概念圖解教學模式在動物學實驗教學中的實踐

黃敏毅，馬金晶，羊禮敏，程瑋瑋

（安慶師范大學生命科學學院，安徽安慶246133）

動物學是生命科學專業不可或缺的一門基礎學科，主要講授了動物學基礎知識和動物生命活動中涉及的規律。動物學實驗課具有教學內容多、概念抽象易混淆、知識點分散難理解等特點。傳統的講授式教學效果并不好，問題的癥結在于教學方法，在教學中忽視了概念自身的聯系和學生的主體地位[1]。著名的教育學家思想家恩格斯曾經說過“在一定意義上，科學的內容就是概念的體系”。生物學本質是知識結構框架體系，這一框架體系是建立在一系列的生物學知識概念及它們之間的相互聯系上。從某種意義上來說，學好生物學主要就是熟練掌握概念及其組成的框架。學習不只是簡單的概念積累，在學習過程中，還要把以往的概念和新學到的概念進行相互整合。概念圖就是一種可以將學生學習到的新舊概念進行整合的教學方法[2]。因此，課題組在動物學實驗課教學上對概念圖解教學模式進行了有益的探索，使學生在有限的課時中理解和熟練掌握所學的科學知識和提高自我學習能力。

1 概念圖解教學的概念、特點及優點

概念圖最初由美國康奈兒大學諾瓦克和高文于20世紀60年代提出，主要建立在有意義學習理論、圖式理論、建構主義學習理論和合作學習理論基礎上[3]。2004年，在西班牙成功召開的“第一屆國際概念圖大會”，標志概念圖的研究日趨成熟，并得到廣泛肯定。相比常見的框圖、結構圖、思維導圖教學，概念圖有自身獨特的特點和優勢。概念圖將特定知識內容分解成一個關鍵概念和多個一般概念，并通過方框、圓圈、線條、箭頭及一些簡短注釋，將一般概念圍繞關鍵概念按邏輯關系進行適當的排列和連結，從而形象、直觀地反映知識的本質[4]。一般而言，同一級別的概念用同一種圖形表示；不同的幾何圖形有不同的含義，代表著構圖者對概念的不同理解方式。制作概念圖的過程：確定知識范圍，選出關鍵概念和一般概念；細化概念間層級結構，進行排序；分析概念圖的縱橫向邏輯關系（如包含、交叉、并列、對立等），制作概念圖。

概念圖解教學法的核心是讓教師和學生共同去制定教學過程中觀察到的現象和書本上知識點的概念圖。這種教學模式可以讓學生把不完整的知識概念變得完整，把以往學到的概念碎片加上自己在課堂上學習到的新概念拼接在一起，從而讓他們自己從整體上認識到知識網絡，構建屬于自己的知識框架[4]。這個框架完全是根據每個學生的不同掌握程度而去構建的，所以每個學生都可以熟練掌握。概念圖還可以作為一種元認知策略，提高學生的自學能力、思維能力和自我反思能力[5-6]。可見，概念圖解教學法可將以往大體的知識框架與現學的知識碎片進行融合，更能幫助學生在學習知識的過程中，透徹地記憶已學過的知識。其主要優勢在于細化知識結構，優化學習過程，更能因材施教，針對學生知識掌握程度的不同而制定出不同的概念圖。

2 概念圖解教學模式在動物學實驗教學中的應用

以動物學實驗中觀察兩棲動物青蛙的形態結構這一節實驗課為例，通過使用概念圖解教學法進行教學，具體過程如下。

1）課前準備，小組討論，分解概念。在動物學實驗的課前，指導教師事先告訴學生本節實驗課需要熟悉和掌握的概念知識點，根據實驗目的（觀察蛙的外形、皮膚、骨骼和肌肉結構等；掌握蛙從水生到陸生的過渡中，在形態結構特征上表現出的適應性特征），要求學生熟悉并初步構建概念之間的聯系。根據指導教師的分組及各小組獨立的概念圖分解任務，各小組成員通過查閱資料、討論，構建概念圖。一般將4～6位學生分為一個小組，每個小組獨立解剖與觀察，根據任務安排，每個小組繪制概念圖初稿。

2）實驗課上，引導學生構建概念圖。指導教師針對實驗中出現的實驗現象和課本中已存在的知識點通過對概念進行組圖，幫助學生理解和掌握知識點和知識點的聯系。以講解兩棲動物適應陸地生活環境為例，指導教師先給出一個核心概念“兩棲動物適應陸地生活”，引導學生總結陸生與水生環境的區別，掌握陸生是從水生進化而來的概念；然后從結構與功能相適應的角度分析和討論兩棲動物為了適應陸生環境發生了哪些結構的變化，引導學生分別從“形態特征”“皮膚”“循環系統”“骨骼系統”“呼吸系統”“感覺器官”等6個分概念來歸納和總結“兩棲動物適應陸地生活”這一核心概念，對這6個分概念進一步細化和歸納，形成概念圖1。通過概念圖解教學，引導學生掌握兩棲動物的構造與陸生生物的區別，為什么青蛙不能完全在陸地上生活、青蛙的不完全血液雙循環系統特征等。通過了解青蛙的形態結構與特征，可以慢慢衍生到整個兩棲動物類群從水生生活過渡到陸生生活的這一過程。兩棲動物在向陸地生活過渡的過程中，哪些結構是為了適應陸生生活而發生的改變，而這些改變是否為徹底的改變，有哪些特征適應了陸地生活，哪些特征不完全適應陸地生活？例如：鰓呼吸轉變為肺呼吸，單循環變成了不完全雙循環，四肢代替尾，皮膚初步角質化等，結合以下的概念圖幫助學生理解。

針對每個分概念，引導學生進一步進行分解和細化。其中，青蛙的循環系統（圖2）在青蛙適應陸生生活中是不可或缺的一部分，這是實驗課上學習的重點之一。以蛙的循環系統為例，無論是心臟的結構還是循環的途徑都是較復雜的結構，特別是青蛙的兩條循環途徑：肺循環和體循環。這一部分知識點冗雜、多而細，大多學生會感覺混亂，不易理解概念之間的聯系。同樣，圍繞“青蛙的循環系統”這一核心概念，引導學生分別從“心臟及其周圍血管”“心臟的內部”“動脈系統”和“靜脈系統”等4個分概念進行講解和闡述青蛙的不完全血液雙循環系統。結合實驗解剖過程，幫助學生觀察和掌握心臟及其周圍血管的構成（心房、心室、動脈圓錐和靜脈竇）、位置及特征等概念。

圖1 兩棲動物適應陸生環境的概念圖

圖2 青蛙循環系統的結構圖

3）學生動手實驗，完善概念圖。在實驗課堂上，每個小組應結合指導教師的講解，認真完成形態結構解剖實驗，并在此基礎上討論和細化各小組的概念圖。實驗過程中，各小組應結合繪制的青蛙解剖圖，積極在課堂上展示和講解各自的概念圖，闡述概念圖的分解及概念之間的聯系。

4）課后，總結評價概念圖效果。概念圖作為一種教學工具，可以檢驗出學生在學習過程中對知識點架構的理解是否具體、合理。通過對各小組概念圖的講解和評價，幫助學生掌握概念圖的構建、概念的分解、概念之間聯系的耦合。

3 總 結

實踐表明，在動物學實驗課堂上，熟練地將概念圖應用于動物學實驗教學中，指導教師可以準確把握學生的思路，教會學生總結生物學概念與原理之間的聯系；結合實驗課中觀察到的實驗現象，可將書本上抽象的生物學知識點變得具體、易懂，引起學生深度思考；通過構建每個知識點之間的相關性，讓每個學生主動理解和掌握瑣碎的知識點，構建一個系統的知識框架體系。實踐證實，概念圖解教學使原本教學內容多、概念抽象易混淆、知識點分散難理解的動物學實驗課變得易懂、易理解、易記憶。