概念和概念图在生物教学实践中的应用

黄春晓

一、概念

概念是人脑在感觉、知觉和表象的基础上，对感性材料由表及里的思维加工和改造的产物，科学认识的成果首先是通过概念来概括和总结的。生物学正是通过一系列的概念作为分析、判断、综合、推理等逻辑思维的依据，来揭示这门学科的基本规律。生物学概念是生物学学科思维的基本单位。浙科版《生物学》（2005年8月第一版）的附录上共有211个生物学概念，其中必修本有154个，选修本上有57个。而实际上新课程中的概念系统是由相应的模块观点引领的，如必修一模块《分子与细胞》中的细胞就是一个大的概念，其中又有很多小的概念，要求我们从分子和细胞水平去认识生命系统。在课堂教学实践的过程中，教师一定要强调概念的理解和应用，以及概念和概念间的层级关系。只有这样，我们才能更好地帮助学生理解和掌握生物学概念，从而更好地学习生物学知识。

二、概念图

1.概念图

概念图是以命题的形式显示概念间的意义联系，并用具体事例加以说明，来展示概念间层级结构的示意图。概念图是用来组织和表征知识的工具。它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，用各种连线将相关的概念或命题连接，这样就形成了关于该主题的概念或命题的知识网络，以此形象化的方式表征学习者的知识结构及对某一主题的理解。因此，通常概念图被认为有助于创意想象，可以作为脑力激荡的工具，有助于人们在学习复杂概念时理清思路，指明方向。

例如，图①这种概念图可以很好的帮助我们在教学实践的过程中，让学生理解大分子和小分子物质在跨膜运输的方式中是以什么方式出入细胞的？以及小分子物质出入细胞的方式和被动转运的方式，并且这些概念之间的关系非常形象，一目了然，很快就构成了概念的一个知识网络。

2.概念图的结构

概念图的结构一般包括概念、命题、连接和层次四个要素。

（1）概念概念是感知到的事物的规则属性，通常用专用名词或符号表示。如图②中的染色体、蛋白质、DNA等都是概念。

（2）命题命题是对事物现象、结构和规则的陈述。在概念图中，命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义关系。如图②中的“缩合”就是一个连接词，它表示“氨基酸”和“蛋白质”之间的意义关系，即“蛋白质”是由“氨基酸”通过“缩合反应”形成的。

（3）连接连接表示不同知识领域概念之间的相互关系。连接概念的直线可以交错，但向上或向两侧联系时需加箭头（没有箭头时默认由上往下）。不同知识领域或分支间概念的连线就是交叉连接，交叉连接常常形成方向性意义，也是产生创造性思维的关键之处。

（4）层次层次是概念的展现方式，一般情况下最概括的想知道发生变化的原因，取得意想不到的教学效果。

四、应用多媒体提高教学质量

在高中生物课堂教学过程中，可使用多种手段辅助教学，由于生物本身的特殊性和多媒体技术的发现，目前课堂中应用较多的手段就是多媒体。生物这门学科许多知识所涉及的内容都只在微观世界中展开，认识和理解起来都较抽象，如果没有较为直观的手段帮助学生认识和理解，这对于他们学习和掌握知识来说是较困难的。多媒体这种手段能够通过直观显示的方式，弥补语言和文字的不足，丰富学生的想象力，利用声像、文字等多种元素帮助学生理解和记忆，让学生对于化学这门学科产生兴趣，深刻理解，进而掌握生物的内在规律。

例如：学习“细胞的能量”这节内容时，在上课之前可通过多媒体给学生播放视频片段，如夏天的萤火虫聚集在一起，当发生亮光时就会吸引很多小虫子，通过这种方法就可以将小虫子作为自己的美餐。另一个视频是当所有萤火虫聚集在一起，纷纷在空中起舞时，其他萤火虫看到亮光，也会加入到起舞的队伍中，并出现了交配的画面。这些视频与课本上的图片相比，具有生动、形象及直观的特点，可激发学生的学习兴趣。通过该视频，学生就会总结出萤火虫发光所产生的影响，同时在学习热情的驱使下，进入到积极的探索中，强化学习效果。

总而言之，优质的高效生物课堂，是师生共同努力的结果，教师要在充分发挥自身指导性作用的基础上，尊重学生的主体地位，创设合理的教学情境，应用多种手段让学生愿意学，在学习过程中实现自身综合素质与能力的提高。概念置于概念图的最上层，从属的概念安排在下面。如图①最上层的概念“物质跨膜运输方式”是最概括的，包括“主动运输”、“被动运输”、“胞吞”、“胞吐”等概念。同样，“被动运输”概念中包括“单纯扩散”、“易化扩散”两个概念。

3.概念图的重要性

由于生物学概念是生物学学科思维的基本单位。近几年在浙江省地区统考、会考和高考中有关概念图的题目屡见不鲜，如2008年7月台州地区高二期末统考试题中出现的41题（图③），这种概念图能帮助学生对新旧知识的整合，从整体上把握知识间的内在联系，从而提升学生的思维能力、解决问题能力和自学能力，最终促使学生学习能力的提高。

在新一轮的课程改革中，围绕高中生物学科指导意见，包括浙科版在内的很多生物课程都已经将概念图引入到许多章节的检测中，并明确指出：“画概念图是指将一组相关概念用线条和文字连接成图形，直观而形象地表示出这些概念之间的关系”，并强调“这种方法可以帮助你梳理所学的知识，从而建立良好的知识结构”。同时，在浙江省生物高考考试说明中明确要求：“能用文字、图表、图解等形式阐述生物学事实、概念、原理和规律”。通过高考真题我们更可以直接地看到概念图的重要性，所以，在高中生物教学实践中，利用概念和概念图组织教学，是非常重要的一种教学手段和方法。

三、概念图的构建

1。确定某个知识领域，列出其中相关概念。最好选取自己熟悉的一个知识领域，这样便于列出其中相关概念。

2。确定关键概念，理顺概念关系和等级。一个概念体系的相关概念之间的关系往往比较复杂，构建概念图时首先应该确定其中关键概念。然后再根据其本质特征上的区别和联系，找出各概念间的关系，如从属概念、并列概念、相反概念、相邻概念等。

3。确定概念图纵向分层和横向分支。可以把所有的概念写在可以活动的纸片上，然后把这些纸片按照概念的关系、等级，在工作平台（如黑板、卡纸等）上进行排列，初步拟定概念图的结构。利用活动纸片来确定概念图纵向分层和横向分支的好处就是允许学习者移动概念和修改概念图的关系。

4。确定概念之间的命题关系，并在连线上用连接词标出各概念之间的从属关系。概念之间的联系可以是同一知识领域和不同的知识领域，同一知识领域的概念图连接词相对比较简单，建立起来容易；不同知识领域连线上的连接词相对比较复杂，要认真思考，选出准确、精练的连接词来连接各概念之间的从属关系。

5。改进和不断完善。建立概念图的主要目的是为了在教学和学习的过程中，帮助老师和学生理出概念和理清各个概念的关系，从而更好地理解教材和学习生物学有关知识。但是我们一开始建立的概念图往往受到原有知识背景的限制，很有可能不全、不准或不到位。因此，需要在今后的教学和学习中过程中不断的改进和完善概念图。

四、概念图的作用

1。概念图有助于学生学习能力的提高，从而促进学生发展。

所谓有意义的学习，主要指学习者要主动地去澄清概念的意义和概念间的关系，然后去建构自己的概念系统。而概念图则刚好能够帮助学生在学习的过程中澄清概念和了解概念间的关系，最终建立自己的概念系统。因此，从某种角度讲，概念图可以让学生的学习变得更加有意义，具体的说，概念图可以作为学生学习时的一种支架，来组织学科知识，去完成有意义的学习；另一方面，概念图可以作为学生预习和复习的工具，使本来感觉非常枯燥、无聊的预习和复习变得更加有意义。根据奥苏贝尔的有意义学习理论，当学生认识到自己的学习是非常有意义的时候，他的学习能力和效率就会随之提高。

当然，概念图本身就可以帮助学生建立知识整体的概念，让学生对课程更熟悉，使学生的学习变得更有逻辑和广度。裴新宁认为：绘制概念图实际上是帮助学生整理资料→整合知识→形成某主题的已有知识图→在已有知识结构中嵌入新概念→在长时记忆系统中固定学习内容→修正与完善。另外，还有研究表明概念图能使学生更容易的形成完整认知结构，促进学生元认知的发展，同时也可以帮助教师了解学生对前概念及知识结构的掌握情况。可见，概念图对学生的知识结构的建立、思维能力的提高和认知结构的形成都有很大的帮助。

2.概念图有助于教师教学能力的提高，从而促进教师的发展。

教师在教学前使用概念图，有利于了解学生前概念；在教学中使用概念图，有利于帮助学生建构概念网络；在教学后使用概念图，有利于检测教学效果。在具体教学过程中，概念图可以作为教师教学活动的前置组织因子，帮助教师组织课堂教学活动。在开展教学评价时，概念图可以帮助教师作为检测先前知识的策略和诊断学生迷失概念的工具。在复习时，概念图可以帮助教师对学科知识的再思考和新旧知识的整合。

3.概念图有助于新课程的顺利实施。

教师在教学实践过程中构建概念图时，学生肯定会分析、处理很多信息，把新旧知识融会贯通，从而可以帮助他们提高信息处理能力、知识整合能力和分析、解决问题的能力。概念图作为一种学生自主学习的策略，通过概念图的构建而使他们的学习变得更主动、更有意义。同时，学生在学习构建概念图时，本身就已经掌握了一种新的学习方法，这对提高他们的学习能力是一个很大的帮助。这充分体现了新课程以学生的发展为中心的理念，使学生成为学习的真正主人。另外，教师利用概念图组织教学，也是对自己教学技能的一种提升。概念图作为一种不断改进和完善的教学工具，它必然要求教师在教学的过程中放下架子，和学生平等地交流，让教师在课堂教学中更多的扮演知识的引导者，而不是知识的灌输者。这也充分体现了新课程对教师在课堂教学中角色转变的要求。因此，概念图的构建和应用，有助于新一轮课改的顺利实施。