概念图在高中生物复习课中的应用

1概念图在高中生物复习课中的应用佛山市南海区石门中学许璇宇摘要：概念图是一种用节点代表概念、连线表示概念间关系的图示法，若将其引入到复习课教学中，能帮助学生组织、建构知识，使之概括化、网络化，使学生学会学习，提高教学效果。本文论述了它在以下三方面的应用：利用概念图进行章节复习，建立章节间的内在联系；利用概念图进行对比复习，区分容易混淆的概念；利用概念图设题，补充传统的评价方式。关键词：概念图理论基础应用1概念图及其理论基础1.1概念图的含义概念图是一种组织和表征知识的工具，通常是将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念和命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。这种把概念之间的意义联系以科学命题的形式有机地联系起来的空间网络结构图，就称为概念图。概念图包括节点、连线、连接词、层次4个基本要素。节点是置于圆圈或方框中的概念；连线表示节点概念间的意义关系；连接词是置于连线上的两个概念之间的意义联系词；层次是指关键概念置于顶层，一般概念位于其次，依此类推，显示等级关系（见图1）。对于一些综合性概念图而言，有时很难比较其抽象程度，其制作形式，包括箭头方向一致性、概念层次关系等，一般不作硬性规定（见图2）。概念图是美国康奈儿大学诺瓦克（JosephD．Novak）教授根据美国认知心理学家奥苏伯尔（DavidAusubel）的学习理论在20世纪60年代着手研究的一种技术，并使之成为一种教学的工具。节点连线连接词图1节点连线连接词图121.2概念图的理论基础概念图的理论基础是Ausubel的学习理论。Ausubel于1962年第一次提出关于人的学习的认知理论，并在第二年发表的《有意义的言语学习心理学》一书中对该理论作了精辟的论述。奥苏贝尔认为，人的学习应该是意义学习，影响学习的最主要因素是学习者已经掌握的知识，当学习者具有了意义学习的心向，并把所要学的新知识同原有的知识联系起来时，意义学习便发生了。奥苏贝尔同时对概念的形成和同化进行了区分，认为意义学习的心理机制是同化，除了学龄前儿童，学生的学习都是通过概念同化习得新概念的，概念的上位关系、下位关系和组合关系的层级排列最终形成了学生的认知结构。诺瓦克（JosephD．Novak）教授等根据意义学习和概念同化理论开发了概念图这样一种新工具。他们首先运用于研究儿童是否能够理解诸如能量、细胞和进化等抽象概念的过程中，并很快发现，该工具同样可以用于教学设计和帮助学生进行有意义的学习，由此导致了对概念图更深入的研究。现代的认知主义学习理论、建构主义学习理论、信息技术以及脑科学，都为概念图的正确性和应用前景提供了大量的事实说明：例如，现代脑科学发现，人的大脑是由大约140多亿个神经元组成的，每个神经元都与其他的神经元形成功能网络。人类对大脑的认识已经发展到泛脑网络阶段，泛脑网络学说认为：人的大脑皮层可从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元、分子序列四级层次的网络，人的学习、记忆和思维正是通过这样一个网络系统来进行的。概念图的结构特征形象化地显示了人脑的这一生理机制。2概念图的应用2.1利用概念图进行章节复习，建立章节间的内在联系“种群和群落”和“生态系统及其稳定性”是生态学的核心内容，是高中生物学习的重点内容之一，这部分内容出现一系列的概念，如：个体、种群、群落、生态系3统、种内关系、种间关系、种内斗争、竞争等等，学生往往不容易把它们的层数从属关系搞清楚。笔者在复习过程中先让学生尝试构建概念图，接着让学生对自己构建的概念图进行补充、调整，然后师生共同讨论，对概念图作进一步补充、完善，最后形成较为完善的概念图（见图3）。学生以概念图形式代替知识框架图形式复习，利用概念之间的同、异及内在联系，进行整理，实现知识的迁移和归纳，效果更好图32.2利用概念图进行对比复习，区分容易混淆的概念高中生物教学中“育种技术”这部分内容，涉及到不少容易混淆的基本概念，如：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种等等。利用概念图对几种育种方法进行横向对比，明确相互之间的相同点和不同点（见图4）。亲本（♀♂）F1F2自交自交Fn稳定品种花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合体新品种种子或幼苗秋水仙素处理染色体加倍的种子或幼苗种子或幼苗各种射线具有新基因的种子或幼苗紫外线、激光硫酸二乙酯、太空旅行等图4四种常见育种方法的概念图亲本（♀♂）F1杂交育种单倍体育种多倍体育种诱变育种亲本（♀♂）F1F2自交自交Fn稳定品种花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合体新品种种子或幼苗秋水仙素处理染色体加倍的种子或幼苗种子或幼苗各种射线具有新基因的种子或幼苗紫外线、激光硫酸二乙酯、太空旅行等图4四种常见育种方法的概念图亲本（♀♂）F1杂交育种单倍体育种多倍体育种诱变育种又如“有丝分裂”和“减数分裂”内容的复习时，也可利用概念图区分这部分内容中容易混淆的概念，如：染色质、染色体、染色单体、同源染色体、姐妹染色单体等。笔者在复习过程中引导学生把诸如染色质与染色体、染色体与染色单体、染色体与同源染色体、同源染色体与四分体等容易混淆的概念一一列出，再引导学生用线段或箭头连接各概念，逐一分析线段两端概念间的关系，并用适当的词标注于线段或箭头上，形成个体种群群落生态系统种内互助种内斗争互利共生、寄生、竞争、捕食、同种个体总和不同种群总和＋无机环境种内关系种间关系4生态系统无机环境生产者生物群落消费者分解者初级消费者次级消费者三级消费者第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级食物链食物网生态系统无机环境生产者生物群落消费者分解者初级消费者次级消费者三级消费者第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级食物链食物网染色质染色体2条染色单体2条染色体同源染色体四分体（4条染色单体）高度螺旋化解螺旋复制着丝点分裂形状大小相同分别来自父方或母方复制、联会染色质染色体2条染色单体2条染色体同源染色体四分体（4条染色单体）高度螺旋化解螺旋复制着丝点分裂形状大小相同分别来自父方或母方复制、联会了相关的概念图（见图5）。图52.3利用概念图设题，补充传统的评价方式传统的评价方法常常只能考查学生的离散知识，而概念图却可以检测学生的知识结构及对知识间相互关系的理解和产生出新知的能力，有效地评价学生创造性思维水平。例如开放性考试中，老师抛砖引玉，提供一个核心概念，以任务驱动，让学生自己绘制概念图。也可以阶段性或终结性试题中提供概念图，让学生分析解决问题，这有助于老师判断学生的水平和存在的问题，实施因材施教。例如必修3《稳态与环境》P115《自我检测》第3题将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级。（示范图例如图6）图6构建概念图是2004年生物学高考（江苏卷）尝试使用的新题型，也是国际上正在讨论和使用的题型。例题：(2004江苏卷37）人和动物体内糖类、脂类和蛋白质的代谢是一个相互联系、相互制约的协调统一过程。某学生将体内营养物质代谢的部分途径归纳如下图所示。据图回答下列问题：5（l）图中不可能发生的途径是和。（填出序号）（2）在途径⑦和⑨的代谢过程中，都能产生的物质是和ATP；细胞内，途径⑦发生的场所是，而途径⑨发生的主要场所是（3）在途径⑩、⑩中，氨基酸必须经过作用才能转化为葡萄糖或脂肪。该题型不但可以考查学生对概念的整体把握，扩大对知识的考查面，还可以考查学生对概念之间有机联系的理解程度。理解能力和归纳能力是该试题考查的一个重点。因此，在平时的训练中，有的放矢，要求学生会画概念图，能补充缺空的概念图，并适当将题目与相应的概念图联系起来。概括来说，概念图作为一种成熟的教与学的工具，能够把人脑中的隐性知识显性化、可视化，便于人们思考、交流、表达。利用概念图不仅可以发展知识迁移能力和创新能力，还可以改善学生的认知结构和信息处理能力。另外，合理利用概念图，使教师教学材料的组织更加科学、合理，使教学过程中师生互动、互补性提高；更让学生学习的积极性、有效性提高。参考文献[1]朱正威、赵占良主编，普通高中课程标准实验教科书·生物学（必修1分子与细胞），人民教育出版社出版，2004.6[2]朱学庆，概念图的知识及其研究综述，上海教育科研，2002（10）[3]钟志贤、陈春生，作为学习工具的概念地图，中国电化教育，2004（1）