概念圖在生物教學(xué)中的重要性和實(shí)證性

蔡薇

概念圖是學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的必要工具，在初中生物教學(xué)與復(fù)習(xí)中，使用概念圖可以使學(xué)生的生物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，達(dá)到事半功倍的效果。本文中，筆者使用概念圖對(duì)知識(shí)點(diǎn)及其邏輯關(guān)系進(jìn)行建構(gòu)，以體現(xiàn)由重要概念發(fā)散而成的層次性和遞進(jìn)性概念效果。

一、生物概念和概念圖的重要性

2011年版的《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》于2012年1月正式出版，它延續(xù)了現(xiàn)行的生物課程理念：“面向全體學(xué)生”、“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”和“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”。而“提高生物科學(xué)素養(yǎng)指的是一個(gè)人參加社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)生活、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需要的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互關(guān)系，理解的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀。”我們不難看出，其中對(duì)生物學(xué)的科學(xué)概念進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，指出了概念教學(xué)的重要性和基礎(chǔ)性。所以，課程改革的重要性就體現(xiàn)在對(duì)概念的教學(xué)上。在標(biāo)準(zhǔn)的10個(gè)一級(jí)主題中，提煉出了50條重要概念。在這些重要概念中，有的是傳統(tǒng)意義上的概念，有的則不是。但我們可以發(fā)現(xiàn)它們之間的共同點(diǎn)，即都是從課程內(nèi)容中提煉出來的且具有邏輯聯(lián)系的概念。所以，在教學(xué)中要把握教學(xué)內(nèi)容邏輯上的聯(lián)系，重視引導(dǎo)學(xué)生理清相關(guān)概念的關(guān)系，形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

有研究表明，各個(gè)領(lǐng)域的專家與初學(xué)者的主要區(qū)別在于他們組織知識(shí)的方法不同。專家能深刻地理解其領(lǐng)域的中心原理和知識(shí)結(jié)構(gòu)，能明確地認(rèn)識(shí)到某一具體知識(shí)在學(xué)科中的地位及與其他理論、原理之間的聯(lián)系，這些特點(diǎn)有助于專家對(duì)零散知識(shí)的記憶。而初學(xué)者多數(shù)趨向于記憶一些瑣碎的知識(shí)，并試圖找到合適的方法來優(yōu)化重組這些知識(shí)。故要想和專家一樣，就需要提高使一般概念和事實(shí)相互聯(lián)系的理解能力，也就是得到重要概念。所以，我們運(yùn)用概念圖，圍繞重要概念來組織初中生物的教學(xué)是非常必要的。

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，具有嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)和科學(xué)的系統(tǒng)性，非常適合使用概念圖來展開教學(xué)。學(xué)生依靠概念圖，在已有的知識(shí)與新概念之間迅速建立起鏈接，使自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加完整和系統(tǒng)化，而教師則能利用概念圖，更好地對(duì)新概念進(jìn)行梳理，使瑣碎的知識(shí)因?yàn)榭蚣芏兊昧Ⅲw化，與舊知建立堅(jiān)固的聯(lián)系。故教師在利用概念圖來進(jìn)行教學(xué)的過程中，一定要向?qū)W生傳授概念圖的具體畫法和意義，如將屬于某一主題的不同概念置于方框或圓圈中，再用連線的方式將相關(guān)概念和命題相連，線上可以用詞組來表達(dá)兩個(gè)概念之間的關(guān)系。

學(xué)生繪制出了概念圖，把千頭萬緒的細(xì)碎知識(shí)點(diǎn)搭建出了框架，使知識(shí)系統(tǒng)變得更加立體化和結(jié)構(gòu)化，便可進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)遷移和應(yīng)用。同時(shí)，通過學(xué)生繪制的概念圖，也可反映出其最近的學(xué)習(xí)進(jìn)展、概念掌握和思維發(fā)展?fàn)顩r等。這都有利于教師跟蹤監(jiān)控，及時(shí)診斷，及時(shí)反饋，以改進(jìn)后續(xù)教學(xué)方法。

二、實(shí)驗(yàn)對(duì)象與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)對(duì)象。參與實(shí)驗(yàn)的有六個(gè)班級(jí)，其中A、B、C班為控制班，D、E、F班為實(shí)驗(yàn)班。實(shí)驗(yàn)班和控制班都由研究者執(zhí)教，兩種班的平時(shí)作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)量都相同，研究前實(shí)驗(yàn)班和控制班學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果基本無差異，都沒有進(jìn)行過額外輔導(dǎo)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。本實(shí)驗(yàn)的目的是：比較在同一冊(cè)教材復(fù)習(xí)中，采取概念圖教學(xué)策略和常規(guī)教學(xué)策略的效率差。實(shí)驗(yàn)采用等組對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法。實(shí)驗(yàn)班在每一個(gè)章節(jié)完成后，精心設(shè)計(jì)概念圖教學(xué)，使用概念圖填空的方式引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，漸漸地，使用相關(guān)術(shù)語(yǔ)或者名詞，最后完全由學(xué)生自主建構(gòu)，由教師進(jìn)行講解和分析。該過程中，教師要盡量監(jiān)測(cè)學(xué)生的進(jìn)展。而控制班則按章節(jié)順序進(jìn)行復(fù)習(xí)，教學(xué)中不采用概念圖的方式（采用交互式問答的方式）。學(xué)習(xí)結(jié)果以知識(shí)目標(biāo)來檢驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)班和控制班在復(fù)習(xí)課結(jié)束后，同一時(shí)間采用同一套試題來檢驗(yàn)。

三、實(shí)驗(yàn)過程

【實(shí)例1】“生物的生殖和發(fā)育”教學(xué)實(shí)例

①教師在黑板上畫出一個(gè)填空式的概念圖，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上下概念之間的關(guān)系和線上的意義聯(lián)系進(jìn)行填空（見圖1）。

②引導(dǎo)學(xué)生觀察概念圖的重要概念，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)圓圈之間的關(guān)系。

③教師提示學(xué)生把每?jī)蓚€(gè)圓圈與連線處的意義聯(lián)系陳述成一句話。

第一級(jí)：昆蟲的變態(tài)發(fā)育分為不完全變態(tài)、完全變態(tài)。

第二級(jí)：不完全變態(tài)的發(fā)育方式如蝗蟲；完全變態(tài)的發(fā)育方式如家蠶。

第三級(jí)：不完全變態(tài)會(huì)經(jīng)歷卵的階段、若蟲的階段、成蟲的階段，并且這三個(gè)階段構(gòu)成先后順序。完全變態(tài)會(huì)經(jīng)歷卵的階段、幼蟲的階段、蛹的階段、成蟲的階段，并且這四個(gè)階段構(gòu)成先后順序。

④教師說明繪制方法和意義：將屬于某一主題的不同概念置于方框或圓圈中，再用連線的方式將相關(guān)的概念和命題相連，線上可以用詞組來表達(dá)兩個(gè)概念之間的關(guān)系。連線可以交叉，但向上和水平向左或右的需要添加箭頭。這樣的概念圖能使概念之間產(chǎn)生聯(lián)系，當(dāng)你回憶起它的其中一個(gè)部分時(shí)，會(huì)聯(lián)想起其他有關(guān)的概念，有利于建立網(wǎng)絡(luò)知識(shí)結(jié)構(gòu)。

⑤引導(dǎo)學(xué)生完成兩棲動(dòng)物和鳥的生殖與發(fā)育的概念圖，并向?qū)W生提示要與有關(guān)鳥的主要特征相聯(lián)系，嘗試在“鳥”的概念上繼續(xù)繪制框架圖。

⑥最后用一個(gè)綜合的概念圖統(tǒng)領(lǐng)全章，將已有概念與新概念相聯(lián)系。

學(xué)生首次接觸概念圖時(shí)，進(jìn)行的是填空而不是構(gòu)建，他們會(huì)發(fā)現(xiàn)它直觀、簡(jiǎn)單而奏效，于是就產(chǎn)生了使用這種方法的愿望。所以，教師一定要深入淺出，把復(fù)雜的任務(wù)分解成多個(gè)小任務(wù)來交給學(xué)生。

【實(shí)例2】“生物的遺傳與變異”、“生物起源和生物進(jìn)化”的教學(xué)實(shí)例

①教師展示三個(gè)概念，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)三個(gè)概念之間的聯(lián)系來進(jìn)行概念圖的構(gòu)建。提醒兩兩相連，表達(dá)簡(jiǎn)單關(guān)系，避免鉆牛角尖。學(xué)生構(gòu)建完成后進(jìn)行交流，教師參考其中—個(gè)來進(jìn)行展示（見圖2）。

②再羅列幾個(gè)相關(guān)概念：“染色體”、“DNA”、“基因”、“性狀”、“顯性基因”、“隱性基因”、“顯性性狀”、“隱性性狀”，待學(xué)生構(gòu)建后進(jìn)行展示。

③教師給出“人的染色體”、“常染色體”、“性染色體”、“x染色體”、“Y染色體”、“性別”等概念，待學(xué)生構(gòu)建后進(jìn)行展示。

本節(jié)課比上一個(gè)概念圖有了更高的遞進(jìn)層次，不再采用填空的方式，而是一次性呈現(xiàn)出不同的概念，由學(xué)生分析概念之間的關(guān)系后，結(jié)合教材自主構(gòu)建概念圖。這樣便提高了對(duì)學(xué)生的要求，學(xué)生要模擬以前的模式來進(jìn)行構(gòu)建。那么，教師則要注意監(jiān)督和隨時(shí)提供資源（課程知識(shí)點(diǎn)），以促成學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用SPSS軟件進(jìn)行T檢驗(yàn)，使用wilcoxon均值秩檢驗(yàn)方法，比較同一份試卷在兩個(gè)不同班級(jí)測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)的差異性?？刂瓢嗯c實(shí)驗(yàn)班檢測(cè)的成績(jī)結(jié)果見附表1。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)三組的實(shí)驗(yàn)班均比控制班的平均分高出些許，但a=0.05，三組的P值都大于0.05，反映出三組中的實(shí)驗(yàn)班和控制班之間的差異不顯著。可見，實(shí)施了概念圖策略的班級(jí)比未實(shí)施班級(jí)的期末平均成績(jī)更高，說明該策略對(duì)初二學(xué)生的生物學(xué)習(xí)成績(jī)有促進(jìn)作用，但實(shí)驗(yàn)班和控制班的成績(jī)差異并不顯著，筆者推測(cè)，差異不顯著的原因主要有三個(gè)。

第一，概念圖的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)是一個(gè)方法的練習(xí)，只靠短短三節(jié)課，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能使學(xué)生具備良好的構(gòu)建能力。教師要在每一節(jié)生物課上都融入構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)的理念，注重概念間的聯(lián)系，重視重要概念的形成。

第二，由于筆者同是控制班和實(shí)驗(yàn)班的生物教師，在平常的教學(xué)中，無形中可能已經(jīng)把知識(shí)結(jié)構(gòu)化的思想傳遞給了控制班的學(xué)生，故出現(xiàn)了差異不顯著的現(xiàn)象。

第三，對(duì)測(cè)試的試卷并未進(jìn)行信度和效度分析和調(diào)查，也是出現(xiàn)該結(jié)果的原因之一；衡量學(xué)生掌握概念的標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行紙筆測(cè)試，評(píng)價(jià)的方式亦過于單一，而且只進(jìn)行了一次，并沒有進(jìn)行延遲測(cè)試。所以，其中也存在一些偶然因素。

綜上所述，筆者反思，教師應(yīng)該進(jìn)行長(zhǎng)期而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)研究，而不能只關(guān)注短期的收益；同時(shí)，要把提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，作為最重要的目標(biāo)來組織教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評(píng)價(jià)。

（編輯 劉澤剛）