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【摘要】本文从中学化学概念图教学的现状分析入手，将体验式学习理论融入教学软件的设计理念中，对中学化学体验式概念图学习软件的内涵、特点以及实现技术进行了讨论，以期能为化学教学的实践研究提供一定的参考。
【关键词】中学化学教学 概念图教学 学习方式转变 体验式概念图学习软件
【基金项目】西安文理学院“大学生创新创业训练计划”项目（项目编号：201250），陕西省教育厅2013年科学研究计划（项目编号：2013JK0427）。
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）09-0163-02
概念图教学作为一种教学方式和教学策略，不仅有利于一系列零星、细碎的知识变得整体化、有序化、结构化和系统化，还能充分揭示理论和实践的关系，揭示研究问题的方法和途径，揭示知识发现、更新和完善的全过程。可见，概念图教学对学生迁移能力、探究能力、普遍联系能力，以及解决实际问题能力的形成有很大的影响。
现行中学化学课程标准中各个知识点纵横交叉，相互联系；点可连成线，线可连成面，面可结成网，形成一个立体网状的整体知识结构。通过知识的整体化，可以使看起来零星、细碎的知识变得有序化、网络化，从而充分揭示理论和实践的关系，揭示研究问题的方法和途径，体现知识发现、更新、完善的全过程。那么如何在课堂教学中形成知识的整体化？笔者认为解决这个问题比较有效的方法就是教会学生使用概念图知识。概念图作为一种学习的策略，能促使学生整合新旧知识，建构知识网络和知识结构，从而使学生从整体上把握知识。
信息技术飞速发展为中学化学概念图教学创造了新的契机，利用信息技术完善概念图教学，开发中学化学体验式概念图学习软件，以促进学生的学习与发展。
1.中学化学体验式概念图学习软件
完整提出体验式学习理论的是美国学者大卫·库伯（David·Kolb），他根据经验形成的整体特征，构建了体验式学习模型——“体验式学习圈”，用四个节点建立起四阶段理论模型：具体体验、观察反思、抽象概念的形成以及在新情境中检验概念的意义[2]。体验式学习强调实践活动对个人发展的影响，重视角色体验在学习中的作用。在信息技术时代，体验式学习是一种以学习者为主体，在一定环境中使学生主动真实的亲历或虚拟的亲历、反思来获得知识、技能和态度的学习方式[3]。
在信息时代和知识经济的条件下，其核心就是要求学习者转变自身的学习方式，由“学”走向“会学”，从而成为创新型的信息化人才。在新课程改革到实施的过程中，其中心同样是转变学习者的学习方式，而在计算机辅助教学到深层次课程整合的过程中，也是围绕转变学习者的学习方式而展开。新课程的实施通过加强科学探究，从而培养学习者的科学素养以及分析和解决问题的能力；深层次课程整合则是通过创设新型学习环境而培养学习者的信息素养和创新能力，这两方面的目的都是培养学习者成为创新型和信息化人才。加强科学探究和创设新型学习环境都可以通过体验式学习来实现，也就是说可以通过开发设计体验式学习软件实现对创新型信息化人才的培养。
通过分析，笔者认为要能较好地服务于体验式学习，体验式学习软件应该具备以下四个方面的特点：
（1）主动主体性
体验式学习软件是以促进学习者主动探究为核心的，应尽可能做到有助于学习者保持独立的持续探究的兴趣，丰富其对学习的体验，养成合作与共享的个性品质，提高独立思考的能力，以及形成尊重事实的科学态度。
（2）交互实践性
进行软件的设计时应利用最常见的交互为学习者进行实践提供参与平台，以方便学习者在整个过程中亲身经历、主动参与和积极体验，力求学习者在学习过程的实践中能实现心理和生理的全方位多重投入和响应，使学习者在体验中逐渐掌握学习的一般规律和方法，这就要求为学习者提供能够进行自主实践的交互，也就是说在正常情况下基本上可以全方位的控制对象，如果出现操作不当的情况，程序会进行提示或反应出错误现象。在体验式学习软件中经常用到的交互形式大致就是鼠标随意拖放，鼠标拖放引起的冲突触发、鼠标点击、鼠标输入选取、键盘控制、键盘输入和弹出信息等七种形式。
（3）智能反馈性
体验式学习软件的智能反馈性主要体现在软件智能化上。由于此类软件设计的主要目的是使学习者在交互中发现问题、提出问题、分析问题、得到提示和指导、解决问题，进行知识技能的自我主动建构。因此，软件在进行错误诊断的设计时采用事件机制，对实体的属性进行获取、判断和设置。在设计中考虑可能发生的反应现象以及满足什么条件可激发哪些事件，而不仅仅满足于作出提示和指导，对于具体的科学探究过程则完全由学习者控制，一切由事件机制向学习者反馈具体的实验细节。也就是说，学习者使用交互式操作，引发事件驱动，通过智能诊断机制判断学习者的学习水平，对学习过程中常见的错误，分析其产生原因，同时向学习者提出更改建议以及进一步的学习内容，使软件具备诊断和纠错的能力，体现出软件的部分智能化功能。与此同时，该软件还应对学习者的操作路径进行跟踪，并作出相应的反馈及评价。
（4）开放整合性
体验式学习软件的开放整合性包含开放性和整合性两个层面的含义。开放性是指体验式学习软件应该是结构和内容上不断丰富、完善和提高的计算机程序，只有这样才能保证其对于学习者体验科学探究过程的适应性，因此，此类软件可以是较为完善的大型软件，也可以是符合学习要求的一系列素材或元件，还可以是学习平台的核心要素。整合性使体验式学习软件应具有较强整合信息技术及其资源的能力，并能将教学结构或学习环境中其它各要素协调和组织好为体验式学习服务。例如，适当形式的链接可以将互联网上的相关信息或平台整合进来，或通过一定的平台可以超越时空将教师或学伴形成学习共同体，或围绕一个主题将不同形式的探究学习内容整合在一起。 2.中学化学体验式概念图学习软件的开发技术
体验式学习软件在研发中按照面向对象的编程思想要求，将虚拟场景对象化，在对象化的原理中包含虚拟场景的相关属性，要求既能模拟学习内容的真实环境，又要体现该软件的各种特点。因此，笔者选择Macromedia公司开发的Flash软件作为开发平台。
Flash丰富的图形处理功能，能保证图形图像在缩放后不会失真变形，十分适合制作学习者在体验科学探究过程中用到的各种场景、道具、动作等实物，完全可以满足体验式学习软件中对情景虚拟性的要求。
ActionScript语言是利用Flash软件实现体验式学习软件的智能反馈性的基础。将这种编程思想变通后应用到体验式学习软件中，可以使将开发的体验式学习软件具有一定的智能性。软件的交互实践性则可以通过影片剪辑事件、组件事件和时间轴交互来实现。使用Flash软件开发的体验式学习软件中可能有多种交互事件，例如各种鼠标事件、键盘事件、数据交换等，通过对这些事件的处理，开发者可实现全交互的效果。另外，对于Flash软件开发的复杂应用程序，可以通过注册事件侦听器来实现。
3.中学化学体验式概念图学习软件的实现
3.1智能性的实现
软件的智能型主要体现在两个方面：一方面是可以使用鼠标对实验进行操作。另一方面，学生可以选择不同的实验进行多次操作，以达到掌握知识的目的。用到的函数及其作用如图1：
3.2 交互性的实现
该软件的成功开发，可以大大增加学习者的参与课堂教学的机会，因此，很好的改变了传统教学中的授课模式，实现了教育软件与学生的交互性。用到的函数及其作用如图2：
3.3 探究性的实现
在未知溶液模块中，由于鉴别方法是多样的，学生可以自主选择试剂对未知溶液中的特征离子进行鉴别，这就锻炼了学生的自主探究能力。用到的函数及其作用如图3：
3.4可扩展性的实现
Flash8.0制作出的教育游戏软件，可以根据笔者的需要，进行扩展，笔者只需添加相关链接即可。用到的函数及其作用如图4：
4.结束语
当前有效利用于教学的学习软件在我国的研发领域尚处于起步阶段，在各种设计模型和设计理念指导下开发出的行之有效的教学软件极为缺乏。希望“体验式学习软件”的设计理念和开发方式以及教学应用实践，能为教学软件的设计领域探索一条较为细化的可操作之路。后续研究将在基于该理念进行实际的教学软件开发的基础上，通过调查和应用研究检验该理论的可行性和有效性，通过在实践中不断完善，创造出真正以学习者为中心，面向学习者的教学软件。
参考文献：
[1]刘儒德，陈琦. 计算机整合于教育：作为学习对象、学习工具和教学工具[J]. 电化教育研究，1999，（11）：42-44.
[2]Kolb， D.A. Experiential learning： experience as the source of learning and development [M]. Englewood Cliffs， ew Jersey： Prentice-Hall， 1984.
[3]李芒. 信息化学习方式[M]. 北京：北京师范大学出版社，2006.
[4]尚俊杰，庄绍勇，李芳乐，李浩文. 教育游戏的动机、成效及若干问题之探讨[J]. 电化教育研究，2008，（6）：65-69，76.
[5]马文礼，冉鸣. 一种新型化学课件在科学探究教学中的应用[J]. 化学教育，2008，（1）：60-61.
[6]吴海燕，刘源，冉鸣. 交互仿真智能性课件运用于气体溶解教学初探[J]. 化学教育，2008，（2）：55-57.
[7]黄红梅，严海林，谢康，冉鸣. 应用交互智能性教学课件培养学生探究能力初探[J]. 化学教学，2008，（3）：46-49.
[8]娄珀瑜，冉鸣. 基于网络的化学分层实验教学探索[J]. 中小学信息技术教育，2008，（7）：66-67.
【关键词】中学化学教学 概念图教学 学习方式转变 体验式概念图学习软件
【基金项目】西安文理学院“大学生创新创业训练计划”项目（项目编号：201250），陕西省教育厅2013年科学研究计划（项目编号：2013JK0427）。
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）09-0163-02
概念图教学作为一种教学方式和教学策略，不仅有利于一系列零星、细碎的知识变得整体化、有序化、结构化和系统化，还能充分揭示理论和实践的关系，揭示研究问题的方法和途径，揭示知识发现、更新和完善的全过程。可见，概念图教学对学生迁移能力、探究能力、普遍联系能力，以及解决实际问题能力的形成有很大的影响。
现行中学化学课程标准中各个知识点纵横交叉，相互联系；点可连成线，线可连成面，面可结成网，形成一个立体网状的整体知识结构。通过知识的整体化，可以使看起来零星、细碎的知识变得有序化、网络化，从而充分揭示理论和实践的关系，揭示研究问题的方法和途径，体现知识发现、更新、完善的全过程。那么如何在课堂教学中形成知识的整体化？笔者认为解决这个问题比较有效的方法就是教会学生使用概念图知识。概念图作为一种学习的策略，能促使学生整合新旧知识，建构知识网络和知识结构，从而使学生从整体上把握知识。
信息技术飞速发展为中学化学概念图教学创造了新的契机，利用信息技术完善概念图教学，开发中学化学体验式概念图学习软件，以促进学生的学习与发展。
1.中学化学体验式概念图学习软件
完整提出体验式学习理论的是美国学者大卫·库伯（David·Kolb），他根据经验形成的整体特征，构建了体验式学习模型——“体验式学习圈”，用四个节点建立起四阶段理论模型：具体体验、观察反思、抽象概念的形成以及在新情境中检验概念的意义[2]。体验式学习强调实践活动对个人发展的影响，重视角色体验在学习中的作用。在信息技术时代，体验式学习是一种以学习者为主体，在一定环境中使学生主动真实的亲历或虚拟的亲历、反思来获得知识、技能和态度的学习方式[3]。
在信息时代和知识经济的条件下，其核心就是要求学习者转变自身的学习方式，由“学”走向“会学”，从而成为创新型的信息化人才。在新课程改革到实施的过程中，其中心同样是转变学习者的学习方式，而在计算机辅助教学到深层次课程整合的过程中，也是围绕转变学习者的学习方式而展开。新课程的实施通过加强科学探究，从而培养学习者的科学素养以及分析和解决问题的能力；深层次课程整合则是通过创设新型学习环境而培养学习者的信息素养和创新能力，这两方面的目的都是培养学习者成为创新型和信息化人才。加强科学探究和创设新型学习环境都可以通过体验式学习来实现，也就是说可以通过开发设计体验式学习软件实现对创新型信息化人才的培养。
通过分析，笔者认为要能较好地服务于体验式学习，体验式学习软件应该具备以下四个方面的特点：
（1）主动主体性
体验式学习软件是以促进学习者主动探究为核心的，应尽可能做到有助于学习者保持独立的持续探究的兴趣，丰富其对学习的体验，养成合作与共享的个性品质，提高独立思考的能力，以及形成尊重事实的科学态度。
（2）交互实践性
进行软件的设计时应利用最常见的交互为学习者进行实践提供参与平台，以方便学习者在整个过程中亲身经历、主动参与和积极体验，力求学习者在学习过程的实践中能实现心理和生理的全方位多重投入和响应，使学习者在体验中逐渐掌握学习的一般规律和方法，这就要求为学习者提供能够进行自主实践的交互，也就是说在正常情况下基本上可以全方位的控制对象，如果出现操作不当的情况，程序会进行提示或反应出错误现象。在体验式学习软件中经常用到的交互形式大致就是鼠标随意拖放，鼠标拖放引起的冲突触发、鼠标点击、鼠标输入选取、键盘控制、键盘输入和弹出信息等七种形式。
（3）智能反馈性
体验式学习软件的智能反馈性主要体现在软件智能化上。由于此类软件设计的主要目的是使学习者在交互中发现问题、提出问题、分析问题、得到提示和指导、解决问题，进行知识技能的自我主动建构。因此，软件在进行错误诊断的设计时采用事件机制，对实体的属性进行获取、判断和设置。在设计中考虑可能发生的反应现象以及满足什么条件可激发哪些事件，而不仅仅满足于作出提示和指导，对于具体的科学探究过程则完全由学习者控制，一切由事件机制向学习者反馈具体的实验细节。也就是说，学习者使用交互式操作，引发事件驱动，通过智能诊断机制判断学习者的学习水平，对学习过程中常见的错误，分析其产生原因，同时向学习者提出更改建议以及进一步的学习内容，使软件具备诊断和纠错的能力，体现出软件的部分智能化功能。与此同时，该软件还应对学习者的操作路径进行跟踪，并作出相应的反馈及评价。
（4）开放整合性
体验式学习软件的开放整合性包含开放性和整合性两个层面的含义。开放性是指体验式学习软件应该是结构和内容上不断丰富、完善和提高的计算机程序，只有这样才能保证其对于学习者体验科学探究过程的适应性，因此，此类软件可以是较为完善的大型软件，也可以是符合学习要求的一系列素材或元件，还可以是学习平台的核心要素。整合性使体验式学习软件应具有较强整合信息技术及其资源的能力，并能将教学结构或学习环境中其它各要素协调和组织好为体验式学习服务。例如，适当形式的链接可以将互联网上的相关信息或平台整合进来，或通过一定的平台可以超越时空将教师或学伴形成学习共同体，或围绕一个主题将不同形式的探究学习内容整合在一起。 2.中学化学体验式概念图学习软件的开发技术
体验式学习软件在研发中按照面向对象的编程思想要求，将虚拟场景对象化，在对象化的原理中包含虚拟场景的相关属性，要求既能模拟学习内容的真实环境，又要体现该软件的各种特点。因此，笔者选择Macromedia公司开发的Flash软件作为开发平台。
Flash丰富的图形处理功能，能保证图形图像在缩放后不会失真变形，十分适合制作学习者在体验科学探究过程中用到的各种场景、道具、动作等实物，完全可以满足体验式学习软件中对情景虚拟性的要求。
ActionScript语言是利用Flash软件实现体验式学习软件的智能反馈性的基础。将这种编程思想变通后应用到体验式学习软件中，可以使将开发的体验式学习软件具有一定的智能性。软件的交互实践性则可以通过影片剪辑事件、组件事件和时间轴交互来实现。使用Flash软件开发的体验式学习软件中可能有多种交互事件，例如各种鼠标事件、键盘事件、数据交换等，通过对这些事件的处理，开发者可实现全交互的效果。另外，对于Flash软件开发的复杂应用程序，可以通过注册事件侦听器来实现。
3.中学化学体验式概念图学习软件的实现
3.1智能性的实现
软件的智能型主要体现在两个方面：一方面是可以使用鼠标对实验进行操作。另一方面，学生可以选择不同的实验进行多次操作，以达到掌握知识的目的。用到的函数及其作用如图1：
3.2 交互性的实现
该软件的成功开发，可以大大增加学习者的参与课堂教学的机会，因此，很好的改变了传统教学中的授课模式，实现了教育软件与学生的交互性。用到的函数及其作用如图2：
3.3 探究性的实现
在未知溶液模块中，由于鉴别方法是多样的，学生可以自主选择试剂对未知溶液中的特征离子进行鉴别，这就锻炼了学生的自主探究能力。用到的函数及其作用如图3：
3.4可扩展性的实现
Flash8.0制作出的教育游戏软件，可以根据笔者的需要，进行扩展，笔者只需添加相关链接即可。用到的函数及其作用如图4：
4.结束语
当前有效利用于教学的学习软件在我国的研发领域尚处于起步阶段，在各种设计模型和设计理念指导下开发出的行之有效的教学软件极为缺乏。希望“体验式学习软件”的设计理念和开发方式以及教学应用实践，能为教学软件的设计领域探索一条较为细化的可操作之路。后续研究将在基于该理念进行实际的教学软件开发的基础上，通过调查和应用研究检验该理论的可行性和有效性，通过在实践中不断完善，创造出真正以学习者为中心，面向学习者的教学软件。
参考文献：
[1]刘儒德，陈琦. 计算机整合于教育：作为学习对象、学习工具和教学工具[J]. 电化教育研究，1999，（11）：42-44.
[2]Kolb， D.A. Experiential learning： experience as the source of learning and development [M]. Englewood Cliffs， ew Jersey： Prentice-Hall， 1984.
[3]李芒. 信息化学习方式[M]. 北京：北京师范大学出版社，2006.
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[6]吴海燕，刘源，冉鸣. 交互仿真智能性课件运用于气体溶解教学初探[J]. 化学教育，2008，（2）：55-57.
[7]黄红梅，严海林，谢康，冉鸣. 应用交互智能性教学课件培养学生探究能力初探[J]. 化学教学，2008，（3）：46-49.
[8]娄珀瑜，冉鸣. 基于网络的化学分层实验教学探索[J]. 中小学信息技术教育，2008，（7）：66-67.