概念和概念圖在生物教學(xué)實踐中的應(yīng)用

黃春曉

一、概念

概念是人腦在感覺、知覺和表象的基礎(chǔ)上，對感性材料由表及里的思維加工和改造的產(chǎn)物，科學(xué)認(rèn)識的成果首先是通過概念來概括和總結(jié)的。生物學(xué)正是通過一系列的概念作為分析、判斷、綜合、推理等邏輯思維的依據(jù)，來揭示這門學(xué)科的基本規(guī)律。生物學(xué)概念是生物學(xué)學(xué)科思維的基本單位。浙科版《生物學(xué)》（2005年8月第一版）的附錄上共有211個生物學(xué)概念，其中必修本有154個，選修本上有57個。而實際上新課程中的概念系統(tǒng)是由相應(yīng)的模塊觀點引領(lǐng)的，如必修一模塊《分子與細(xì)胞》中的細(xì)胞就是一個大的概念，其中又有很多小的概念，要求我們從分子和細(xì)胞水平去認(rèn)識生命系統(tǒng)。在課堂教學(xué)實踐的過程中，教師一定要強(qiáng)調(diào)概念的理解和應(yīng)用，以及概念和概念間的層級關(guān)系。只有這樣，我們才能更好地幫助學(xué)生理解和掌握生物學(xué)概念，從而更好地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識。

二、概念圖

1.概念圖

概念圖是以命題的形式顯示概念間的意義聯(lián)系，并用具體事例加以說明，來展示概念間層級結(jié)構(gòu)的示意圖。概念圖是用來組織和表征知識的工具。它通常是將有關(guān)某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中，用各種連線將相關(guān)的概念或命題連接，這樣就形成了關(guān)于該主題的概念或命題的知識網(wǎng)絡(luò)，以此形象化的方式表征學(xué)習(xí)者的知識結(jié)構(gòu)及對某一主題的理解。因此，通常概念圖被認(rèn)為有助于創(chuàng)意想象，可以作為腦力激蕩的工具，有助于人們在學(xué)習(xí)復(fù)雜概念時理清思路，指明方向。

例如，圖①這種概念圖可以很好的幫助我們在教學(xué)實踐的過程中，讓學(xué)生理解大分子和小分子物質(zhì)在跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞街惺且允裁捶绞匠鋈爰?xì)胞的？以及小分子物質(zhì)出入細(xì)胞的方式和被動轉(zhuǎn)運(yùn)的方式，并且這些概念之間的關(guān)系非常形象，一目了然，很快就構(gòu)成了概念的一個知識網(wǎng)絡(luò)。

2.概念圖的結(jié)構(gòu)

概念圖的結(jié)構(gòu)一般包括概念、命題、連接和層次四個要素。

（1）概念概念是感知到的事物的規(guī)則屬性，通常用專用名詞或符號表示。如圖②中的染色體、蛋白質(zhì)、DNA等都是概念。

（2）命題命題是對事物現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)和規(guī)則的陳述。在概念圖中，命題是兩個概念之間通過某個連接詞而形成的意義關(guān)系。如圖②中的“縮合”就是一個連接詞，它表示“氨基酸”和“蛋白質(zhì)”之間的意義關(guān)系，即“蛋白質(zhì)”是由“氨基酸”通過“縮合反應(yīng)”形成的。

（3）連接連接表示不同知識領(lǐng)域概念之間的相互關(guān)系。連接概念的直線可以交錯，但向上或向兩側(cè)聯(lián)系時需加箭頭（沒有箭頭時默認(rèn)由上往下）。不同知識領(lǐng)域或分支間概念的連線就是交叉連接，交叉連接常常形成方向性意義，也是產(chǎn)生創(chuàng)造性思維的關(guān)鍵之處。

（4）層次層次是概念的展現(xiàn)方式，一般情況下最概括的想知道發(fā)生變化的原因，取得意想不到的教學(xué)效果。

四、應(yīng)用多媒體提高教學(xué)質(zhì)量

在高中生物課堂教學(xué)過程中，可使用多種手段輔助教學(xué)，由于生物本身的特殊性和多媒體技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，目前課堂中應(yīng)用較多的手段就是多媒體。生物這門學(xué)科許多知識所涉及的內(nèi)容都只在微觀世界中展開，認(rèn)識和理解起來都較抽象，如果沒有較為直觀的手段幫助學(xué)生認(rèn)識和理解，這對于他們學(xué)習(xí)和掌握知識來說是較困難的。多媒體這種手段能夠通過直觀顯示的方式，彌補(bǔ)語言和文字的不足，豐富學(xué)生的想象力，利用聲像、文字等多種元素幫助學(xué)生理解和記憶，讓學(xué)生對于化學(xué)這門學(xué)科產(chǎn)生興趣，深刻理解，進(jìn)而掌握生物的內(nèi)在規(guī)律。

例如：學(xué)習(xí)“細(xì)胞的能量”這節(jié)內(nèi)容時，在上課之前可通過多媒體給學(xué)生播放視頻片段，如夏天的螢火蟲聚集在一起，當(dāng)發(fā)生亮光時就會吸引很多小蟲子，通過這種方法就可以將小蟲子作為自己的美餐。另一個視頻是當(dāng)所有螢火蟲聚集在一起，紛紛在空中起舞時，其他螢火蟲看到亮光，也會加入到起舞的隊伍中，并出現(xiàn)了交配的畫面。這些視頻與課本上的圖片相比，具有生動、形象及直觀的特點，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過該視頻，學(xué)生就會總結(jié)出螢火蟲發(fā)光所產(chǎn)生的影響，同時在學(xué)習(xí)熱情的驅(qū)使下，進(jìn)入到積極的探索中，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。

總而言之，優(yōu)質(zhì)的高效生物課堂，是師生共同努力的結(jié)果，教師要在充分發(fā)揮自身指導(dǎo)性作用的基礎(chǔ)上，尊重學(xué)生的主體地位，創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境，應(yīng)用多種手段讓學(xué)生愿意學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)自身綜合素質(zhì)與能力的提高。概念置于概念圖的最上層，從屬的概念安排在下面。如圖①最上層的概念“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式”是最概括的，包括“主動運(yùn)輸”、“被動運(yùn)輸”、“胞吞”、“胞吐”等概念。同樣，“被動運(yùn)輸”概念中包括“單純擴(kuò)散”、“易化擴(kuò)散”兩個概念。

3.概念圖的重要性

由于生物學(xué)概念是生物學(xué)學(xué)科思維的基本單位。近幾年在浙江省地區(qū)統(tǒng)考、會考和高考中有關(guān)概念圖的題目屢見不鮮，如2008年7月臺州地區(qū)高二期末統(tǒng)考試題中出現(xiàn)的41題（圖③），這種概念圖能幫助學(xué)生對新舊知識的整合，從整體上把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，從而提升學(xué)生的思維能力、解決問題能力和自學(xué)能力，最終促使學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。

在新一輪的課程改革中，圍繞高中生物學(xué)科指導(dǎo)意見，包括浙科版在內(nèi)的很多生物課程都已經(jīng)將概念圖引入到許多章節(jié)的檢測中，并明確指出：“畫概念圖是指將一組相關(guān)概念用線條和文字連接成圖形，直觀而形象地表示出這些概念之間的關(guān)系”，并強(qiáng)調(diào)“這種方法可以幫助你梳理所學(xué)的知識，從而建立良好的知識結(jié)構(gòu)”。同時，在浙江省生物高考考試說明中明確要求：“能用文字、圖表、圖解等形式闡述生物學(xué)事實、概念、原理和規(guī)律”。通過高考真題我們更可以直接地看到概念圖的重要性，所以，在高中生物教學(xué)實踐中，利用概念和概念圖組織教學(xué)，是非常重要的一種教學(xué)手段和方法。

三、概念圖的構(gòu)建

1。確定某個知識領(lǐng)域，列出其中相關(guān)概念。最好選取自己熟悉的一個知識領(lǐng)域，這樣便于列出其中相關(guān)概念。

2。確定關(guān)鍵概念，理順概念關(guān)系和等級。一個概念體系的相關(guān)概念之間的關(guān)系往往比較復(fù)雜，構(gòu)建概念圖時首先應(yīng)該確定其中關(guān)鍵概念。然后再根據(jù)其本質(zhì)特征上的區(qū)別和聯(lián)系，找出各概念間的關(guān)系，如從屬概念、并列概念、相反概念、相鄰概念等。

3。確定概念圖縱向分層和橫向分支。可以把所有的概念寫在可以活動的紙片上，然后把這些紙片按照概念的關(guān)系、等級，在工作平臺（如黑板、卡紙等）上進(jìn)行排列，初步擬定概念圖的結(jié)構(gòu)。利用活動紙片來確定概念圖縱向分層和橫向分支的好處就是允許學(xué)習(xí)者移動概念和修改概念圖的關(guān)系。

4。確定概念之間的命題關(guān)系，并在連線上用連接詞標(biāo)出各概念之間的從屬關(guān)系。概念之間的聯(lián)系可以是同一知識領(lǐng)域和不同的知識領(lǐng)域，同一知識領(lǐng)域的概念圖連接詞相對比較簡單，建立起來容易；不同知識領(lǐng)域連線上的連接詞相對比較復(fù)雜，要認(rèn)真思考，選出準(zhǔn)確、精練的連接詞來連接各概念之間的從屬關(guān)系。

5。改進(jìn)和不斷完善。建立概念圖的主要目的是為了在教學(xué)和學(xué)習(xí)的過程中，幫助老師和學(xué)生理出概念和理清各個概念的關(guān)系，從而更好地理解教材和學(xué)習(xí)生物學(xué)有關(guān)知識。但是我們一開始建立的概念圖往往受到原有知識背景的限制，很有可能不全、不準(zhǔn)或不到位。因此，需要在今后的教學(xué)和學(xué)習(xí)中過程中不斷的改進(jìn)和完善概念圖。

四、概念圖的作用

1。概念圖有助于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高，從而促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。

所謂有意義的學(xué)習(xí)，主要指學(xué)習(xí)者要主動地去澄清概念的意義和概念間的關(guān)系，然后去建構(gòu)自己的概念系統(tǒng)。而概念圖則剛好能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中澄清概念和了解概念間的關(guān)系，最終建立自己的概念系統(tǒng)。因此，從某種角度講，概念圖可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加有意義，具體的說，概念圖可以作為學(xué)生學(xué)習(xí)時的一種支架，來組織學(xué)科知識，去完成有意義的學(xué)習(xí)；另一方面，概念圖可以作為學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的工具，使本來感覺非常枯燥、無聊的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)變得更加有意義。根據(jù)奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論，當(dāng)學(xué)生認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)是非常有意義的時候，他的學(xué)習(xí)能力和效率就會隨之提高。

當(dāng)然，概念圖本身就可以幫助學(xué)生建立知識整體的概念，讓學(xué)生對課程更熟悉，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更有邏輯和廣度。裴新寧認(rèn)為：繪制概念圖實際上是幫助學(xué)生整理資料→整合知識→形成某主題的已有知識圖→在已有知識結(jié)構(gòu)中嵌入新概念→在長時記憶系統(tǒng)中固定學(xué)習(xí)內(nèi)容→修正與完善。另外，還有研究表明概念圖能使學(xué)生更容易的形成完整認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知的發(fā)展，同時也可以幫助教師了解學(xué)生對前概念及知識結(jié)構(gòu)的掌握情況。可見，概念圖對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)的建立、思維能力的提高和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成都有很大的幫助。

2.概念圖有助于教師教學(xué)能力的提高，從而促進(jìn)教師的發(fā)展。

教師在教學(xué)前使用概念圖，有利于了解學(xué)生前概念；在教學(xué)中使用概念圖，有利于幫助學(xué)生建構(gòu)概念網(wǎng)絡(luò)；在教學(xué)后使用概念圖，有利于檢測教學(xué)效果。在具體教學(xué)過程中，概念圖可以作為教師教學(xué)活動的前置組織因子，幫助教師組織課堂教學(xué)活動。在開展教學(xué)評價時，概念圖可以幫助教師作為檢測先前知識的策略和診斷學(xué)生迷失概念的工具。在復(fù)習(xí)時，概念圖可以幫助教師對學(xué)科知識的再思考和新舊知識的整合。

3.概念圖有助于新課程的順利實施。

教師在教學(xué)實踐過程中構(gòu)建概念圖時，學(xué)生肯定會分析、處理很多信息，把新舊知識融會貫通，從而可以幫助他們提高信息處理能力、知識整合能力和分析、解決問題的能力。概念圖作為一種學(xué)生自主學(xué)習(xí)的策略，通過概念圖的構(gòu)建而使他們的學(xué)習(xí)變得更主動、更有意義。同時，學(xué)生在學(xué)習(xí)構(gòu)建概念圖時，本身就已經(jīng)掌握了一種新的學(xué)習(xí)方法，這對提高他們的學(xué)習(xí)能力是一個很大的幫助。這充分體現(xiàn)了新課程以學(xué)生的發(fā)展為中心的理念，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的真正主人。另外，教師利用概念圖組織教學(xué)，也是對自己教學(xué)技能的一種提升。概念圖作為一種不斷改進(jìn)和完善的教學(xué)工具，它必然要求教師在教學(xué)的過程中放下架子，和學(xué)生平等地交流，讓教師在課堂教學(xué)中更多的扮演知識的引導(dǎo)者，而不是知識的灌輸者。這也充分體現(xiàn)了新課程對教師在課堂教學(xué)中角色轉(zhuǎn)變的要求。因此，概念圖的構(gòu)建和應(yīng)用，有助于新一輪課改的順利實施。