浅析思维导图在“元素化合物”教学中的应用

浅析思维导图在“元素化合物”教学中的应用

郑礼超

佛山市南海区南海中学分校

摘要：元素化合物相关知识种类多，纷繁复杂，学生掌握和理解难度较大。为此本文尝试探究思维导图在元素化合物教学中的应用，激发学生学习兴趣，帮助完善知识体系和形成正确的思维方式。本文简单阐述思维导图概念和元素化合物知识的特点，从教师优秀思维导图展示、学习小组合作构建思维导图、学生独立绘制思维导图介绍思维导图在元素化合物教学中的应用。

关键词：思维导图；元素化合物；化学教学

一、思维导图概述

思维导图是运用图文并重的方式，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题、关键词与图像、颜色等建立记忆链接。而绘制思维导图就是将分散的知识整合成各层级的关键词或者关键图像，建构起结构化、系统化知识。用思维导图学习的优势在于可以理清知识脉络，运用图像、色彩有效刺激大脑，加速对知识的整体把握和记忆，建立系统知识体系，提高发散思维能力。

二、“元素化合物”知识特点

“元素化合物”知识几乎贯穿整个高中化学的学习，其中包括基础知识、基本概念、相关的化学实验、化学用语、化学计算、化学研究等，在高中化学学习中占有极其重要的地位。元素化合物方面知识存在杂乱繁多、联系密切的特点，教师往往都是采用“知识重现—典例分析—习题反馈”的教学模式，同时列出重要化学方程式以及相关的反应现象和注意事项，要求学生反复记忆反复书写重要的化学方程式，当堂写、课后默写、下节课再抽查学生写。这种教学模式在短期内会有一定的效果，但是时间长就容易遗忘，因为学生缺乏对概念、规律、方程式的深入理解和联系，各个知识点都是孤立，没有系统的知识体系，只是机械地记忆方程式和公式，题目稍有变化，就显得手足无措，导致学习质量和效率低下。心理学研究指出，如果各知识点在人脑中的存储是孤立的，各个知识点之间没有建立相应的联系，就会增加学习者的记忆负担，在日后的使用过程中对信息的提取难度较大。针对以上情况，构建知识框架，就显得非常重要和迫切，而思维导图正是解决这一问题的有效工具。

三、思维导图在“元素化合物”教学中的应用

（一）教师优秀思维导图展示

在“思维导图”的构建过程中，教师先指导少数学生提前完成作品并将优秀的作品进行展示。同时征求同事的意见，对作品进行再修改和完善，从而形成示范性的“思维导图案”案例。

在复习“铝及其化合物”时，首先按照“单质—化合物（氧化物）—酸（或碱）—盐”纵向知识结构的展开复习铝、氧化铝、氢氧化铝、偏铝酸盐的物理性质和化学性质。如铝是一种具有两性的单质，可在碱性条件下与水发生反应生成偏铝酸盐和氢气，重点考查在化工流程题中方程式的书写和氧化还原反应电子转移数目的判断与计算。Al₂O₃是两性氧化物，熔点高，可做耐火材料。Al(OH)₃是两性氢氧化物，可与强酸强碱发生反应，它的制备方法是重点考察的内容：AlO₂^－＋CO₂＋2H₂O===Al(OH)₃↓＋HCO₃^－、Al^3＋＋3NH₃·H₂O=== Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺。NaAlO₂与Al(OH)₃、AlCl₃之间的关系，也就是我们平常所说的“铝三角”，需要通过方程式重点体现出来，它的最大特点是全部方程式都是复分解反应。铝及其化合物是元素化合物这一模块知识中的一个难点，方程式多且容易混淆，比如与量有关的方程式：过量和少量的OH^－与Al^3＋反应、过量和少量H⁺与AlO₂^－的反应，方程式都不一样，需要重点体现在“思维导图”框架上。

（二）集思广益，学习小组合作构建思维导图

小组合作构建思维导图是在教师的指导下，根据所选知识模块，自主构建知识体系，并找出知识块的核心内容，以及与其直接相连的主要知识点，合作绘制思维导图的过程。不清楚的可以用不同的符号或颜色标示出来，以便在之后的小组讨论过程中进行补充和完善。通过绘制思维导图，可以帮助学生将零散的元素化合物知识条理化、系统化，找出自己在学习中的思维漏洞，便于在之后的复习中回顾整个思维过程，同时也有利于学生之间的交流与讨论，学习他人的思维过程并给予他人帮助，共同提高，共同进步。

比如学生在构建氯气的思维导图时，学生都能根据思维导图框架，抓住氯气的物理性质和化学性质进行构建。图1即是小组某成员独立构建的思维导图。从思维导图的框架来看，基本符合要求，但是存在的问题很多。（1）次主题缺少氯气的制备方法（2）检验只涉及氯气的检验，没有氯离子的检验，缺少拓展（3）氯气与金属反应特别注明氯气与金属反应，生成高价态金属盐。

经过学习小组交流讨论，指出该思维导图存在的缺陷与不足，该成员在学习小组的帮助下重新绘制了一张“氯气”的思维导图。如图2所示，重新绘制出来的思维导图，知识体系更加完善，学生思维更加有深度，比如增加了氯气的三种制备方法，而且引入了氯气实验制备方法的装置图，这是经典的实验室制备气体的总体流程：制备—除杂—干燥—收集—尾气处理。

（三）学生独立绘制思维导图

通过教师的指导、优秀作品的展示和小组合作构建思维导图，学生大体了解思维导图绘制的框架，完全有能力根据所学知识模块独立绘制思维导图。 “思维导图”的构建可以激发学生的兴趣，并通过展示分享自己的思维导图，能及时发现自身存在的知识缺陷和思维障碍，从而不断完善自己的知识体系，提高思维能力。教师在批改学生思维导图的过程中，也可以发现学生的知识漏洞和思维障碍，及时帮学生修正，从而形成系统的知识体系和正确的思维方式。

思维导图作为对发散性思维的可视化工具，在化学教学中有着重要的应用。但它如何与元素化学物知识进一步融合、如何发挥它的最大优势还需要更深入的探讨和研究，从而推动思维导图更好地服务于化学教学。

参考文献：

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[3] 金海宏．思维导图在“元素及其化合物”复习中的应用研究[J] ．中学化学教学参考，2015(11)：42-44