维恩图在高中生物学习中的应用

黄鸿玉

摘 要： 概念图作为学习的有效工具，本文主要介绍维恩图的概念及意义，从维恩图有利于理清概念间的关系、有利于提高解题能力等方面探讨高中生物学学习的有效策略。

关键词： 维恩图 生物学学习 应用

概念图最早是在20世纪60年代由美国康奈儿大学诺瓦克（Joseph D.Novak）教授等人提出，它用图示方法表达人们头脑中的概念，是一种把概念知识点具体化、可视化、系统化的工具。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掌握的知识，当学习者有意义学习的倾向，并把所要学的新知识同原有知识联系起来时，意义学习便发生了。概念图学习法是将某一领域内的知识元素按其内在关联进行组织呈现和意义建构的学习法，它可以培养学生搜索已有知识、把握知识联系、知识迁移、知识提升。

概念图的类型一般有维恩图、链式图、等级图、辐射图、进展图、类比图、网络图、括号图等。本文主要探讨维恩图在高中生物学学习中的应用。

1.维恩图的概念及意义

1.1维恩图的概念

维恩图是用于显示元素间的重叠关系，用封闭曲线（矩形、圆形）表示集合的图形，既可以表示一个独立的集合，又可以表示集合与集合之间的相互关系。总的来说，它是一种选择、分类和比较信息非常有用的工具。

1.2维恩图的意义

维恩图应用于高中生物学学习，可使学生头脑中对概念关系隐性的认知方式显性化，可揭示认知结构重叠的部分与相互冲突的部分，从而促进学生对知识的理解，这符合新课程中的“倡导探究式学习”理念，可帮助学生形象而简捷地解决问题，提高学习效率。

2.维恩图的应用

2.1用维恩图理清概念间的关系

高中生物学的知识点多、杂、繁，学生掌握的知识支离破碎，新旧知识联系不起来，对概念理解不清，往往混淆。应用维恩图理清概念间的关系，概念间的关系实质上是概念之间在外延上的关系，通常有相容关系与不相容关系。相容关系分为全同关系、属种关系、交叉关系三种；不相容关系分为并列关系、矛盾关系、反对关系三种。

2.1.1属种关系——图（1）

在两个概念中，一个概念的外延被另一个概念的外延全部包含，这两个概念之间的关系被称为从属关系。外延较大的概念叫属概念，外延较小的概念叫种概念。判定属种关系的要点：①两个概念有重合的外延；②重合（1）部分是一个概念的全部外延，同时是另一个概念的部分外延。如果以“单细胞生物”与“原核生物”的关系为例，A表示“单细胞生物”，外延较大，是属概念，B表示“原核生物”，其外延被A的外延全部包含，是种概念。

2.1.2交叉关系——图（2）

两个概念的外延部分重合，这两者之间的关系被称为交叉关系。设A，B两个概念，有的A是B，有的B不是A，同时，有的B是A，有的B不是A。如“蛋白质”与“酶”；“蛋白质”与“激素”；“蛋白质”与“抗原”等。

2.1.3矛盾关系——图（3）

指同一属概念下外延一点也不重合，并且外延之和等于属概念的外延，这样两个概念之间的关系称为矛盾关系。设A，B两个种概念，整个大圆为（3）属概念C。即：所有A不是B，所有B不是A，所有A是C，所有B是C，并且所有A加上所有B等于C。判定矛盾关系的三个要点：①两个种概念有共同的属概念；②两个种概念没有重合的外延；③两个种概念的外延之和等于其共同属概念的外延。如“生物的变异”分为“可遗传的变异”和“不可遗传的变异”。

2.1.4反对关系——图（4）

指同一属概念下外延一点也不重合，并且外延之和小于其共同属概念外延的两个种概念之间的关系。即：所有A不是B，所有A是C；所有B不是A，所有B是C，并且所有A加上所有B小等于C。判定矛盾关系的三个要点：①两个种概念有共同的属概念；②两个种概念没有重合的外延；③两（4）个种概念的外延之和小于其共同属概念的外延。

2.2用维恩图提高解题能力

让学生摆脱题海，提高学习效率是非常重要的。用维恩图解题是非常有效的一种方法。

案例1：下列图中有关动植物糖类、脂质的种类与关系正确的是（ ）

答案：A【解析】葡萄糖和果糖是单糖，不属于二糖，蔗糖是非还原糖；固醇和脂肪都属于脂质，而不是包含和被包含的关系；固醇相对分子质量较小，不是生物大分子。乳糖和糖原都是动物细胞中的糖类。淀粉、麦芽糖和纤维素是植物细胞中的糖类。核糖、脱氧核糖和葡萄糖是动植物细胞共有的糖类。

案例2：①②③三个圆分别代表某个概念或某类物质。以下各项中能构成图示关系的是（ ）

A.①酶、②蛋白质、③激素

B.①DNA、②染色体、③基因

C.①减数分裂、②有丝分裂、③无丝分裂

D.①核糖核苷酸、②核苷酸、③脱氧核苷酸

答案：A【解析】酶、蛋白质、激素三个概念的关系属于交叉关系，并且绝大多数的酶是蛋白质，某些激素是蛋白质，所以A正确。DNA、基因是属种关系；减数分裂、有丝分裂、无丝分裂是不相容关系；核苷酸、核糖核苷酸、脱氧核苷酸是矛盾关系；所以B、C、D均错。

案例3：如图表示个体、种群、群落和生态系统间的关系，有关表述正确的是（ ）

A.图中a表示生态系统，b表示群落，c表示种群，d表示个体

B.一片鱼塘中所有的动植物可用c表示

C.b的未来发展趋势可通过年龄组成来预测

D.d的主要成分是生产者、消费者和分解者

答案：C【解析】个体、种群、群落、生态系统的范围是依次增大的，d相对于a、b、c是属概念，所以d是生态系统，A项错。一片鱼塘中的所有动植物既不是种群，又不是群落（缺少微生物），更不是生态系统（没有无机环境），B项错。生态系统的主要成分是生产者，D项错。

案例4：下列有关生物概念图中，正确的是（ ）

答案：C【解析】DNA与核酸的概念关系、细胞免疫与特异性免疫的概念关系、种群与群落的概念关系都是属种关系，A、B、D项均错。

将概念图中的维恩图引入生物学学习，这种全新的学习方式让学生充分体验到主体意识和自主创造的快乐，使学生感悟到：维恩图有助于理解不同知识之间的联系，贯通、整合学习内容，建立知识结构，使零散的知识系统化，知识形式更简洁、凝练，对思维能力的提升和认知结构的形成有很大帮助，从而提高学习效率，最终使学生学会学习。但维恩图不是万能的，还存在诸多问题，学生应根据学习实际情况细致分析学习的策略，综合运用更多更有效的学习策略，不断克服学习中出现的各种问题，才能实现学习效果的最优化。

参考文献：

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[2]李越，袁燕，江泽华.维恩图在生物教学中的应用.中学生物学，2013.（3）：17～19.

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[4]赵政.构架知识路线图提升教学有效性.生物学通报，2013，38（5）：18～19.