概念圖在生物教學中的重要性和實證性

蔡薇

概念圖是學生科學學習的必要工具，在初中生物教學與復習中，使用概念圖可以使學生的生物知識網(wǎng)絡化，達到事半功倍的效果。本文中，筆者使用概念圖對知識點及其邏輯關(guān)系進行建構(gòu)，以體現(xiàn)由重要概念發(fā)散而成的層次性和遞進性概念效果。

一、生物概念和概念圖的重要性

2011年版的《義務教育生物學課程標準》于2012年1月正式出版，它延續(xù)了現(xiàn)行的生物課程理念：“面向全體學生”、“提高生物科學素養(yǎng)”和“倡導探究性學習”。而“提高生物科學素養(yǎng)指的是一個人參加社會生活、經(jīng)濟生活、生產(chǎn)實踐和個人決策所需要的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術(shù)與社會的相互關(guān)系，理解的本質(zhì)以及形成科學的態(tài)度和價值觀?！蔽覀儾浑y看出，其中對生物學的科學概念進行了強調(diào)，指出了概念教學的重要性和基礎(chǔ)性。所以，課程改革的重要性就體現(xiàn)在對概念的教學上。在標準的10個一級主題中，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，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，在教學中要把握教學內(nèi)容邏輯上的聯(lián)系，重視引導學生理清相關(guān)概念的關(guān)系，形成良好的知識結(jié)構(gòu)。

有研究表明，各個領(lǐng)域的專家與初學者的主要區(qū)別在于他們組織知識的方法不同。專家能深刻地理解其領(lǐng)域的中心原理和知識結(jié)構(gòu)，能明確地認識到某一具體知識在學科中的地位及與其他理論、原理之間的聯(lián)系，這些特點有助于專家對零散知識的記憶。而初學者多數(shù)趨向于記憶一些瑣碎的知識，并試圖找到合適的方法來優(yōu)化重組這些知識。故要想和專家一樣，就需要提高使一般概念和事實相互聯(lián)系的理解能力，也就是得到重要概念。所以，我們運用概念圖，圍繞重要概念來組織初中生物的教學是非常必要的。

生物學是一門自然科學，具有嚴密的邏輯結(jié)構(gòu)和科學的系統(tǒng)性，非常適合使用概念圖來展開教學。學生依靠概念圖，在已有的知識與新概念之間迅速建立起鏈接，使自己的知識結(jié)構(gòu)更加完整和系統(tǒng)化，而教師則能利用概念圖，更好地對新概念進行梳理，使瑣碎的知識因為框架而變得立體化，與舊知建立堅固的聯(lián)系。故教師在利用概念圖來進行教學的過程中，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兩個概念之間的關(guān)系。

學生繪制出了概念圖，把千頭萬緒的細碎知識點搭建出了框架，使知識系統(tǒng)變得更加立體化和結(jié)構(gòu)化，便可進一步促進學生的知識遷移和應用。同時，通過學生繪制的概念圖，也可反映出其最近的學習進展、概念掌握和思維發(fā)展狀況等。這都有利于教師跟蹤監(jiān)控，及時診斷，及時反饋，以改進后續(xù)教學方法。

二、實驗對象與實驗設(shè)計

實驗對象。參與實驗的有六個班級，其中A、B、C班為控制班，D、E、F班為實驗班。實驗班和控制班都由研究者執(zhí)教，兩種班的平時作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)量都相同，研究前實驗班和控制班學生的學習結(jié)果基本無差異，都沒有進行過額外輔導。

實驗設(shè)計。本實驗的目的是：比較在同一冊教材復習中，采取概念圖教學策略和常規(guī)教學策略的效率差。實驗采用等組對照實驗的方法。實驗班在每一個章節(jié)完成后，精心設(shè)計概念圖教學，使用概念圖填空的方式引導學生構(gòu)建知識網(wǎng)絡，漸漸地，使用相關(guān)術(shù)語或者名詞，最后完全由學生自主建構(gòu)，由教師進行講解和分析。該過程中，教師要盡量監(jiān)測學生的進展。而控制班則按章節(jié)順序進行復習，教學中不采用概念圖的方式（采用交互式問答的方式）。學習結(jié)果以知識目標來檢驗：實驗班和控制班在復習課結(jié)束后，同一時間采用同一套試題來檢驗。

三、實驗過程

【實例1】“生物的生殖和發(fā)育”教學實例

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

②引導學生觀察概念圖的重要概念，發(fā)現(xiàn)兩個圓圈之間的關(guān)系。

③教師提示學生把每兩個圓圈與連線處的意義聯(lián)系陳述成一句話。

第一級：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：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：不完全變態(tài)會經(jīng)歷卵的階段、若蟲的階段、成蟲的階段，并且這三個階段構(gòu)成先后順序。完全變態(tài)會經(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兩個概念之間的關(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，當你回憶起它的其中一個部分時，會聯(lián)想起其他有關(guān)的概念，有利于建立網(wǎng)絡知識結(jié)構(gòu)。

⑤引導學生完成兩棲動物和鳥的生殖與發(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。

學生首次接觸概念圖時，進行的是填空而不是構(gòu)建，他們會發(fā)現(xiàn)它直觀、簡單而奏效，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，把復雜的任務分解成多個小任務來交給學生。

【實例2】“生物的遺傳與變異”、“生物起源和生物進化”的教學實例

①教師展示三個概念，引導學生根據(jù)三個概念之間的聯(lián)系來進行概念圖的構(gòu)建。提醒兩兩相連，表達簡單關(guān)系，避免鉆牛角尖。學生構(gòu)建完成后進行交流，教師參考其中—個來進行展示（見圖2）。

②再羅列幾個相關(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”，待學生構(gòu)建后進行展示。

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，待學生構(gòu)建后進行展示。

本節(jié)課比上一個概念圖有了更高的遞進層次，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。這樣便提高了對學生的要求，學生要模擬以前的模式來進行構(gòu)建。那么，教師則要注意監(jiān)督和隨時提供資源（課程知識點），以促成學生的有意義學習。

四、實驗結(jié)果和結(jié)論

實驗結(jié)果利用SPSS軟件進行T檢驗，使用wilcoxon均值秩檢驗方法，比較同一份試卷在兩個不同班級測驗分數(shù)的差異性?？刂瓢嗯c實驗班檢測的成績結(jié)果見附表1。

根據(jù)實驗結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)三組的實驗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，反映出三組中的實驗班和控制班之間的差異不顯著?？梢?，實施了概念圖策略的班級比未實施班級的期末平均成績更高，說明該策略對初二學生的生物學習成績有促進作用，但實驗班和控制班的成績差異并不顯著，筆者推測，差異不顯著的原因主要有三個。

第一，概念圖的構(gòu)建應當是一個方法的練習，只靠短短三節(jié)課，還遠遠不能使學生具備良好的構(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驗班的生物教師，在平常的教學中，無形中可能已經(jīng)把知識結(jié)構(gòu)化的思想傳遞給了控制班的學生，故出現(xiàn)了差異不顯著的現(xiàn)象。

第三，對測試的試卷并未進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；衡量學生掌握概念的標準是進行紙筆測試，評價的方式亦過于單一，而且只進行了一次，并沒有進行延遲測試。所以，其中也存在一些偶然因素。

綜上所述，筆者反思，教師應該進行長期而嚴謹?shù)慕虒W研究，而不能只關(guān)注短期的收益；同時，要把提高學生的生物科學素養(yǎng)，作為最重要的目標來組織教學活動和教學評價。

（編輯 劉澤剛）