概念图在高中生物复习课教学中的运用

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1、概念图在高中生物复习课教学中的运用概念图在高中生物复习课教学中的运用周铭霞周铭霞 高中生物复习课教学是师生双方从新的视角对所学知识进行系统梳理、深化、 拓宽及灵活应用的教学过程。为了使学生对所学生物学知识概括化、网络化， 并能灵活地迁移，笔者尝试将概念图引入到高中生物复习的教与学中，收到了 较好的效果。 一、什么是概念图 早在 20 世纪 60 年代，美国康奈尔大学的诺瓦克教授等人就提出了概念图理论。 当时诺瓦克教授把概念图作为一种科学的教学策略，并通过在教学活动中运用 概念图来帮助教师和学生提高教学质量。 概念图实质上是一种组织和表征知识的工具。它通常是将有关某一主题的不同 级别的概念或命题

2、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。 概念图的编制一般可以通过以下几个步骤来实现： 确定关键概念：从选定的知识领域中，挑选出关键概念，以及与之相关联的 其他概念，并把这些概念列出一张“关键概念”一览表。 概念的排序：关键概念一经确定，便可以将其排列成序，即将概括性最强、 最一般的概念置于顶层，依次向下，概括性较小的概念位于较低的层次，最具 体的概念位于最底层，从而形成概念的层次结构。 进行各级连接：把每一对相关的概念用连线连接，并在连线上标明两者之间 “是

3、什么”或有“怎么样”的关系。 反思与完善：对已初步编制好的概念图加以调整与充实，以不断完善认知结 构，促进意义建构。 二、概念图的理论基础 美国著名的认知心理学家奥苏贝尔于 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，

4、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

5、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。 三、概念图应用于生物复习 （一）运用概念图，区别容易混淆的知识 在高中生物教学难点“有丝分裂”和“减数分裂”这部分内容中，涉及到不少 容易混淆的基本概念。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，形成了相关的概念图（见图

6、 1）。 学生在自己画概念图时就经历了一次对自己原有知识进行内省、分析、重新评 价和组织的过程，变被动学习为主动学习，并从中掌握学习方法。笔者还进一步引导学生利用等式关系把上述概念表达为：l 个四分体=1 对同源 染色体=2 条染色体=4 条染色单体=4 个 DNA 分子=8 条脱氧核糖核苷酸链。 （二）运用概念图，对知识进行对比复习 在复习“三大营养物质的代谢及其关系”这部分知识过程中，学生往往感觉比 较枯燥而且不容易掌握。笔者在帮助学生复习时，事先画好一个未完成的概念 图（见图 2）： 然后在复习过程中根据不同的概念和知识点，引导学生回答问题。这样的复习 方式较新颖，学生容易把物质的代谢特

7、点找出来，起到举一反三的作用。 如，复习糖的代谢过程，可利用图 3：结合图 3，可复习以下内容： 1食物中的淀粉经消化分解成葡萄糖，葡萄糖被小肠上皮细胞吸收以后，有什 么变化？（请学生对应上图标记回答）答案：合成肝糖元。氧化分解成二 氧化碳和水，并释放出大量能量。进行无氧呼吸，产生乳酸，并释放少量能 量。转化成脂肪及某些氨基酸等。 2血液中的葡萄糖可以通过哪些途径获得？答案：（1）从食物中消化、吸收 而来。（2）肝糖元分解而来。（3）由体内物质（如甘油、某些氨基酸）转化 而来。 3如果人体内血糖的来源和去路不能够保持相对平衡，人可能出现什么情况？ 答案：如果血糖浓度过低，会引起头昏、心慌、四肢

8、无力等低血糖症状，严重 时会导致死亡；如果血糖含量过高，则会形成糖尿，有损健康。 又如，复习蛋白质的代谢过程，可利用图 4：结合图 4，可复习以下内容： 1蛋白质在消化道中被分解成各种氨基酸，氨基酸被吸收进入细胞以后，有什 么变化？（请学生对应上图标记回答）答案：合成组织蛋白质，以及酶和激 素等。脱氨基作用。含氮部分氨基可以转变成为尿素而排出体外。不含 氮部分可以氧化分解成为二氧化碳和水，同时释放能量，也可以合成为糖类和脂肪。氨基转换作用。 2通过氨基转换作用能够生成人体内所有的氨基酸吗？答案：通过氨基转换作 用只能生成人体内非必需氨基酸，如丙氨酸、甘氨酸等。必需氨基酸不能在人 和动物体的细胞

9、内合成，只能从食物中获得。 3细胞中的氨基酸有哪几个来源？答案：（1）从食物中消化、吸收而来。 （2）自身组织蛋白分解而来。（3）通过氨基转换作用生成。 通过概念图的复习比较，再进一步引导学生分析糖类、蛋白质代谢过程的相同 点和不同点，如找出物质的代谢都有合成、分解、转化三个基本特点；物质的 来源也有食物的消化吸收、自身物质的分解、其它种类物质的转化三个基本特 点。同时，找出三大营养物质代谢的关系，明确三大营养物质的代谢是同时在 细胞中进行的，它们之间既相互联系，又相互制约，共同形成一个协调统一的过程。（三）运用概念图，形成章节、单元的内在联系 “遗传的物质基础”是现代遗传学的核心内容，也是后

10、面学习遗传的基本规律 以及生物变异的基础。可是这一部分出现的一系列概念，如：脱氧核苷酸、基 因、染色体、碱基、脱氧核糖核酸等，学生往往不容易把它们的从属关系搞清 楚。笔者在帮助学生进行复习时，进行了如下指导： 要求每个小组的学生把脱氧核苷酸、基因、染色体、碱基、脱氧核糖核酸（DNA）这几个概念分别写在一张张小纸片上。 经过小组讨论后，根据纸片上概念间的关系确定各纸片摆放的位置，如染色 体、脱氧核糖核酸（DNA）、基因、脱氧核苷酸、碱基。 将步骤中涉及到的概念间的关系复制到一张纸上。 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，并用适当的词语标注于线段或箭头上。 用具体的知识或事实充

11、实相应的概念。 图 5 是其中一个小组所编制的概念图： 四、概念图在复习中的应用价值和初步成效 在实践中笔者体会到，通过运用概念图来帮助学生复习，一方面，教师可利用 学生编制的概念图的框架来了解学生对概念和原理的理解程度，还可从概念图 的层次水平了解学生的逻辑思维能力，并从所举事例中了解学生对概念的内涵 和外延理解的清晰度和广阔性。另一方面，学生也可以对不易理清的各种概念 和原理有充分地了解和深入地认识，还可使原来迷惑的概念清晰化，零散的知 识系统化，机械的知识灵活化。此外，完成概念图既可以由学生独立完成，也 可以由学生小组合作完成，还可以由师生共同讨论完成，这样就有利于为学生 创造一个合作、

12、互助、民主、开放的学习环境，通过师生之间以及学生之间的 平等对话和协商，促进学生合作意识和合作能力的养成。 我校在 2005 年 6 月前属于区一级学校，在海珠区属于中等稍偏差的水平。2002 级 4 个班的学生 2003 年参加高一会考时，优秀率、及格率和平均分都没有达到 市平均水平和区平均水平。笔者在指导该年级学生进行高二学生毕业会考复习 时，尝试采用了概念图的复习方法，虽然学生用在生物科方面的复习时间相对 比较少（只有大约一个多月时间），但是从学生参加 2004 年广州市高中生物毕 业会考的成绩反馈情况来看：优秀率为 3066（区平均水平是 2054，市 平均水平是 2453%），及格率

13、是 9512%（区平均水平是 8787%，市平均水 平是 8779%），平均分是 8053 分（区平均水平是 7560 分，市平均水平 是 7611 分），整体成绩排在海珠区的第三名。这样一所相对薄弱的学校的学 生在与省一级、市一级学校的学生同时参加同一类型的考试，并取得区第三名 的成绩，既是师生共同努力的结果，也是应用概念图复习策略成功的一个很好 的证明。 参考文献 1袁维新概念图：一种促进知识建构的学习策略学科教育，2004 年 第 2 期 2王大平、李新国概念图的理论及其在教学中的运用现代教育技术， 2004 年第 6 期 3徐洪林、康长运、刘恩山概念图的研究及其发展学科教育，2003

14、年第 3 期概念图教学在高中生物新课程概念图教学在高中生物新课程 实施中的初探实施中的初探天津市南开区南开大学附属中学天津市南开区南开大学附属中学生物学科生物学科 赵程赵程概念图教学在高中生物新课程实施中的初探内容摘要：内容摘要：新程背景下的高中生物新教材（人教版）中提出了概念图，为新课程教学和学生的学习提供了一个有效的工具，对于教与学方式的转变有着深刻的影响。本文从概念图的功能、训练方法等方面对教师教学方式和学习方式进行了初步的探索。关键词：关键词：新课程 概念图 教学方式 学习方式2006 年秋季，天津市进入高中新课程改革，从 2007 年秋季开始生物学科的新课程改革从高二年级展开。新课程

15、背景下的高中生物新教材（人教版）多处出现绘制概念图，为新课程教学和学生的学习提供了一个有效的工具，对于教与学方式的转变有着深刻的影响。但是在实践中同时也出现了一些问题，值得关注。1. 从概念图的功能看教师的教学过程概念图在教学中的功能是多样的，如概念图是一种创作的工具，在教学设计中作为进阶组织工具，以提供后续知识与学习的初始概念架构，就像工程中的脚手架；概念图是一种学习工具，增进有意义的学习；概念图是一种评价的工具，评估学习者对学习动机、概念与概念间关系的理解程度；概念图是一种交流的工具等。因为有如此多样的功能，概念图在教学的备课、课堂教学、课后反馈等各个环节中都能充分发挥作用，但应注意以下一

16、系列相关联的问题：（1）教学设计的形成：教师依据概念图进行教学设计时应考虑到学习的先后顺序，基础的课程内容应先教，使学生易学，并有效鉴定出迷失概念所在。这样在教学过程中就可以利用概念的前后联系进行新概念的教学，当然这时关注更多的还是对于新概念本身的理解，因为这是搭建知识体系的基础。（2）概念的深度：对于新概念本身的理解主要体现在概念的深度。根据概念具体的程度可以渐进地对概念进行区别。教师应会辨别新概念的层次。根据层次，在教学中把这些概念帮助学生放入他们知识结构中相应的位置上。这就像用一幅“大的图画” ，首先呈现最笼统的概念，然后逐渐展现细节和具体的东西，即从全景的概览到细节的刻画。这实际上是一种演绎的思考方式。（3）确定概念的层次：以上问题的关键在于教师首先如何辨识出概念的层次，这完全可以用最传统的方法来解决，比如比较法。通过比较完全可以理解概念之间的关系及它的层次，如必修 1 的P108 的画概念图的题目“画概念图，将呼吸、呼吸作用、细胞呼吸、有氧呼吸和无氧呼吸