“維恩圖”在初中科學(xué)概念學(xué)習中的應(yīng)用

林愛斌

【摘 要】由于初中科學(xué)涉及的概念范圍較廣，需要記憶理解的部分較多，如果不能掌握有效的概念學(xué)習方式，將嚴重阻礙后續(xù)學(xué)習的深入，而引入“維恩圖”這一重要的科學(xué)方法，在很大程度上形成了對傳統(tǒng)學(xué)習模式的補充，這既是初中科學(xué)學(xué)習方法的創(chuàng)新，也對新課改的全局性目標具有重要的改革引導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】維恩圖；初中科學(xué)；概念學(xué)習；教學(xué)研究

【中圖分類號】G633.98 【文獻標識碼】A 【文章編號】1671-8437（2019）16-0098-02

維恩圖，也被稱為“文氏圖”，其是對數(shù)學(xué)意義上的集合關(guān)系的圖形表現(xiàn)，主要通過封閉性的曲線與其交匯重疊，展現(xiàn)存在于多個集合之間的聯(lián)系性，可以更加清晰、直觀體現(xiàn)其中的內(nèi)在邏輯。

1 維恩圖的基本概念及其重要意義

素質(zhì)教育持續(xù)深入發(fā)展的背景下，加強學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)成為新一輪教學(xué)改革的重點方向[1]。新課改的根本目的是將素質(zhì)教育立德樹人的目標貫徹下去，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)更多擁有較高綜合素質(zhì)的人才。因此，各個學(xué)科都應(yīng)當把握時代的發(fā)展脈搏，響應(yīng)素質(zhì)教育與新課改的發(fā)展要求。初中科學(xué)作為初中階段的基礎(chǔ)性課程，其在內(nèi)容上具有較高的綜合性，貫穿著科學(xué)精神的強大內(nèi)涵，對于引導(dǎo)學(xué)生鍛煉思維能力、培養(yǎng)綜合素養(yǎng)具有重要價值。在新一輪的基礎(chǔ)教育改革中，已經(jīng)明確教學(xué)實效的重要性，要求運用多種方法提高課堂效率、優(yōu)化教學(xué)模式，這就要求各基礎(chǔ)課程從傳統(tǒng)的強調(diào)知識記憶的模式中脫離出來，更好地把握各個知識點之間的有機聯(lián)系，從而實現(xiàn)知識的有效遷移。在初中科學(xué)的學(xué)習中也應(yīng)當堅持這一方向。

“維恩圖”這一概念最早由英國數(shù)學(xué)家維恩發(fā)現(xiàn)并提出，其在1880年《論命題和推理的圖表化和機械化表現(xiàn)》一文中首次利用固定位置的交叉環(huán)形式以及封閉曲線的內(nèi)部區(qū)域表示響應(yīng)的集合及其關(guān)系，從而使得維恩圖正式得名。在數(shù)學(xué)理論體系中，其通常被劃分到集合論的分支中，用以表示簡單、寬泛意義上的集合關(guān)系。在實踐中，其可以由數(shù)學(xué)應(yīng)用拓展到任何不同的事物群組之間的邏輯關(guān)系展示上，充分體現(xiàn)了集合的數(shù)學(xué)思想，雖然其形式并不特別精確，但卻可以通過直觀的大致關(guān)系，將抽象問題及復(fù)雜關(guān)系簡單化，有利于基于此進行深入的邏輯推理與知識理解。結(jié)合人類的認知特點來看，人腦在認知過程中體現(xiàn)出了清晰的層次性，而維恩圖同樣也具有較強的層次性，因此符合人類認知的基本方向，尤其在邏輯關(guān)系極強的科學(xué)類學(xué)科學(xué)習中，更是為學(xué)習者“抽絲剝繭”地把握內(nèi)在聯(lián)系提供了條件。在初中科學(xué)的概念學(xué)習中引入這一方法，主要表現(xiàn)為將重點的科學(xué)概念以集合圖形的形式表現(xiàn)出來，尤其注重對于易混淆、具有內(nèi)在聯(lián)系的科學(xué)概念的展示，讓學(xué)生能在相對輕松的氛圍中及時把握其聯(lián)系性，從而自主探索其中的深層含義，加深學(xué)生對于科學(xué)知識的理解，為其綜合素養(yǎng)的提高打下基礎(chǔ)。

2 維恩圖在初中科學(xué)概念學(xué)習中的具體應(yīng)用

2.1 應(yīng)用維恩圖學(xué)習植物氛圍的相關(guān)概念

對于初中學(xué)生來說，雖然在日常生活中接觸了不少植物，但是缺乏系統(tǒng)的專業(yè)學(xué)習。因此，對于各類植物之間的關(guān)系往往把握不準確，由于其中的關(guān)系較為復(fù)雜，且很容易混淆，不少學(xué)生就選擇了“死記硬背”的“笨方法”，這種死板的記憶方法往往過于僵硬，不利于知識的長期記憶，且缺乏深入理解的單一記憶也會再度造成概念的混淆。利用維恩圖展示無種子植物、種子植物、被子植物、蕨類植物等各類植物之間的聯(lián)系，可以將知識簡化，同時，教師也可以先向?qū)W生介紹維恩圖的簡單畫法，適當進行各類植物基本概念的講解，從而讓學(xué)生成為繪制維恩圖的主體，讓其依照概念內(nèi)容，通過維恩圖展示其中的內(nèi)在聯(lián)系，有效培養(yǎng)其主動探索、自主學(xué)習的綜合能力。

2.2 維恩圖在學(xué)習基礎(chǔ)化學(xué)中的應(yīng)用

如在學(xué)習初中科學(xué)中的基礎(chǔ)化學(xué)部分時，一個重要的教學(xué)目標就是讓學(xué)生掌握四大基本反應(yīng)類型以及氧化還原反應(yīng)，通過初期的講解，學(xué)生往往對于這幾種類型的單一特征較為熟悉，但受限于其知識儲備限制以及邏輯能力的不足，如果將這幾類概念結(jié)合在一起比較，就會很容易產(chǎn)生思維混亂的狀況，而這些反應(yīng)類型的內(nèi)在聯(lián)系恰恰也是教學(xué)的重難點工作。在教學(xué)中，教師可以從“迷惑性”較強的提問入手，如提問學(xué)生并要求其快速回答“是不是所有的置換反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)？”“那是不是所有的分解反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)呢？”在這些問題提出來時，學(xué)生的第一反應(yīng)往往是比較其概念在文字描述上的異同，因此，教師可以構(gòu)建關(guān)于這幾個反應(yīng)類型的維恩圖（如圖1），幫助學(xué)生快速、準確地做出判斷將復(fù)雜的關(guān)系直觀地體現(xiàn)在圖形中，既有利于學(xué)生進行理解與記憶，又具有極高的趣味性，體現(xiàn)了科學(xué)學(xué)科的強大魅力。

2.3 維恩圖在生物概念學(xué)習中的應(yīng)用

如在生存斗爭、種間斗爭、中內(nèi)斗爭這三大斗爭類型的概念學(xué)習中，學(xué)生很難形成準確的認知，教師應(yīng)當依照種間斗爭與種內(nèi)斗爭所體現(xiàn)出的反對關(guān)系、種內(nèi)斗爭、種間斗爭又從屬于生存斗爭、種間斗爭和種內(nèi)斗爭又各自包含豐富的形式這些基本內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在此基礎(chǔ)上把握關(guān)鍵信息，創(chuàng)設(shè)出維恩圖的情境，從而引導(dǎo)其構(gòu)建一套清晰的思維框架體系，利用各類知識之間的聯(lián)系去把握科學(xué)學(xué)習系統(tǒng)性、條理性的基本內(nèi)涵，從而有效提高其思維創(chuàng)新能力。

3 結(jié)束語

初中科學(xué)概念學(xué)習的基本目標就是讓學(xué)生形成對基礎(chǔ)性科學(xué)知識的整體性通識認知，有效激發(fā)其學(xué)習興趣與探索欲望，為其未來的深入學(xué)習與研究打下基礎(chǔ)。將維恩圖引入初中科學(xué)概念的學(xué)習，有利于將抽象、復(fù)雜的科學(xué)問題簡單化，引導(dǎo)學(xué)生形成知識遷移能力、把握聯(lián)系能力以及創(chuàng)新思維能力，因此，在未來的教學(xué)中應(yīng)當進行更加深入的應(yīng)用，從而讓初中科學(xué)的教學(xué)模式契合新課改和素質(zhì)教育的要求。

【參考文獻】

[1]黃林美.將“維恩圖”引入初中科學(xué)的概念學(xué)習研究[J].課程教育研究，2019（02）.