概念图在生物教学中的重要性和实证性

蔡薇

概念图是学生科学学习的必要工具，在初中生物教学与复习中，使用概念图可以使学生的生物知识网络化，达到事半功倍的效果。本文中，笔者使用概念图对知识点及其逻辑关系进行建构，以体现由重要概念发散而成的层次性和递进性概念效果。

一、生物概念和概念图的重要性

2011年版的《义务教育生物学课程标准》于2012年1月正式出版，它延续了现行的生物课程理念：“面向全体学生”、“提高生物科学素养”和“倡导探究性学习”。而“提高生物科学素养指的是一个人参加社会生活、经济生活、生产实践和个人决策所需要的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解的本质以及形成科学的态度和价值观。”我们不难看出，其中对生物学的科学概念进行了强调，指出了概念教学的重要性和基础性。所以，课程改革的重要性就体现在对概念的教学上。在标准的10个一级主题中，提炼出了50条重要概念。在这些重要概念中，有的是传统意义上的概念，有的则不是。但我们可以发现它们之间的共同点，即都是从课程内容中提炼出来的且具有逻辑联系的概念。所以，在教学中要把握教学内容逻辑上的联系，重视引导学生理清相关概念的关系，形成良好的知识结构。

有研究表明，各个领域的专家与初学者的主要区别在于他们组织知识的方法不同。专家能深刻地理解其领域的中心原理和知识结构，能明确地认识到某一具体知识在学科中的地位及与其他理论、原理之间的联系，这些特点有助于专家对零散知识的记忆。而初学者多数趋向于记忆一些琐碎的知识，并试图找到合适的方法来优化重组这些知识。故要想和专家一样，就需要提高使一般概念和事实相互联系的理解能力，也就是得到重要概念。所以，我们运用概念图，围绕重要概念来组织初中生物的教学是非常必要的。

生物学是一门自然科学，具有严密的逻辑结构和科学的系统性，非常适合使用概念图来展开教学。学生依靠概念图，在已有的知识与新概念之间迅速建立起链接，使自己的知识结构更加完整和系统化，而教师则能利用概念图，更好地对新概念进行梳理，使琐碎的知识因为框架而变得立体化，与旧知建立坚固的联系。故教师在利用概念图来进行教学的过程中，一定要向学生传授概念图的具体画法和意义，如将属于某一主题的不同概念置于方框或圆圈中，再用连线的方式将相关概念和命题相连，线上可以用词组来表达两个概念之间的关系。

学生绘制出了概念图，把千头万绪的细碎知识点搭建出了框架，使知识系统变得更加立体化和结构化，便可进一步促进学生的知识迁移和应用。同时，通过学生绘制的概念图，也可反映出其最近的学习进展、概念掌握和思维发展状况等。这都有利于教师跟踪监控，及时诊断，及时反馈，以改进后续教学方法。

二、实验对象与实验设计

实验对象。参与实验的有六个班级，其中A、B、C班为控制班，D、E、F班为实验班。实验班和控制班都由研究者执教，两种班的平时作业内容和作业量都相同，研究前实验班和控制班学生的学习结果基本无差异，都没有进行过额外辅导。

实验设计。本实验的目的是：比较在同一册教材复习中，采取概念图教学策略和常规教学策略的效率差。实验采用等组对照实验的方法。实验班在每一个章节完成后，精心设计概念图教学，使用概念图填空的方式引导学生构建知识网络，渐渐地，使用相关术语或者名词，最后完全由学生自主建构，由教师进行讲解和分析。该过程中，教师要尽量监测学生的进展。而控制班则按章节顺序进行复习，教学中不采用概念图的方式（采用交互式问答的方式）。学习结果以知识目标来检验：实验班和控制班在复习课结束后，同一时间采用同一套试题来检验。

三、实验过程

【实例1】“生物的生殖和发育”教学实例

①教师在黑板上画出一个填空式的概念图，引导学生根据上下概念之间的关系和线上的意义联系进行填空（见图1）。

②引导学生观察概念图的重要概念，发现两个圆圈之间的关系。

③教师提示学生把每两个圆圈与连线处的意义联系陈述成一句话。

第一级：昆虫的变态发育分为不完全变态、完全变态。

第二级：不完全变态的发育方式如蝗虫；完全变态的发育方式如家蚕。

第三级：不完全变态会经历卵的阶段、若虫的阶段、成虫的阶段，并且这三个阶段构成先后顺序。完全变态会经历卵的阶段、幼虫的阶段、蛹的阶段、成虫的阶段，并且这四个阶段构成先后顺序。

④教师说明绘制方法和意义：将属于某一主题的不同概念置于方框或圆圈中，再用连线的方式将相关的概念和命题相连，线上可以用词组来表达两个概念之间的关系。连线可以交叉，但向上和水平向左或右的需要添加箭头。这样的概念图能使概念之间产生联系，当你回忆起它的其中一个部分时，会联想起其他有关的概念，有利于建立网络知识结构。

⑤引导学生完成两栖动物和鸟的生殖与发育的概念图，并向学生提示要与有关鸟的主要特征相联系，尝试在“鸟”的概念上继续绘制框架图。

⑥最后用一个综合的概念图统领全章，将已有概念与新概念相联系。

学生首次接触概念图时，进行的是填空而不是构建，他们会发现它直观、简单而奏效，于是就产生了使用这种方法的愿望。所以，教师一定要深入浅出，把复杂的任务分解成多个小任务来交给学生。

【实例2】“生物的遗传与变异”、“生物起源和生物进化”的教学实例

①教师展示三个概念，引导学生根据三个概念之间的联系来进行概念图的构建。提醒两两相连，表达简单关系，避免钻牛角尖。学生构建完成后进行交流，教师参考其中—个来进行展示（见图2）。

②再罗列几个相关概念：“染色体”、“DNA”、“基因”、“性状”、“显性基因”、“隐性基因”、“显性性状”、“隐性性状”，待学生构建后进行展示。

③教师给出“人的染色体”、“常染色体”、“性染色体”、“x染色体”、“Y染色体”、“性别”等概念，待学生构建后进行展示。

本节课比上一个概念图有了更高的递进层次，不再采用填空的方式，而是一次性呈现出不同的概念，由学生分析概念之间的关系后，结合教材自主构建概念图。这样便提高了对学生的要求，学生要模拟以前的模式来进行构建。那么，教师则要注意监督和随时提供资源（课程知识点），以促成学生的有意义学习。

四、实验结果和结论

实验结果利用SPSS软件进行T检验，使用wilcoxon均值秩检验方法，比较同一份试卷在两个不同班级测验分数的差异性。控制班与实验班检测的成绩结果见附表1。

根据实验结果，可以发现三组的实验班均比控制班的平均分高出些许，但a=0.05，三组的P值都大于0.05，反映出三组中的实验班和控制班之间的差异不显著。可见，实施了概念图策略的班级比未实施班级的期末平均成绩更高，说明该策略对初二学生的生物学习成绩有促进作用，但实验班和控制班的成绩差异并不显著，笔者推测，差异不显著的原因主要有三个。

第一，概念图的构建应当是一个方法的练习，只靠短短三节课，还远远不能使学生具备良好的构建能力。教师要在每一节生物课上都融入构建知识结构的理念，注重概念间的联系，重视重要概念的形成。

第二，由于笔者同是控制班和实验班的生物教师，在平常的教学中，无形中可能已经把知识结构化的思想传递给了控制班的学生，故出现了差异不显著的现象。

第三，对测试的试卷并未进行信度和效度分析和调查，也是出现该结果的原因之一；衡量学生掌握概念的标准是进行纸笔测试，评价的方式亦过于单一，而且只进行了一次，并没有进行延迟测试。所以，其中也存在一些偶然因素。

综上所述，笔者反思，教师应该进行长期而严谨的教学研究，而不能只关注短期的收益；同时，要把提高学生的生物科学素养，作为最重要的目标来组织教学活动和教学评价。

（编辑 刘泽刚）