概念圖在高中生物學教學中的實踐應用

李 杰

(廣東省佛山市南海中學 佛山 528211)

《普通高中生物學課程標準(2017年版)》提出“讓學生能夠深刻理解和應用重要的生物學概念，發展生物學學科核心素養。”可以看出學生對概念的準確理解和靈活應用是生物學教學的重要目標。基于生物學科的特點，高中階段生物學概念眾多且抽象復雜，概念之間層次疊加，學生學習時往往難以準確掌握和靈活運用。

概念圖在教學中的應用可以有效幫助學生理解概念間聯系，促進學生建構完備知識體系，轉變學生學習方式，培養學生創新思維，從而促使學生高效學習。

1 概念圖在教學設計上引領教學思路

教師在進行課堂教學之前都要進行有效備課，設計教學方案。教師可以運用概念圖對教學內容進行歸納和整理，將主要概念和原理以可視化的關聯方式展現出來，簡明扼要地表達概念的邏輯關系。同時可以利用概念圖把教材內容和拓展知識結合起來，這樣能夠幫助教師系統、全面地統觀所需講授的知識，有利于呈現教學重點和教學難點。

例如，在設計“生命活動的主要承擔者——蛋白質”這節時，利用概念圖呈現該節主要內容(圖1)，主線脈絡清晰，所教知識層層遞進、環環相扣，很好地引領了教學思路和教學過程。

2 概念圖在新授課概念教學過程中改變學生認知方式

在傳統教學中，可以利用多媒體等技術將課堂教學進行一定程度的可視化，但往往會忽視學生主動性和學生思維的發展。

概念圖支持下的教學不僅實現教學內容可視化，同時能訓練學生思維，還為課堂交互提供載體，促進學生主體性發揮，鍛煉其合作交流能力。

圖1 蛋白質概念圖

概念圖支持下的概念教學過程主要包括四個步驟： ①初識概念。教師呈現學習材料，創設情境，提出問題。學生通過學習材料，感知概念表象，結合課前預習，利用概念圖初步建構概念(圖2)，學生對概念的初步認知往往不夠全面、準確，甚至有些錯誤。②建立概念。教師繼續引導學生探索新知，學生將已學的知識對比分析、歸納概括，不斷修改概念圖。概念圖作為交互平臺，支持師生和生生交流，共同建構概念模型。③完善概念。教師設計教學活動，將上兩個環節的概念圖作對比，并提出學生的薄弱點和易錯點，突出重點，突破難點。然后讓學生展示講解自己組的最終完善概念圖(圖3)，相互評價。完善后的概念圖在這個環節主要作為展示工具，促進學生討論交流，深化學生認知。④應用概念。教師聯系生活實踐，設計實際問題情境。學生展開合作探究，利用概念圖討論解決問題方案，然后班級展示各個小組成果，最后相互評價，教師進行總結。這個環節概念圖作為思維工具，有利于學生集思廣益地提出問題的解決方案，實現知識創新。

圖2 學生初步設計的基因突變概念圖

圖3 學生完善后的基因突變概念圖

3 概念圖在復習課教學中促使學生完善知識體系，培養學生高階思維

復習課特別是單元復習的主要目標是將零碎的知識結構化，促進學生自主建構完整的知識體系。同時教師要幫助學生將知識拓展和深化，學會利用所學知識解決生活實際中的問題，形成學以致用的意識和習慣，提升其知識遷移運用能力。

概念圖支持下的復習課教學能促使學生在理解的基礎上復習知識，促使知識的結構化、系統化。引導學生主動構建單元內容概念圖(圖4)，讓學生把零散、無序的知識點進行梳理，使其更具條理性和系統性。這樣促進了學生知識的整體內化，進而形成了完整的知識網絡和完善的認知體系。學生在概念圖的幫助下掌握的知識更為系統、準確、完整，這比較有利于學生形成長期記憶及其提升知識的靈活應用能力。

圖4 學生構建的種群和群落單元概念圖

復習課在教師引導下學生制作生物概念圖的過程，也是學生思維發展的過程。繪制概念圖首先要對該單元知識點進行有效整合。隨后繪制概念圖的層級結構是一個從概括到具體的演繹過程，體現了發散思維的特點，有利于創造性思維的形成。此外，在繪制過程中還需要用交叉連接來體現不同概念間的相互關系，該過程要求學生展開思維在概念之間形成新的關系，促進學生產生新的想法，進行創新性學習。可見，學生在制作完善概念圖的過程也是思維進行分析、綜合和創新的過程，可有效地培養和提升學生的高階思維。

4 概念圖具有客觀有效的教與學評價功能

傳統的試題測試作為評價工具無法全面準確檢測出學生的知識結構及知識間的相互關系。概念圖的層級結構不僅能夠反映出學生對生物學概念本身理解的程度，還能反映出學生對知識的整體理解水平以及概念間的相互關系。

在課堂上教師從學生構建的概念圖中及其結合對概念圖的問答和交流互評，能了解學生思維活動的情況，了解其對知識的理解和掌握的程度，從而及時診斷分析、做出評價，給出合理反饋。教師可以從中改進教學內容和進度，提高教學效果。概念圖還可以作為課后作業，成為教師對學生學習狀況的評價依據，概念圖的完整性、廣泛性、系統性、層級性等特征可以反映學生的認知結構及其對知識的理解與掌握、遷移應用以及知識創新等方面情況，教師根據概念圖反饋的情況給出相應的評價和建議。

學生則可以通過對比自己不同階段的概念圖，能夠顯現自己的概念理解過程，有利于總結并形成自己的學習經驗，享受學習過程的樂趣，增強自主學習的信心。同時通過與教師、同學的概念圖對比，可以發現自己的不足之處。例如，在構圖時遇到困難則說明自己的知識結構和思維能力不足，構圖不完整則說明自己的知識儲備不夠；概念圖層次不清說明自己對概念的理解及聯系存在認知誤區等等。這些都將幫助學生客觀地評價自我，進而深刻反思，尋找有效對策。

實踐證明，基于概念圖的可視化教學能創造出高效互動的教學環境，能提高學生的學習積極性，促進學生對生物學概念的學習，建構系統的知識體系，培養學生綜合與發散思維的能力。同時讓學生學會多角度的思考，提升分析和解決問題的能力。