构建化学知识组块与知识网络的策略初探，本文主要内容关键词为：知识论文,策略论文,化学论文,网络论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在学习过程中，通过对知识的精细加工，加深理解，达到扩大记忆容量与提高记忆质量、提高学习效率与减轻负担的效果，是一个非常重要而现实的问题。而根据知识点之间的逻辑与非逻辑关系，构建知识组块与知识网络，正是对化学知识精细加工的有效途径。因此，探讨构建知识组块与知识网络的策略并用来指导学生学习，是十分必要的。
一、知识组块、网络及其在学习中的意义
心理学家米勒在1956年通过研究发现，人的短时记忆的容量是有限制的，只有7±2个组块。这里的组块就是测量人短时记忆量的最小单位。短时记忆是知识信息进入长时记忆的必经通道，这样短时记忆成了学习中的瓶颈。但组块中的信息量大小是不固定的，它可以是一个符号、一个词、一个公式、一个图像、一首诗、一段话等等。有人曾经做过一个试验：让一个著名棋手与一个不会下棋的人在20秒内记忆一局棋中的25个棋子。结果棋手的记忆准确无误，而不会下棋的人只记住了5个棋子的位置。但是如果将25个棋子随意摆放、不成棋局，棋手与不会下棋的人都只记住了5个棋子。这说明棋手在记忆25个棋子的棋局时，可能是将它作为5个、4个、3个、2个甚至1个组块来记住的。因此，组块是一种有内在联系的信息组合，人们可以通过合理地组合信息来提高记忆能力。
对于知识在人脑中的记忆形式，信息加工心理学也有很多的研究。不少心理学家坚持认为人类是以言语形式储存信息的，并认为知识信息是以命题和“命题网络”的形式分层次储存在大脑中的。一般来说较为抽象、概括的知识处于高层，较为具体的内容处于底层。而一些命题之间通过某种联系互相连接形成纵横交错的网络。
不难设想，在人的记忆仓库中一定有许多组织得很好的知识组块，而且这些知识组块相互联系构成知识网络。由于知识组块包含的信息量是不确定的，在组块内知识信息量足够的情况下它本身可能就是一个个较小的知识网络，所以知识组块与知识网络互相交织并共同构造了人记忆中的知识系统。
因此，在记忆系统中被储存的信息，不是输入信息的直接复制，而是经过了加工和转换。研究表明，对知识的加工越精细，记忆就越牢固。这种加工，最重要的是寻找知识与知识之间的联系，找到已有知识与当前所学知识的联系、此一知识与彼一知识的联系，使之形成网络。只有这样，才能确立知识在记忆系统中的位置，巩固记忆，并有利于提取和运用。把握这一点对于提高学习效率十分重要，因为我们可以通过知识组块与知识网络的构建来扩大短时记忆的容量，来提高记忆的质量。而正确理解知识的内在含义，把握知识之间的逻辑与非逻辑关系，正是构建知识组块与知识网络的有效方法。
二、化学知识之间联系的建立
为了教给学生构建化学知识组块与化学知识网络的策略，有必要探讨在化学知识之间建立联系的方法。化学知识之间联系的建立有2种渠道：一种是通过科学思维把握客观的逻辑联系，另一种是通过联想建立主观的非逻辑联系。
所谓客观的逻辑联系，是客观事物之间联系的反映，是符合化学科学的客观规律的，因此这种联系的把握，必须符合科学思维的逻辑，必须符合化学科学的客观事实。化学是一门以实验为基础的自然科学，人们要在大量实验事实的基础上去研究科学理论问题。体现这一特点的中学化学就要让学生在学习大量描述性知识的基础上来学习一些理论性知识。在学生学习这些知识的过程中，必须正确理解科学理论与实验事实之间的关系，并用科学思维的方法去理解知识的由来与含义，在此基础上从实质上把握知识之间的辩证逻辑关系，从表述上把握知识间的形式逻辑关系。所以，在化学知识间建立这种联系主要应当通过逻辑思维来进行。
所谓主观的非逻辑联系，是我们利用事物的某种特点相同、相似或相反，通过联想而建立的联系，因而带有人为的色彩；它不是这些知识所反映的事物之间内在的、必然的紧密联系，因而是非逻辑的联系。所以，在化学知识间建立这种联系主要应当通过联想来进行。
可供构建化学知识组块和知识网络的逻辑与非逻辑关系，可以用表格表示如下：
表1 化学知识点间逻辑关系类型
知识点间逻辑关系举例
形式并列关系加成反应、消去反应、取代反应……
逻辑隶属关系羧酸与甲酸、乙酸、丙酸……
交叉关系氧化还原反应与化合反应、分解反应
一般与个别
盐的水解与氯化铵、醋酸钠溶液显酸碱性
内容与形式
元素周期律与元素周期表
辩证
本质与现象
物质结构与性质，如N[，2]中的叁键与它的稳定性
逻辑
原因与结果
物质性质与存在形态、制取方法及其用途等
相互作用盐水解时，水与盐互相作用
相互转化醇与醛，醇、羧酸与酯互相转化
表2 化学知识点间非逻辑关系类型
知识点间非逻辑关系
举例
反应现象相同RCHO、葡萄糖、麦芽糖都发生银镜反应
相同操作仪器相同NH[，3]、O[，2]的制取
操作方法相同C[，2]H[，2]、C[，2]H[，4]的收集
反应物相近 酸与金属、金属氧化物、金属氢氧化物、盐（金属离子+酸根）反应
相似相近 变化过程相近乙醇与钠反应、氧化反应、脱水反应等
概念相似 同位素、同素异形体、同系物、同分异构体
相反 过程相反 水解与中和、酯化；消去与加成；氧化与还原
条件、结果相反 强酸弱碱盐水解显酸性，强碱弱酸盐水解显碱性
三、构建化学知识组块与知识网络的策略
构建化学知识组块与网络，是对化学知识的一种精细加工，所以前提条件是应当对知识有基本的理解，即要懂得文字含义、弄清概念的内涵与外延、明白结论的由来与适用范围等等。在此基础上根据知识之间的逻辑关系对知识进行新的排列组合，达到知识精炼化、条理化、网络化，同时应当通过精炼的文字辅以图、表写成笔记，以此收到加深理解、巩固记忆的效果。
1.利用逻辑关系构建化学知识组块
构建化学知识组块，可以利用以下逻辑关系：
（1）并列关系 在学习了有机化学一段时间以后将化学反应类型的知识构成一个组块如表3（表中空余部分可由学生自己完成）：
表3 有机反应类型比较表
反应类型定义举例
（2）隶属关系、交叉关系 一些概念之间存在隶属或交叉关系，可以用韦恩图来表示这种关系并构成知识组块：
常常有学生将“酯”与“脂”混淆，通过这种图的记忆可以避免记忆错误。
（3）一般与个别的关系 化学科学理论是从大量实验事实中抽象概括出来的，这就构成了理论原理与个别结论、实验事实之间的一般与个别的关系。这是联结理论知识与实验知识成为组块的媒介。如表4：
表4 一般与个别的关系
一般原理
个别结论 个别现象
盐水解使溶 强酸弱碱生成的盐水解使溶液显酸性 氯化铵、硫酸铝、硝酸铜等盐水解使溶液显酸性
液显酸碱性 强碱弱酸生成的盐水解使溶液显碱性 醋酸钠、碳酸钠、磷酸钾等盐水解使溶液显碱性
（4）本质与现象的关系 这一关系突出表现在物质结构决定了其性质上，利用这一关系将物质结构与性质联系起来成为知识组块。如苯酚结构与性质的关系用表5表示如下：
表5 本质与现象的关系
苯酚结构特点及对化学性质的影响苯酚化学性质
羟基影响苯环使其中H较苯中H活泼C[，6]H[，5]OH+3Br[，2]→C[，6]H[，2]Br[，3]OH↓+3HBr
苯环影响羟基使其中H较醇羟基上H活泼C[，6]H[，5]OH+NaOH→C[，6]H[，5]ONa+H[，2]O
物质结构决定它的性质是中学化学覆盖面最广的命题，所以本质与现象的关系是构建结构与性质关系知识组块，理解和记忆化学中描述性知识的重要依托。
（5）原因与结果的关系 这一关系主要表现在物质性质产生了它的存在形态、制取方法和用途等，这也是构建描述性化学知识组块与网络的主要媒介。比如关于金属钠，围绕性质与存在、用途可构建如下知识组块：
（6）内容与形式的关系 元素周期律与元素周期表的关系是典型的内容与形式的关系。因为在元素周期表中，从左到右每一周期的元素都按原子序数递增的顺序排列，而且每一周期的元素都重复出现上一周期相应位置元素的性质，从而将元素周期律表现得淋漓尽致，所以，可以根据这一点构建知识组块，来加深对于元素周期律、周期表的理解和记忆（详尽内容见表6）。
（7）相互作用的关系 相互作用又可以理解为相互影响。比如上述苯酚分子中苯环与羟基互相影响并共同决定了苯酚化学性质的特点。再如盐的水解中，根据盐与水的互相影响来理解盐的水解，构建以下知识组块：
水促进盐电离：NH[，4]Cl＝NH[，4][+]+Cl[-]（水分子作用于盐，使离子相互分离并形成水合离子）
盐影响水电离：NH[，4][+]+H[，2]O
NH[，3]·H[，2]O+H[+]（NH[，4][+]结合H[，2]O电离的OH[-]，水的电离平衡移动）
（8）相互转化的关系 主要是物质之间的互相转化，这一关系也可以用来构建组块，如：
2.利用非逻辑关系构建化学知识组块
构建化学知识组块，还可以利用化学知识间的非逻辑关系通过联想来进行，这种联想的进行有3类情况
（1）知识点特点相同 在学习中常常由知识的某种特点联想到另一种具有相同特点的知识，通过这种联想可以构成知识组块。如：制取NH[，3]与O[，2]所用的仪器相同；C[，2]H[，2]的收集方法与C[，2]H[，4]相同；麦芽糖、葡萄糖与RCHO一样能发生银镜反应，通过这种联想可以使学习NH[，3]、C[，2]H[，2]、麦芽糖、葡萄糖等新知识时的记忆负担减轻，并且使以往学习的有关知识经过联想得到巩固，从而有利于提取与运用。
（2）知识点特点相反 与一种知识特点相反也可以引起联想、构成知识组块，比如：CH[，3]CHO的还原与C[，2]H[，5]OH的氧化相反；强酸弱碱盐水解后溶液显酸性，与强碱弱酸盐相反；在元素周期表中，同周期的元素从左到右金属性的变化与非金属性相反等等。
（3）知识点特点相似相近 与上面2种情况不同，更多的是一些知识之间有相似或者相近的关系，可以引起联想并用来构建知识组块。比如；酸的通性是与金属、金属的氧化物、金属的氢氧化物、盐（金属离子+酸根）以及指示剂反应；有些概念名词相近，通过联想组块加以辨析，有利于记忆，如同位素、同素异形体、同系物与同分异构体；有些物质化学变化的过程相近似。如利用乙醇发生化学反应时结构变化的部位相近似构建知识组块：
3.化学知识网络的构建
在上面的讨论中为了说明的方便，我们把问题简化了，把事物间的复杂关系单一化了，而事实上化学世界中事物之间的联系是纵横交错的，如果通过逻辑思维揭示其原有的内在联系，就可以还其“庐山”真面目；而如果再通过联想发现一些外在联系，就会发现并自然形成网络化的知识结构。
比如上面所说苯酚分子中苯环和羟基是互相作用的关系，这种作用导致了苯环H（相对于苯来说）及羟基H（相对于醇来说）的活化，而苯环上H的活化与苯酚在常温下就能发生取代反应两者之间，羟基H的活化与苯酚显弱酸性两者之间又是本质与现象的关系。通过这样的思考将苯、醇、苯酚结构特点与它们的性质联系到一起，构成了以下知识网络，其中“……”表示联想，“
”表示互相作用的关系，“←”与“→”表示本质与现象的关系：
在中学化学描述性知识部分，都可以通过结构与性质，性质与存在形态、制取方法、用途等之间的关系来构建知识网络，并通过适当的绘图或表格来增强理解和巩固记忆。
再如上面说到元素周期律与元素周期表之间是内容与形式的关系。因为元素周期律所表述的是元素原子结构与它的性质间的关系，即事物本质与现象间的关系，而这种关系在元素周期表中又是通过位置与结构、位置与性质的关系表现出来的，所以元素在周期表中的位置包含了结构与性质关系的信息，因此周期表是周期律的表现形式。这样将元素周期律与元素周期表的内容联系起来，可形成以下知识网络：
在这个网络中包含了错综复杂的关系：除去周期律与周期表之间的内容与形式的关系外，还有结构与性质之间的现象与本质的关系，结构与位置和位置与性质之间的原因与结果的关系等等。
教学经验表明，构建知识组块与知识网络，无论是利用逻辑关系进行还是通过联想进行，都需要教师对学生加以引导、点拨，在学习中及时复习、激活原有知识。在教学中，应当注意培养学生的联想思维，注意寻找知识之间的关系，依据词语或者表象进行联想；在科学思维方面，应当教学生掌握和运用辩证思维的基本范畴如现象与本质、内容与形式等，以利于将化学知识包摄于其中，用概括性较广的哲学范畴统领知识结构之纲目，以利于知识的提取和迁移。
一个人在知识组块中摄入的信息量大小与知识的有序化、网络化程度有关，人记忆中保持的信息量大小也与知识的有序化、网络化程度有关。如果我们在教学中能够帮助学生依据形式逻辑与辩证逻辑来把握知识点之间的内在关系，通过联想寻找知识点之间的外在联系，合理地对知识进行排列组合，构建知识组块与知识网络，提高知识有序化、网络化程度，就可能扩大学生对信息的摄入量与储存量，提高学生的理解与记忆能力，提高学习效率。