生物學教學概念圖應(yīng)用

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概念圖是意義學習的重要策略，國內(nèi)外大量的研究證明，它對于構(gòu)建個人概念結(jié)構(gòu)、提高學生解決問題的能力等方面都有很好的效果。概念圖在國外的生物學教學中已有了很廣泛的應(yīng)用，比如在美國，中小學教師都要求掌握概念圖的使用，從《美國國家教育技術(shù)標準》中所提到的教案范例和軟件資源中也可以看到，許多優(yōu)秀教案都使用了概念圖。隨著我國課程改革的推進，概念圖在生物學教學中正在受到重視，并且在互聯(lián)網(wǎng)的生物學教學論壇中也被廣大教師所關(guān)注。

1正確認識概念圖，轉(zhuǎn)變教學觀念

我國新一輪的生物學課程改革，要求我們面向全體學生，著眼于學生的全面發(fā)展和終身發(fā)展，這就意味著要尊重每一個學生，要給每一個學生提供學習的機會，使所有的學生通過生物學課程的學習，都能在原有的水平上得到提高、獲得發(fā)展，而概念圖教學為實現(xiàn)這個目標提供了一個很好的平臺。

首先，學生可以通過概念圖在原有認知基礎(chǔ)上構(gòu)建自己的認知結(jié)構(gòu)。概念是構(gòu)成生物學知識體系的重要組成部分，是教學的重點與難點。但傳統(tǒng)的死記硬背式的教學方式，雖然能讓學生記牢概念，但由于學生頭腦中的對各個概念之間缺乏聯(lián)系，很容易相互混淆或遺忘，不能有效地在實際中運用。有專家認為，教師或生物學學習中成績優(yōu)秀的學生與程度相對較差學生之間的區(qū)別，往往就在于是否能構(gòu)建出各個重要概念之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。概念圖作為表示概念與概念之間關(guān)系的空間網(wǎng)絡(luò)圖可以將概念之間聯(lián)系的這種隱性的關(guān)系顯性化，所以它可以作為幫助學生有效構(gòu)建個人認知體系的工具。

其次，概念圖也為讓教師了解學生的需要和差別提供了條件和依據(jù)。以學生為中心的教學要求我們把教學實踐建立在理解學習者需求的基礎(chǔ)上。生物課程標準對教學內(nèi)容的規(guī)定有很大的彈性，對于實現(xiàn)教學目標的手段、過程，特別是知識的前后順序都沒有做硬性的規(guī)定，比如將教學大綱中的動物和植物的個體發(fā)育合并為“生物的個體發(fā)育”一個知識點，生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用為選學內(nèi)容等。在這種情況下，教師在教學中有了自由的同時，也對教師提出了更高的要求。學生的興趣、實際生活也必需成為教師高度重視的課程資源。運用概念圖可以有效地呈現(xiàn)學生已有的知識背景，使教師能夠較好的適應(yīng)當前課程改革要求。

但由于概念圖教學與傳統(tǒng)的教學方法存在著較大的矛盾，教師和學生在開始接受它的時候可能會產(chǎn)生抵觸情緒。特別是如果教師和學生已經(jīng)適應(yīng)了傳統(tǒng)的死記硬背式的單向被動的教學方式，很可能會認為運用概念圖會加重他們的任務(wù)和負擔而不樂于使用。概念圖是基于建構(gòu)主義的一種教學策略，所以教師必須首先從根本上轉(zhuǎn)變教學觀念，理解并能接受建構(gòu)主義的教學思想，只有這樣教師才可能順利地接受概念圖的教學策略，并將其靈活有效地運用于教學中。

2結(jié)合教學實際情況，合理使用概念圖

雖然概念圖對于促進教學有著很顯著的作用，但它也不是萬能的，并不適用于所有的教學情境，我們不能不加選擇地盲目使用，而應(yīng)該分析教學的實際情況，根據(jù)教學的需要合理運用。

2.1了解學生的認知結(jié)構(gòu)加德納在多元智能理論中指出人有視覺—空間、身體—動覺等八種智能，教師應(yīng)該根據(jù)學生不同的智能特征來使用教學策略。與傳統(tǒng)的筆記學習方式相比，概念圖是一種圖形化的知識表示工具，教師可以引導學生運用概念圖進行頭腦風暴或組織自己的觀點等途徑開展教學，它能用來呈現(xiàn)圖形化組織的學習內(nèi)容，還可以幫助學生做視覺化筆記，它不僅要求學生記下關(guān)鍵概念并且強調(diào)它們之間的關(guān)系，還要求學生有意識地參與。對于有視覺學習趨向的學生來說，概念圖是一種有效的認知工具，利用概念圖會更有利于他們的學習，而對于其他類型學習趨向的學生，概念圖則有利于他們空間智能的發(fā)展。所以教師在教學中應(yīng)盡可能了解學生的認知特征和風格，針對不同的學生選用最合適的教學策略。

2.2根據(jù)教學目標的要求使用概念圖新的課程標準將學習目標分為知識、能力和情感態(tài)度價值觀三個維度。由于概念圖是組織和表征知識的工具，它包含眾多的概念，以及概念或命題之間的關(guān)系，所以對于以掌握知識為主要教學目標，且其中又包含較多復(fù)雜關(guān)系的概念的章節(jié)更適于使用概念圖教學，比如高中生物課程標準規(guī)定的“生態(tài)系統(tǒng)”一章的具體內(nèi)容目標中“分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律及其應(yīng)用”屬于知識類的目標，較適于使用概念圖教學。人教版《生物》實驗教材中在“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”一章的課后習題中就采用了概念圖：“將以下概念之間的關(guān)系用概念圖的形式表示出來——生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈、食物網(wǎng)、生產(chǎn)者、消費者、分解者、生物群落、初級消費者、次級消費者、三級消費者、第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級、第三營養(yǎng)級、第四營養(yǎng)級[1]”。又如高中《生物》課程標準中規(guī)定的“人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”一章的具體內(nèi)容標準中“概述人體免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用”屬于知識類的目標，也較適于使用概念圖教學。人教版《生物》實驗教材中“動物和人體生命活動的調(diào)節(jié)”一章的課后習題中也使用概念圖：“用概念圖的形式表示免疫、非特異性免疫、特異性免疫、細胞免疫、體液免疫等概念之間的關(guān)系[1]。”對于知識目標并非是主要教學目標的章節(jié)則可以選擇其他教學策略進行教學。

2.3在課堂教學的不同階段使用概念圖概念圖在生物學課堂教學過程中的應(yīng)用可以分為以下四個階段：

2.3.1備課教師課前的備課不僅要備教學內(nèi)容，更重要的還要備學生、備教學方法。學生是教育服務(wù)的對象，是教學的中心，更是一種重要的教學資源，而教學方法的設(shè)計也要根據(jù)學生的具體情況進行設(shè)計，所以備學生是教師備課中的關(guān)鍵一環(huán)。概念圖能反映學生頭腦中的已有經(jīng)驗，可以作為教師備課時很好的工具。教師可以在學生學習新單元知識的前兩三周（給教師留出足夠的時間對得到的資料進行整理和反思），讓學生結(jié)合頭腦風暴法聯(lián)系已知概念和相關(guān)的生活經(jīng)驗，繪制新單元中相關(guān)重要概念的概念圖的方式來了解學生的前認知，挖掘來自學生本身的課程資源。這樣，教師一方面可以發(fā)現(xiàn)學生已有認知中可能會有的錯誤概念以及錯誤認識，為教師創(chuàng)造出好的教學切入點，另一方面，還可以了解學生對相關(guān)概念和知識掌握的廣度和深度，從而確定教學的重點和難點，為在教學中做到有的放矢、達成師生、生生的有效對話并最終實現(xiàn)教學過程中的有意義學習奠定基礎(chǔ)。比如通過讓學生在課前繪制“人體的內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)”一章中“體溫恒定性”的概念圖，可以了解學生可能存在的錯誤認識如：認為只有生病是導致體溫改變的原因；流汗能把熱散出體外，所以體溫不改變；因為血液、血管的作用，所以體溫不改變；空氣由皮膚的小孔散出所以體溫不改變等。另外教師從中還可以了解到學生對于體溫調(diào)節(jié)概念的認識深度。

2.3.2導入在新單元教學的導入中，概念圖可以作為先行組織者應(yīng)用于課堂教學，激活學生已有的相關(guān)知識來支持學習。這種形式在美國生物學教材的教師用書中被作為一種教學方法來介紹。比如在《Biologyprinciples&explorations》美國生物學教材中第9單元“人體生物學”就引入了這種方法：“提醒學生器官是怎樣連接的，然后要求他們繪制一個表示出循環(huán)系統(tǒng)、心臟血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、淋巴系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)之間關(guān)系的圖示組織者，或者還可以運用在黑板上畫出概念圖的框架，讓學生填充的方式來導入教學。”[2]

2.3.3教學過程概念圖可以使師生頭腦中對概念關(guān)系隱性的認知方式顯性化，可以揭示師生認知結(jié)構(gòu)重疊的部分與相沖突的部分，從而引發(fā)有效對話。在課堂教學過程中運用概念圖教學可以總結(jié)為以下六個步驟：①教師和學生在理解的基礎(chǔ)上繪制概念圖以促進反思。②針對師生間的對話比較概念圖——教師可以把它作為練習在課前進行，或者直接進行課堂討論。在這里學生間對概念圖的討論也很重要，因為其他學生的想法對課堂整體學習氛圍的形成也很重要，它能幫助教師辨別學生共同的的錯誤認識的類型，從而使得有效對話在全體學生的基礎(chǔ)上開展而不僅僅是針對極個別的學生。③教師辨別出師生概念圖的重疊部分——同時必須認識到相同的認識并不一定意味著在概念圖中有相同的鏈接，相同的鏈接并不一定意味著對重要的概念的具體內(nèi)容有著相同的理解。④將師生概念圖重疊部分的內(nèi)容與學生自身認知結(jié)構(gòu)中相應(yīng)部分進行鏈接。⑤指出學生的知識結(jié)構(gòu)中缺失的但可能與學生已有認知有聯(lián)系的新概念或鏈接——這會使學生在自己構(gòu)建的概念圖的基礎(chǔ)上構(gòu)建新的認知結(jié)構(gòu)。⑥達成共識，并讓學生重畫概念圖來表示出新的觀點和鏈接并評估師生間觀點重合的程度[1]。

第①步到第④步可以看作是準備階段，第⑤步是教學階段，第⑥步是可以形成下階段的教學循環(huán)的發(fā)展性評價。它可以起到使教師監(jiān)控學生的學習過程的作用。這是一個可以給教師提供個性化反饋的反思過程，并為教師制定長遠的教學計劃奠定基礎(chǔ)。

2.3.4復(fù)習概念圖作為總結(jié)知識的工具在每個單元結(jié)束時的復(fù)習課上使用效果會更明顯，因為這樣不僅可以幫助學生理清眾多概念之間的復(fù)雜關(guān)系，而且有利于學生把握完整的知識結(jié)構(gòu)。我們可以看到人教版的生物學實驗教材和美國生物學教材中設(shè)計概念圖習題都分布在每個單元結(jié)束的單元復(fù)習題中。

2.4結(jié)合其他教學策略運用概念圖在課堂教學過程中，教師可以根據(jù)具體的教學情境，結(jié)合其他的教學策略（比如頭腦風暴法、合作學習、探究式學習、問題教學等）使用概念圖。比如在“光合作用”一節(jié)的教學中，教師可以將學生分成小組，把概念圖教學與頭腦風暴法、合作學習相結(jié)合來開展教學，學生既可以通過自己繪制概念圖來構(gòu)建自己關(guān)于光合作用的認知，還可以在與同學的合作討論中不斷發(fā)現(xiàn)問題，取長補短，在反思中不斷完善概念圖。另外教師還可以將概念圖與問題教學相結(jié)合，教師通過概念圖來呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)不良的問題，以激發(fā)學生的學習興趣。

2.5結(jié)合練習運用概念圖練習是課堂教學重要的組成部分。學生在熟練掌握概念圖的制作基本技能后，就可以通過概念圖來進行學習，教師則可在教學過程中結(jié)合練習運用概念圖。目前有關(guān)概念圖的練習主要有以下兩種題型：

填空任務(wù)型：教師從完整的概念圖中刪除某些節(jié)點或鏈接，要求學生填充完整。這種題型有兩個特點：①對于對概念圖還不是很熟悉的學生來說，由于這種形式的練習不需要學生進行整體的構(gòu)思，相對比較簡單，所以在開始時會比較容易被接受。人教版高中實驗教材中第一冊第一章“走進細胞”的課后練習中第一次出現(xiàn)的有關(guān)概念圖的練習就是以這種形式出現(xiàn)的。②答案具有單一性，作為評價方式出現(xiàn)時使評價更簡潔高效，所以這種題型是往年高考試題中出現(xiàn)的概念圖試題的主要題型。

制造任務(wù)型：教師參照生物學科知識的特定范圍，不給任何提示或只給出一個核心概念，讓學生圍繞這個提示或這個概念，聯(lián)想有關(guān)的知識、概念，創(chuàng)造性的構(gòu)圖。在學生已經(jīng)對概念圖的應(yīng)用比較熟悉時，教師可以使用這種形式的題目作為練習。人教版高中《生物》實驗教材中在后面的章節(jié)中這種形式概念圖的題型就比較常見了。比如在第一冊第5章的課后練習中就有這樣一道題目：“畫一個概念圖，將呼吸、呼吸作用、細胞呼吸、有氧呼吸和無氧呼吸這5個概念之間的內(nèi)在聯(lián)系表示清楚（概念的下面可加注少量文字）[4]。”在運用概念圖已經(jīng)有較長歷史的美國，每個單元后面的練習題基本上都是用類似的形式呈現(xiàn)的。在每一單元后面的練習中會先給出一個該單元中心概念的詞匯表，然后要求學生從中選擇一些概念來構(gòu)建關(guān)于題目中規(guī)定的關(guān)系的概念圖。比如在《Biologyprinciples&explorations》中第一單元“你和生物”課后的概念圖的題目：“單詞表：酸雨，生物，癌癥，控制，囊腫性纖維化，實驗，遺傳，HIV，動態(tài)平衡，假設(shè)，新陳代謝，多細胞的，觀察，pH，預(yù)測，原理。構(gòu)建一個表示科學探究過程中的關(guān)系的概念圖。使用盡可能多的上面單詞表中的術(shù)語。并且在你的概念圖中要盡可能使用以下術(shù)語：生物，觀察，交流，假設(shè)，預(yù)測，實驗，原理。視需要增加術(shù)語[2]。”這種題型給學生以更大的自由度，學生可以根據(jù)自己的理解來構(gòu)建概念圖，更有利于學生對概念之間關(guān)系理解的廣度和深度的情況，提供反饋信息，為下個階段的教學做好準備。

2.6結(jié)合計算機軟件運用概念圖近年來，概念圖在一定程度上是伴隨著從國外概念圖繪制軟件的引進，而在我國教學中逐步得以流行的。現(xiàn)在國內(nèi)外涌現(xiàn)出了很多可以繪制概念圖的工具，如MSOffice中的Word、PowerPoint和金山公司的WPS等，針對概念圖的設(shè)計特點而開發(fā)的軟件也很多，但目前得到大家公認的適合學校教學使用的概念圖工具軟件主要是Inspiration。