概念图在生物学教学中的应用，本文主要内容关键词为：生物学论文,概念图论文,教学中论文，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。
概念图是意义学习的重要策略，国内外大量的研究证明，它对于构建个人概念结构、提高学生解决问题的能力等方面都有很好的效果。概念图在国外的生物学教学中已有了很广泛的应用，比如在美国，中小学教师都要求掌握概念图的使用，从《美国国家教育技术标准》中所提到的教案范例和软件资源中也可以看到，许多优秀教案都使用了概念图。随着我国课程改革的推进，概念图在生物学教学中正在受到重视，并且在互联网的生物学教学论坛中也被广大教师所关注。
1 正确认识概念图，转变教学观念
我国新一轮的生物学课程改革，要求我们面向全体学生，着眼于学生的全面发展和终身发展，这就意味着要尊重每一个学生，要给每一个学生提供学习的机会，使所有的学生通过生物学课程的学习，都能在原有的水平上得到提高、获得发展，而概念图教学为实现这个目标提供了一个很好的平台。
首先，学生可以通过概念图在原有认知基础上构建自己的认知结构。概念是构成生物学知识体系的重要组成部分，是教学的重点与难点。但传统的死记硬背式的教学方式，虽然能让学生记牢概念，但由于学生头脑中的对各个概念之间缺乏联系，很容易相互混淆或遗忘，不能有效地在实际中运用。有专家认为，教师或生物学学习中成绩优秀的学生与程度相对较差学生之间的区别，往往就在于是否能构建出各个重要概念之间的联系网络。概念图作为表示概念与概念之间关系的空间网络图可以将概念之间联系的这种隐性的关系显性化，所以它可以作为帮助学生有效构建个人认知体系的工具。
其次，概念图也为让教师了解学生的需要和差别提供了条件和依据。以学生为中心的教学要求我们把教学实践建立在理解学习者需求的基础上。生物课程标准对教学内容的规定有很大的弹性，对于实现教学目标的手段、过程，特别是知识的前后顺序都没有做硬性的规定，比如将教学大纲中的动物和植物的个体发育合并为“生物的个体发育”一个知识点，生物固氮在农业生产中的应用为选学内容等。在这种情况下，教师在教学中有了自由的同时，也对教师提出了更高的要求。学生的兴趣、实际生活也必需成为教师高度重视的课程资源。运用概念图可以有效地呈现学生已有的知识背景，使教师能够较好的适应当前课程改革要求。
但由于概念图教学与传统的教学方法存在着较大的矛盾，教师和学生在开始接受它的时候可能会产生抵触情绪。特别是如果教师和学生已经适应了传统的死记硬背式的单向被动的教学方式，很可能会认为运用概念图会加重他们的任务和负担而不乐于使用。概念图是基于建构主义的一种教学策略，所以教师必须首先从根本上转变教学观念，理解并能接受建构主义的教学思想，只有这样教师才可能顺利地接受概念图的教学策略，并将其灵活有效地运用于教学中。
2 结合教学实际情况，合理使用概念图
虽然概念图对于促进教学有着很显著的作用，但它也不是万能的，并不适用于所有的教学情境，我们不能不加选择地盲目使用，而应该分析教学的实际情况，根据教学的需要合理运用。
2.1 了解学生的认知结构 加德纳在多元智能理论中指出人有视觉—空间、身体—动觉等八种智能，教师应该根据学生不同的智能特征来使用教学策略。与传统的笔记学习方式相比，概念图是一种图形化的知识表示工具，教师可以引导学生运用概念图进行头脑风暴或组织自己的观点等途径开展教学，它能用来呈现图形化组织的学习内容，还可以帮助学生做视觉化笔记，它不仅要求学生记下关键概念并且强调它们之间的关系，还要求学生有意识地参与。对于有视觉学习趋向的学生来说，概念图是一种有效的认知工具，利用概念图会更有利于他们的学习，而对于其他类型学习趋向的学生，概念图则有利于他们空间智能的发展。所以教师在教学中应尽可能了解学生的认知特征和风格，针对不同的学生选用最合适的教学策略。
2.2 根据教学目标的要求使用概念图 新的课程标准将学习目标分为知识、能力和情感态度价值观三个维度。由于概念图是组织和表征知识的工具，它包含众多的概念，以及概念或命题之间的关系，所以对于以掌握知识为主要教学目标，且其中又包含较多复杂关系的概念的章节更适于使用概念图教学，比如高中生物课程标准规定的“生态系统”一章的具体内容目标中“分析生态系统的物质循环和能量流动的基本规律及其应用”属于知识类的目标，较适于使用概念图教学。人教版《生物》实验教材中在“生态系统及其稳定性”一章的课后习题中就采用了概念图：“将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来——生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级[1]”。又如高中《生物》课程标准中规定的“人体的内环境与稳态”一章的具体内容标准中“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”属于知识类的目标，也较适于使用概念图教学。人教版《生物》实验教材中“动物和人体生命活动的调节”一章的课后习题中也使用概念图：“用概念图的形式表示免疫、非特异性免疫、特异性免疫、细胞免疫、体液免疫等概念之间的关系[1]。”对于知识目标并非是主要教学目标的章节则可以选择其他教学策略进行教学。
2.3 在课堂教学的不同阶段使用概念图 概念图在生物学课堂教学过程中的应用可以分为以下四个阶段：
2.3.1 备课 教师课前的备课不仅要备教学内容，更重要的还要备学生、备教学方法。学生是教育服务的对象，是教学的中心，更是一种重要的教学资源，而教学方法的设计也要根据学生的具体情况进行设计，所以备学生是教师备课中的关键一环。概念图能反映学生头脑中的已有经验，可以作为教师备课时很好的工具。教师可以在学生学习新单元知识的前两三周（给教师留出足够的时间对得到的资料进行整理和反思），让学生结合头脑风暴法联系已知概念和相关的生活经验，绘制新单元中相关重要概念的概念图的方式来了解学生的前认知，挖掘来自学生本身的课程资源。这样，教师一方面可以发现学生已有认知中可能会有的错误概念以及错误认识，为教师创造出好的教学切入点，另一方面，还可以了解学生对相关概念和知识掌握的广度和深度，从而确定教学的重点和难点，为在教学中做到有的放矢、达成师生、生生的有效对话并最终实现教学过程中的有意义学习奠定基础。比如通过让学生在课前绘制“人体的内环境和稳态”一章中“体温恒定性”的概念图，可以了解学生可能存在的错误认识如：认为只有生病是导致体温改变的原因；流汗能把热散出体外，所以体温不改变；因为血液、血管的作用，所以体温不改变；空气由皮肤的小孔散出所以体温不改变等。另外教师从中还可以了解到学生对于体温调节概念的认识深度。
2.3.2 导入 在新单元教学的导入中，概念图可以作为先行组织者应用于课堂教学，激活学生已有的相关知识来支持学习。这种形式在美国生物学教材的教师用书中被作为一种教学方法来介绍。比如在《Biology principles & explorations》美国生物学教材中第9单元“人体生物学”就引入了这种方法：“提醒学生器官是怎样连接的，然后要求他们绘制一个表示出循环系统、心脏血管系统、免疫系统、淋巴系统、呼吸系统之间关系的图示组织者，或者还可以运用在黑板上画出概念图的框架，让学生填充的方式来导入教学。”[2]
2.3.3 教学过程 概念图可以使师生头脑中对概念关系隐性的认知方式显性化，可以揭示师生认知结构重叠的部分与相冲突的部分，从而引发有效对话。在课堂教学过程中运用概念图教学可以总结为以下六个步骤：①教师和学生在理解的基础上绘制概念图以促进反思。②针对师生间的对话比较概念图——教师可以把它作为练习在课前进行，或者直接进行课堂讨论。在这里学生间对概念图的讨论也很重要，因为其他学生的想法对课堂整体学习氛围的形成也很重要，它能帮助教师辨别学生共同的的错误认识的类型，从而使得有效对话在全体学生的基础上开展而不仅仅是针对极个别的学生。③教师辨别出师生概念图的重叠部分——同时必须认识到相同的认识并不一定意味着在概念图中有相同的链接，相同的链接并不一定意味着对重要的概念的具体内容有着相同的理解。④将师生概念图重叠部分的内容与学生自身认知结构中相应部分进行链接。⑤指出学生的知识结构中缺失的但可能与学生已有认知有联系的新概念或链接——这会使学生在自己构建的概念图的基础上构建新的认知结构。⑥达成共识，并让学生重画概念图来表示出新的观点和链接并评估师生间观点重合的程度[1]。
第①步到第④步可以看作是准备阶段，第⑤步是教学阶段，第⑥步是可以形成下阶段的教学循环的发展性评价。它可以起到使教师监控学生的学习过程的作用。这是一个可以给教师提供个性化反馈的反思过程，并为教师制定长远的教学计划奠定基础。
2.3.4 复习 概念图作为总结知识的工具在每个单元结束时的复习课上使用效果会更明显，因为这样不仅可以帮助学生理清众多概念之间的复杂关系，而且有利于学生把握完整的知识结构。我们可以看到人教版的生物学实验教材和美国生物学教材中设计概念图习题都分布在每个单元结束的单元复习题中。
2.4 结合其他教学策略运用概念图 在课堂教学过程中，教师可以根据具体的教学情境，结合其他的教学策略（比如头脑风暴法、合作学习、探究式学习、问题教学等）使用概念图。比如在“光合作用”一节的教学中，教师可以将学生分成小组，把概念图教学与头脑风暴法、合作学习相结合来开展教学，学生既可以通过自己绘制概念图来构建自己关于光合作用的认知，还可以在与同学的合作讨论中不断发现问题，取长补短，在反思中不断完善概念图。另外教师还可以将概念图与问题教学相结合，教师通过概念图来呈现结构不良的问题，以激发学生的学习兴趣。
2.5 结合练习运用概念图 练习是课堂教学重要的组成部分。学生在熟练掌握概念图的制作基本技能后，就可以通过概念图来进行学习，教师则可在教学过程中结合练习运用概念图。目前有关概念图的练习主要有以下两种题型：
填空任务型：教师从完整的概念图中删除某些节点或链接，要求学生填充完整。这种题型有两个特点：①对于对概念图还不是很熟悉的学生来说，由于这种形式的练习不需要学生进行整体的构思，相对比较简单，所以在开始时会比较容易被接受。人教版高中实验教材中第一册第一章“走进细胞”的课后练习中第一次出现的有关概念图的练习就是以这种形式出现的。②答案具有单一性，作为评价方式出现时使评价更简洁高效，所以这种题型是往年高考试题中出现的概念图试题的主要题型。
制造任务型：教师参照生物学科知识的特定范围，不给任何提示或只给出一个核心概念，让学生围绕这个提示或这个概念，联想有关的知识、概念，创造性的构图。在学生已经对概念图的应用比较熟悉时，教师可以使用这种形式的题目作为练习。人教版高中《生物》实验教材中在后面的章节中这种形式概念图的题型就比较常见了。比如在第一册第5章的课后练习中就有这样一道题目：“画一个概念图，将呼吸、呼吸作用、细胞呼吸、有氧呼吸和无氧呼吸这5个概念之间的内在联系表示清楚（概念的下面可加注少量文字）[4]。”在运用概念图已经有较长历史的美国，每个单元后面的练习题基本上都是用类似的形式呈现的。在每一单元后面的练习中会先给出一个该单元中心概念的词汇表，然后要求学生从中选择一些概念来构建关于题目中规定的关系的概念图。比如在《Biology principles & explorations》中第一单元“你和生物”课后的概念图的题目：“单词表：酸雨，生物，癌症，控制，囊肿性纤维化，实验，遗传，HIV，动态平衡，假设，新陈代谢，多细胞的，观察，pH，预测，原理。构建一个表示科学探究过程中的关系的概念图。使用尽可能多的上面单词表中的术语。并且在你的概念图中要尽可能使用以下术语：生物，观察，交流，假设，预测，实验，原理。视需要增加术语[2]。”这种题型给学生以更大的自由度，学生可以根据自己的理解来构建概念图，更有利于学生对概念之间关系理解的广度和深度的情况，提供反馈信息，为下个阶段的教学做好准备。
2.6 结合计算机软件运用概念图 近年来，概念图在一定程度上是伴随着从国外概念图绘制软件的引进，而在我国教学中逐步得以流行的。现在国内外涌现出了很多可以绘制概念图的工具，如MS Office中的Word、PowerPoint和金山公司的WPS等，针对概念图的设计特点而开发的软件也很多，但目前得到大家公认的适合学校教学使用的概念图工具软件主要是Inspiration。