发；而学生兴奋而快乐的眼
神，也让教师体验到职业的幸福感，师生共同营造
出一个充满生命活力的新型课堂。
参考文献：
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万方数据
化学教学2010年，第1期
知识网络结构。这就要求教师在物质的量的教学
中．采取一定的教学策略帮助学生形成较为完整的
认知结构，实现意义学习。
2概念图在物质的量教学中的优势
心理学表明．理论知识的学习过程是学生通过
积极的思维活动。对各种各样的具体事例进行分
析、概括，从而把握同类事物的共同关键特征的过
程【”。物质的量的概念贯穿于整个高中化学教学的
始终．特别是在化学计算中它更处于核心的地位。
概念图作为一种能够有效促进概念问知识联系、加
强概念间理解的教学工具，能够在很大程度上帮助
学生发展一种理解化学概念和现象的整体性知识框
架。可以避免学生对知识的死记硬背，实现知识点
之间的贯通理解和转换，有利于认识事件的本质和
规律．构建知识网络结构，提高学生的知识迁移能
力。概念图在支持物质的量的教学方面具有以下优
势：
f1、形象性：概念图能够以简洁明了的图形形
式．表现物质的量理论复杂的知识结构，从而形象
地呈现物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、物
质的量浓度、气体摩尔体积等各概念知识点之间的
联系。
(21整体性：物质的量的教学是抽象的，对高
一的初学者来说是易混淆、难理解的。利用概念图
能将该知识以整体的、一目了然的方式呈现出来，
有利于学生全面理解相关的概念。
f31综合性：“物质的量”的知识理论性较强，抽
象程度高，经常有很多学生面对综合性问题束手无
策。即使经过大量训练，效果仍然不理想。历来被
认为是造成学生成绩分化、学习困难的重点知识之
一。在教学过程中，概念图作为围绕主要概念来组
织综合信息的工具，进行知识拓展，有独特的优点。
(41层次性：概念图可以通过确定物质的量与
其他各概念之间的因果联系，区分物质的量、阿伏
加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度和气体摩尔
体积。形成概念的层级次序，建立各概念之间的I关
系。提高对各概念的理解。
(51经济性：由于在人的信息加工系统中，短
时记忆容量有限。因此，人们必须具备表征知识的
各种各样的经济方式。以适应这一系统结构的有限
性需求。
3概念图的制作步骤和教学分析
以限定型概念图制作为例，概念图的制作一般
有以下几个步骤：
第一步，确定关键概念和概念等级。
选定某一知识领域后，找出该主题的关键概念
以及与之相关的其他概念．并一一列出。然后，对
这些概念进行排序，从最一般、最概括的概念到最
特殊、最具体的概念依次排列。
第二步，初步拟定概念图的分层和分支。
把所有的概念写在活动卡片上，移动卡片讨论
概念可能的连接，按照概念的纵向分层和横向分
支，在工作平台上排列卡片，初步拟定概念图分布。
第三步，建立相关概念的连接。
把每一对相关的概念用短线连接。并在连线上
用适当的连接词标明砥者的关系。这样，同一领域
及不同领域中的知识通过某一相关概念相连接，再
经过修改后各概念及其关系就清晰可见，所绘的概
念图就基本确定了。此外．还可把说明概念的具体
事例写在节点旁。
第四步，反思完善概念图。
对各人绘制的概念图初稿分组进行讨论及补
充，构建小组图；然后全班再讨论，综合成一个概
念图。随着学习的深入，学习者对原有知识的理解
会加深和拓宽．所以要对概念图不断修改和完善。
使概念图真正成为知识建构的有力工具。
以“物质的聚集状态”作为教学案例。物质的
聚集状态的变化实质是分子等微观粒子问相互作用
的变化所致。以固体、液体和气体三种情况的微观
和宏观性质的比较以及分子间距离的变化。很自然
能引出了“气体摩尔体积”的基本概念。
对全班学生教学前后制作的概念图进行统计和
分析．得出以下结论。
表1新概念教学前后学生概念图的结构统计
项目教学前教学后
≤1230，69．717，34．6
正确节点数
节点>125111．625／63．1
错误节点数l5／18．6l，2．3
<610／23．32，11．2
正确命题数6—821／48．835厂73．8
命题>87，16．35118．6
错误命题数l一35／11．5o／0
创新性命题1—2QfcI35／81．4
+注：表中统计的是教学前后的学生人数和所占百分数(人数，
百分数)
由上表可以看出：
(1)从节点情况看，学生在教学前制作的概念
图中的正确节点(即概念)，大多数都列出了三种
聚集状态的微粒特征、宏观性质、以及影响体积的
因素等，同时，还将影响体积的三种因素列了出
来。还有一些同学列出了固体和液体相对应的例
子，说明大部分学生已基本掌握了概念图的制作要
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点。由于教材的内容容易让学生接受，通过自学，
学生已基本掌握了教学内容。
物
质
分
为
固体
液体
气体
图1莱学生教学后制作的概念图
统计表明，对影响不同聚集状态的粒子数目、
粒子大小、粒子间的距离的节点．尤其是气体摩尔
体积这一节点有相当一部分同学缺失。甚至出现了
错误，其中能举出正确例子的同学很少。说明这一
部分内容，学生自学后的掌握情况不好．对影响气
体体积的因素没有完全理解，而气体摩尔体积的概
念和公式的应用是教学需解决的重点和难点。
(2)从教学前概念图中的命题来看，大多数学
生能从物质的微粒特征的结构和运动方式以及宏观
性质的形状和能否被压缩的角度进行分析。并用合
适的连接词连接，构成正确的命题。正确命题数目
的差异主要在影响气体的气体以及气体摩尔体积的
公式。
分析一些学生的错误命题．发现在粒子数目、
粒子大小、粒子间的距离节点上出现了错误连接。
由此可以看出。少数同学在自学过程中没有理解这
三种影响因素对不同聚集状态物质体积的影响。
本案例让学生自学、展开讨论．并分析其他同
学制作的概念图，学生就易发现自己制作的概念图
中的层级结构是否合理；节点和命题是否正确的：
所举例子是否正确，还有哪些知识没有理解。教学
后学生制作的概念图的正确节点和命题明显增多。
主要增加了影响气体体积的外界条件一温度和压
强，而且能举出正确的例子。尤其突出的是．许多
同学不同程度地标出了三种不同聚集状态影响体积
的关系，还有约18．6％的学生标出了阿伏加德罗定
律和气体摩尔体积的关系。这些都是创新性命题。
这说明一方面教师的概念图教学策略是有效的：另
一方面说明这些学生在尝试着建构自己的认知结
构。但有少数学生未能从这方面作出出尝试，原因
可能是学生在画概念图时也许更关注的是不同层交
或同一层次内部节点和节点之间的命题。而对于交
叉层次间存在的命题缺乏思考：还有可能是学生缺
乏将概念体系进行整合的意识和能力。
4研究结论
(1)在学习中使用概念图的学生，所识记的概
念数量多，知识点数量大，知识面明显拓宽，使学
生既重视基本概念的学习、深刻地掌握知识的内
涵，又扩大知识的外延，将概念内涵与外延及分散
的概念组成了有机的概念体系．对概念的把握更为
准确和深刻。
(2)采用概念图教学策略。学生对知识的保持
和提取更为有效，提取的途径增多，在问题情境中
能够对知识产生积极、有效的迁移。能够熟练地运
用所学的知识去解决实际问题。对学生整体学习能
力起到较好的促进作用，知识的迁移应用能力显著
增强。
(3)概念图使师生的思路更开阔和清晰，能激
发学生的学习兴趣，使学生在课堂上更积极活跃地
参与学习；教师的教案更加灵活而篇幅大大减少；
学生的笔记更加简明、清晰，更利于学习。
总之，概念图不论是对学生的学习还是对教师
的教学，都有着不可低估的教学意义。对提高教学
质量、减轻学习负担也有着重要的意义。
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