維恩圖在高中生物學習中的應用

黃鴻玉

摘 要： 概念圖作為學習的有效工具，本文主要介紹維恩圖的概念及意義，從維恩圖有利于理清概念間的關系、有利于提高解題能力等方面探討高中生物學學習的有效策略。

關鍵詞： 維恩圖 生物學學習 應用

概念圖最早是在20世紀60年代由美國康奈兒大學諾瓦克（Joseph D.Novak）教授等人提出，它用圖示方法表達人們頭腦中的概念，是一種把概念知識點具體化、可視化、系統化的工具。奧蘇貝爾認為，人的學習應該是意義學習，影響學習的最主要因素是學習者已掌握的知識，當學習者有意義學習的傾向，并把所要學的新知識同原有知識聯系起來時，意義學習便發生了。概念圖學習法是將某一領域內的知識元素按其內在關聯進行組織呈現和意義建構的學習法，它可以培養學生搜索已有知識、把握知識聯系、知識遷移、知識提升。

概念圖的類型一般有維恩圖、鏈式圖、等級圖、輻射圖、進展圖、類比圖、網絡圖、括號圖等。本文主要探討維恩圖在高中生物學學習中的應用。

1.維恩圖的概念及意義

1.1維恩圖的概念

維恩圖是用于顯示元素間的重疊關系，用封閉曲線（矩形、圓形）表示集合的圖形，既可以表示一個獨立的集合，又可以表示集合與集合之間的相互關系。總的來說，它是一種選擇、分類和比較信息非常有用的工具。

1.2維恩圖的意義

維恩圖應用于高中生物學學習，可使學生頭腦中對概念關系隱性的認知方式顯性化，可揭示認知結構重疊的部分與相互沖突的部分，從而促進學生對知識的理解，這符合新課程中的“倡導探究式學習”理念，可幫助學生形象而簡捷地解決問題，提高學習效率。

2.維恩圖的應用

2.1用維恩圖理清概念間的關系

高中生物學的知識點多、雜、繁，學生掌握的知識支離破碎，新舊知識聯系不起來，對概念理解不清，往往混淆。應用維恩圖理清概念間的關系，概念間的關系實質上是概念之間在外延上的關系，通常有相容關系與不相容關系。相容關系分為全同關系、屬種關系、交叉關系三種；不相容關系分為并列關系、矛盾關系、反對關系三種。

2.1.1屬種關系——圖（1）

在兩個概念中，一個概念的外延被另一個概念的外延全部包含，這兩個概念之間的關系被稱為從屬關系。外延較大的概念叫屬概念，外延較小的概念叫種概念。判定屬種關系的要點：①兩個概念有重合的外延；②重合（1）部分是一個概念的全部外延，同時是另一個概念的部分外延。如果以“單細胞生物”與“原核生物”的關系為例，A表示“單細胞生物”，外延較大，是屬概念，B表示“原核生物”，其外延被A的外延全部包含，是種概念。

2.1.2交叉關系——圖（2）

兩個概念的外延部分重合，這兩者之間的關系被稱為交叉關系。設A，B兩個概念，有的A是B，有的B不是A，同時，有的B是A，有的B不是A。如“蛋白質”與“酶”；“蛋白質”與“激素”；“蛋白質”與“抗原”等。

2.1.3矛盾關系——圖（3）

指同一屬概念下外延一點也不重合，并且外延之和等于屬概念的外延，這樣兩個概念之間的關系稱為矛盾關系。設A，B兩個種概念，整個大圓為（3）屬概念C。即：所有A不是B，所有B不是A，所有A是C，所有B是C，并且所有A加上所有B等于C。判定矛盾關系的三個要點：①兩個種概念有共同的屬概念；②兩個種概念沒有重合的外延；③兩個種概念的外延之和等于其共同屬概念的外延。如“生物的變異”分為“可遺傳的變異”和“不可遺傳的變異”。

2.1.4反對關系——圖（4）

指同一屬概念下外延一點也不重合，并且外延之和小于其共同屬概念外延的兩個種概念之間的關系。即：所有A不是B，所有A是C；所有B不是A，所有B是C，并且所有A加上所有B小等于C。判定矛盾關系的三個要點：①兩個種概念有共同的屬概念；②兩個種概念沒有重合的外延；③兩（4）個種概念的外延之和小于其共同屬概念的外延。

2.2用維恩圖提高解題能力

讓學生擺脫題海，提高學習效率是非常重要的。用維恩圖解題是非常有效的一種方法。

案例1：下列圖中有關動植物糖類、脂質的種類與關系正確的是（ ）

答案：A【解析】葡萄糖和果糖是單糖，不屬于二糖，蔗糖是非還原糖；固醇和脂肪都屬于脂質，而不是包含和被包含的關系；固醇相對分子質量較小，不是生物大分子。乳糖和糖原都是動物細胞中的糖類。淀粉、麥芽糖和纖維素是植物細胞中的糖類。核糖、脫氧核糖和葡萄糖是動植物細胞共有的糖類。

案例2：①②③三個圓分別代表某個概念或某類物質。以下各項中能構成圖示關系的是（ ）

A.①酶、②蛋白質、③激素

B.①DNA、②染色體、③基因

C.①減數分裂、②有絲分裂、③無絲分裂

D.①核糖核苷酸、②核苷酸、③脫氧核苷酸

答案：A【解析】酶、蛋白質、激素三個概念的關系屬于交叉關系，并且絕大多數的酶是蛋白質，某些激素是蛋白質，所以A正確。DNA、基因是屬種關系；減數分裂、有絲分裂、無絲分裂是不相容關系；核苷酸、核糖核苷酸、脫氧核苷酸是矛盾關系；所以B、C、D均錯。

案例3：如圖表示個體、種群、群落和生態系統間的關系，有關表述正確的是（ ）

A.圖中a表示生態系統，b表示群落，c表示種群，d表示個體

B.一片魚塘中所有的動植物可用c表示

C.b的未來發展趨勢可通過年齡組成來預測

D.d的主要成分是生產者、消費者和分解者

答案：C【解析】個體、種群、群落、生態系統的范圍是依次增大的，d相對于a、b、c是屬概念，所以d是生態系統，A項錯。一片魚塘中的所有動植物既不是種群，又不是群落（缺少微生物），更不是生態系統（沒有無機環境），B項錯。生態系統的主要成分是生產者，D項錯。

案例4：下列有關生物概念圖中，正確的是（ ）

答案：C【解析】DNA與核酸的概念關系、細胞免疫與特異性免疫的概念關系、種群與群落的概念關系都是屬種關系，A、B、D項均錯。

將概念圖中的維恩圖引入生物學學習，這種全新的學習方式讓學生充分體驗到主體意識和自主創造的快樂，使學生感悟到：維恩圖有助于理解不同知識之間的聯系，貫通、整合學習內容，建立知識結構，使零散的知識系統化，知識形式更簡潔、凝練，對思維能力的提升和認知結構的形成有很大幫助，從而提高學習效率，最終使學生學會學習。但維恩圖不是萬能的，還存在諸多問題，學生應根據學習實際情況細致分析學習的策略，綜合運用更多更有效的學習策略，不斷克服學習中出現的各種問題，才能實現學習效果的最優化。

參考文獻：

[1]劉麗娜.例談如何提高高三生物學復習課的課堂效率.生物學教學，2010，35（5）：18～20.

[2]李越，袁燕，江澤華.維恩圖在生物教學中的應用.中學生物學，2013.（3）：17～19.

[3]林燕玲.運用直觀教學法提高高三生物第一輪復習效率.中學生物學，2013.（2）：33～35.

[4]趙政.構架知識路線圖提升教學有效性.生物學通報，2013，38（5）：18～19.