第四节  概念图策略

导言：在人教版的生物教材中，几乎每章都有与概念图有关的习题，比如图中的三幅图分别选自必修1《分子与细胞》第2章、第4章，必修2《遗传与进化》第 4 章。

  一、 概念图教学策略的内涵与特征 

1、概念图的内涵

将概念图这一认知工具，应用到生物教学设计中来，把它作为一种重要的教学策略，能有效提高课程教学效果。为了更好地运用概念图策略，需要了解概念图的内涵。

观看展示的概念图的模型，概念图表达的是知识结构，知识结构是概念， 是命题，同时也是依赖的背景，包含有关的情景，它需要有效的教学，有效的学习。知识结构是概念，概念是感知的规律性，是标签，是结构化的层级，还包含着有关的情意。作为概念是一个标签，它可以用符号、词来表达。比如细胞这个概念，在义务教育阶段，表示为生物体结构和功能的基本单位。关于概念组合形成的命题，它可能是交叉连接，表现相互关系，存在于不同的概念图的片段，命题也是结构化的层级，有助于创造，而创造辨别时需要相互关系，这样就将它们联系起来了。

从概念图的模型中，会发现图表中的方框也许是一个概念，是一个命题，概念与概念或命题之间通过线条联系，而线条上的连接词将两者间的关系给予明确。

 例如细胞结构和功能的概念图，它表示的是细胞有关的知识，图表方框中的细胞壁、细胞膜、细胞质等知识是概念，保护和支持、物质进出、呼吸作用场所等是命题，连线上的植物有、作用、控制等连接词明确表明了两者间的关系。概念图中的每一个方框，其从属关系非常密切。

2、概念图的特征

首先，概念图中的概念通常是按分层的形式表现的，主概念之下分出相关联的支概念。比如种子植物的概念图，概括性最强的概念——种子植物位于整个概念图的最上端，维管组织、种子、裸子植物、被子植物等从属概念排列在下方，它们细分成的支概念，韧皮部、木质 部、乔木等依次排列在它们的后面。

 其次，概念图中还包含着交叉连接，连接之间有表达明确的连接词。例如图中的种子、没有果皮包被的种子、裸子植物间形成了一个交叉连接，他们三者用分为、 产生两个连接词联系起来，种子、有果皮包被的种子、被子植物间同样存在交叉连接。

整个概念图中，有许多具体的事例、命题，用来澄清所给定概念的意义。单子叶植物多为平行脉，常见的单子叶植物有玉米、百合等，平行脉、玉米、百合 便是对单子叶植物的澄清和解释。在概念图的绘制过程中，如果列举的事例、命题越多，说明对这一概念或命题的理解就越深刻。

由于个人认知特点不同，对于某一概念所储备的前科学概念存在差异，以及对概念或命题的把握和理解存在一定的出入，因而针对同一知识领域，不同的人 绘制的概念图可能有明显的不同。案例中引用的种子植物概念图，还可以绘制成图中的形式。

二、概念图在教学中的作用

1、作为教的工具

教师在组织教学内容，进行课程与教学规划时，可以通过绘制概念图来展示教学材料中各概念间的逻辑关系，便于教师从整体上把握教学内容，掌握概念的来龙去脉，清晰各概念所处的地位和概念间的相互关系，从而优质高效地完成课程与教学预案，实现教学材料的有效组织。此时，概念图是作为教的工具。

比如在上七年级下册《人体的组织—血液》这节内容时，涉及到血浆、血细胞、动脉血、静脉血等多个概念，容易混淆，教师在备课的时候，如果将各个概念、知识点绘制成概念图，便能很容易看出本节各知识点间的关系。

2、 作为学的工具

概念图是基于奧苏贝尔的教育学理论开发的，奧苏贝尔倡导的有意义学习理论认为学生即将要学习的内容必须与先前掌握的知识产生一定的联系。除此之外，皮亚杰认为学习是学生基于经验主动进行意义建构的过程。而绘制概念图的过程就是学生建构知识结构的有效方式，因此，学生在学习过程中，可以利用概念图做随堂笔记，还可以课后合理利用概念图将所学的知识点梳理整合起来，理清各知识点间的联系，能有效加深学生对概念的理解，贯通课程内容。由此看来，概念图能作为一种有效的学习工具。

3、 作为评价的工具

在高中生物教材的章末复习中会经常看到画概念图的习题。不同学习能力的学生，对当堂学习的知识理解不同，根据课程内容绘制的概念图有所偏差，因此，进行课程教学评价时，概念图是很好的检测学生学习效果的评价工具。

4、概念图与思维导图的比较

思维导图由20世纪60年代英国学者东尼·巴赞提出的，他指出思维导图是表达人们发散性思维的一种图形工具，也是为促进思维激发和思维整理的可视化、非线性思维工具。 思维导图与概念图在教学中均有广泛的应用，与概念图相比，思维导图有哪些不同的特点呢？

 从图中看出思维导图更加形象，图文并用，它利用不同颜色、不同粗细的线条把主题关键词与其他关键词、图像等建立记忆连接，巧妙的把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来。仔细观察思维导图的分支，它的分支由印在相关线条上的关键词或者一个关键的图像构成。与概念图明显不同的是，思维导图的关键词在线条上，而概念图的关键词在框框里面。各分支间形成了一个相互连接的节点结构。从整个思维导图来看，该图的主题“生物和生物圈”位于图像的中央，主题下的各级主题比如认识生物圈、认识生物、生态系统等从中央向四周发散，也就是说，思维导图注意的焦点清晰地集中在中央图像上，主题作为分支从中央向四周放射出去。思维导图中的一些不重要话题，比如该图中的生物家园、形态结构、作用用途等，也以分支形式表现出来，附在较高层次的分支上。 总体而言，概念图与思维导图的特征比较如下：

 正因为思维导图有这些独特的特征，有的老师会将思维导图用在高三的复习课中，便于把已学的最重要的内容放在中间，同时呈现一些不重要的内容，去辅助学生掌握最重要的知识结构，有助于学生的复习。

三、概念图策略使用原则及绘制规范

概念图是很有效的一种教学策略，但教师在实际教学中也要根据教学内容的特点选择最合适的教学策略，选择概念图进行教学时，不是为使用概念图而使概念图,应当把握以下几个原则：必要性原则; 多样性原则; 简明性原则; 发展性原则。

1. 必要性原则: 使用概念图进行教学时，首先应该考虑所选知识领域概念的集中程度和相关度。概念图策略适用于概念分布较集中，或以某个概念为中心能够联系出相关一系列概念的知识领域， 例如：关于体液调节、激素调节、神经调节、性行为、照顾孩子的行为、先天性行为、后天性行为、趋性、印随、本能、模仿、非条件反射、条件反射等概念较多，且相互之间有密切联系又极易混淆的知识内容，用概念图表示就有一定的意义。

而对于基本的、浅显的，非专业领域的概念一般没有必要用概念图来表达，以免将简单 的知识复杂化。其他的一些表达形式如表格、图形、知识框架也能解决的问题,没有必要一定要用概念图来解决。

2. 多样性原则： 概念图是一个很好的发散性思维的工具，每个学生根据自己原有的知识体系可以构建不同的概念图。建构主义指出，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程。学习者不是被动的信息吸收者，相反，要主动地建构信息的意义。与此同时，随着学习者学习经验的积累，概念图可以被不断地充实和完善。因此，不同的学习者建构的概念图有一定的出入且同一学习者在不同的学习阶段构建的概念图也不尽相同，因而，概念图的构建必然具有多样性，不是唯一的。如关于植物、光合作用、太阳能三者之间的联系,可用下面三种形式的概念图表示：

这只是一个非常简单的概念图,如果图中的概念再多一些的话,那么形式肯定更加多样。 所以在概念图教学中过分诱导学生画出一致的“专家图”,往往会束缚学生的创造性思维,削弱学生的积极性。因此，教师在教学的过程中要鼓励学生根据自己的实际学习情况绘制独具特色的概念图。

3.简明性原则 生物学概念之间具有很强的隶属关系，可以根据生物的分类原则和进化顺序，对有关概念进行归类，使学生对概念间的相互关系有比较明确的认识；生物学概念之间又有很强的层级性和包容性，形成一定的层级关系，可以按一定的结构关系联系起来。概念图应该能够清晰明了地反映学习者对学习内容的理解，因而概念图的绘制宜简不宜繁。只有能快速引起学习者刺激，促使其轻松找到核心概念的概念图才是有效的。如果面对的是一张纷繁复杂的概念图，需要花费相当长的时间和精力去弄清作者的意图的话，反而会降低学习效率。

4.发展性原则 有了初步的概念图以后,随着学习的深入,学习者对原有知识的理解是会加深和改变的, 所以,概念图应不断地修改和完善。如这个关于染色体的概念图，不是一下子形成的，而是经历了一个相当长的过程。

在学习有丝分裂和减数分裂时增加了姐妹染色单体、非同源染色体、同源染色体、四分体的概念,在学习遗传的物质基础时增加了基因的概念,在学习性别决定时增加了性染色体、常染色体的概念,在学习生物变异时又增加了染色体组、多倍体、单倍体、二倍体的概念。 因此，概念图随着学习者认知结构的变化能够被不断地修改和完善，教师在教学过程中应该不断引导学生结合自己的前概念知识构建独特的概念图。

在绘制概念图的过程中一定要规范：

1． 概念图中的每个概念或命题只需出现一次。 如果某个概念与很多其他概念有联系，都用连线和联系词表示。

2． 连接两个概念或命题间的联系词应选用意义表达具体明确的

3． 连接概念或命题的连线可以交错，连线时需要加箭头

4． 概念名词或命题要用方框和圆圈圈起来，而联系词则不用

概念图的这些元素在使用软件制作的时候均可选择，常用的软件有：Inspiration、 Cmap-tools、WPS 和 Office 等， WPS 和 Office 是我们常用的办公软件，Inspiration、 Cmap-tools 是制作概念图的专用软件。

四、概念图教学策略的教学设计

1、概念图教学策略的教学设计的一般模式

在运用概念图策略进行教学设计时，首先同样要进行前端分析。学习者分析我们在前面了解到包括分析学生的认知规律、在学习方面有何特点、学习方法如何、习惯如何、兴趣如何等。 除此之外，我们也要注意分析教学内容在教材中的地位、教学内容及知识点在整体知识结构中的地位及前后联系等。 第二步是制定学习目标。制定学习目标要着眼于培养学生的概念图意识、逻辑思维能力、 学生的创新精神和科学态度。只有明确了目标要求，我们才能结合概念图的特点运用概念图策略进行教学设计。以“染色体变异”为例，学习目标为：说出染色体结构变异的类型；说出染色体数目的变异；进行低温诱导染色体数目变化的实验。在学习本课的过程中，学生尝试运用概念图主动构建知识，归纳出核心概念；提高知识迁移能力，培养学生的科学素质和创新意识； 构建染色体组概念，提升概念图策略运用能力。

在教学过程中，概念图主要运用在复习和预习、教学和构建、反馈和巩固三个环节。在复习和预习中，要求学生在课前复习已有知识，预习新的概念，教师画出已有知识的概念图帮助学生进行复习回顾；在教学和构建环节中，教师用概念图的形式来理清新的学习内容，学生可以将前后知识点的概念图放在一起对新旧知识的联系进行讨论；在反馈和巩固的环节中，教师可以运用概念图来对学生的概念理解进行及时的评价和反馈，从而能够达到练习巩固的目的。 同样以“染色体变异”的学习为例。 “染色体变异”的上一节内容为“基因重组”，是学习“染色体变异”这一节的理论基础，十分重要。因此教师有必要画出已学知识的概念图，帮助学生在课前复习已有知识，巩固关键知识点进而预习新概念。

理清已学知识后，同样可以运用概念图来构建新的知识框架。同时可以将新旧知识概念图放在一起进行讨论帮助学生找寻知识之间的联系。在新授课中，需要在板书或课件中制作概念图使其绘制过程与教学内容对应。 对概念图教学策略的教学设计需要进行评价，以便更好利用概念图教学策略进行教学设计，评价包括评价原则、评价内容、评价方法。评价原则包括科学性、主体性、多样性、发展性、简明性五个方面。评价内容涉及学生的参与态度、情感体验、方法技能、科学知识。可以运用课堂观察评价法、活动表现评价法、纸笔测验评价法等三种方法进行科学、合理评价。

在教学结束后，教师可根据教学过程中学生的反应和评价结果对教学设计中各个步骤再进行一定的反思和修改。在我们的实际教学过程中，运用概念图教学策略进行教学设计需要考虑影响概念图教学策略的因素。