概念图在药用植物学教学中的应用研究

虎 艳 ，陈建军 ，龚大洁，周续莲

（1.河西学院，甘肃 张掖 734000；2.西北师范大学，甘肃 兰州 730000；3.宁夏大学，宁夏 银川 750021）

概念图是20世纪60年代由美国的Novak和Gowin在研究儿童对基本科学概念的理解案例时提出的。随着人们对概念图的深入研究，概念图作为一种教学法，逐步在学科课堂教学中被广泛应用。概念图以其有利于达成知识目标的有效性、有益于实现教学目标的导向性以及有助于完成能力目标的开放性而受到师生的普遍认可。

1 概念图的概念及理论基础

概念图是由节点和连线组成的一系列概念的结构化表征，其中概念图中的节点表示某一命题或领域内的各概念，而连线则表示节点概念间的内在逻辑关系[1]。也就是说，概念图是概念的二维等级表征形式，显示了概念之间的关系。

概念图之所以成为学科教学研究的热点，原因是：首先，发生认识论的研究方法启发了概念图的提出与使用[2]。其次，心理学理论中的视觉表征理论（例如知识图、图示引导等）、意义学习理论、建构主义理论都有力支持了概念图应用于教学的优越性。最后，Bruner的学科结构理论成为概念图践行的强有力的教育学理论依据。

2 概念图制作的基本步骤和方法

概念图制作的基本步骤为：准备阶段—确定中心主题阶段—确定关键概念和排序阶段—建立概念之间的连接阶段—评价、完善概念图阶段[3]。

（1）准备阶段：在制作概念图前，学生应先了解概念图的基本知识，然后教师向学生介绍有关概念图的构成及特征（见图1）。

（2）确定中心主题阶段：学生或教师选取一个关键概念、某个实验活动或者一个实际的问题作为中心主题。

（3）确定关键概念和排序阶段：选定中心主题后，可将该主题的关键概念及与之相关联的其他概念一一找出并排序。在制作层级关系的概念图时，将概括性最强的关键概念放置于图的最上层，从属概念放在其下层，具体事例放置于图的最下层。Novak概念图基本模型（见图2）直观地反映了其要素及构成形式。

（4）建立概念之间的连接阶段：建立概念间的关系就是把有某种联系的概念之间画上连接线，并在线上标明二者的关系。连接词指的是连线上的文字，通常用“是”、“表示”、“包括”等词进行表达。当大量的概念图连接并形成层次后，围绕某个知识点、命题、中心主题的意义架构就呈现出来了。建立的连接是判断一个概念图好坏的重要标准。

（5）评价、完善概念图阶段：绘制完概念图，概念图教学还没有结束，还需要通过评价、反思不断修改和完善概念图。学生在概念图评价的基础上，反复修改概念图，可以促进学生对各个概念及其之间关系的进一步认识。随着学习的不断深入，重新反思所绘制的概念图，再进行进一步修改完善，使概念图真正成为促进意义建构的有力工具。

图1 概念图的构成及特征[3]

图2 Novak概念图模型（1984）[2]

3 概念图在药用植物学教学中的应用

3.1 概念图在教师教学过程中的应用

3.1.1 概念图应用于对学生原有知识经验的了解 根据奥苏贝尔有意义学习理论可知，学生的认知结构中必须有同化或顺化新知识的原有概念，这样才能促进有意义学习的发生。概念图的使用可以充分了解学生原有的知识经验背景，暴露学生原有的错误概念，作为学生进行概念深化的学习契机来提高教学的针对性。具体应用策略是：提出问题（教师）→画概念图回答问题（学生）→分析学生知识的掌握情况（教师）。

3.1.3 概念图应用于教学设计 教学设计是指为探索解决教学问题的最佳方案而采取的有计划、有组织地分析教学问题，确定教学目标，设计和实施教学方案，对实施结果进行评价，修正教学方案的一系列动态的设计过程[5]。以概念图为工具设计教学，需要教师将头脑中的教学理论、教学经验、教学内容、教学环节和教学资源以可视化的图表表现出来，这就相当于在虚拟的环境中完成一次教学过程，有利于教师更为有效地组织教学[6]。概念图可适用于教学设计的各个环节，如教学目标设计、教学方法设计、教学资源设计、教学活动设计以及课程结构设计等。概念图确定后，整个教学可围绕概念图的结构，以网状形式逐步展开，教学思路明晰。具体应用策略见图3。

图3 概念图在教学设计中应用的策略模式图

3.2 概念图在学生学习过程中的应用

3.2.1 概念图应用于学习的各个环节 概念图可以应用到学生学习的各个环节中，如预习、听课、记笔记、复习、做作业及做实验等。具体应用策略见图4。

图4 概念图在学生学习过程中应用的策略模式图

3.2.2 概念图应用于探究性学习、合作学习、自主学习 自主学习实质上更多地强调了发展学生的反思和学习能力，并强调学生的自主性；探究学习可以提高学生的兴趣，激发学习动机；合作学习强调培养学生在竞争互动中合作的能力和意识[7]。

（1）概念图应用于探究性学习。探究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择并确定专题，以类似科学研究的方式进行学习，并在学习过程中主动获取知识、应用知识、解决问题的一种综合性、探索性、学习性的实际活动[8]。提出问题、收集数据、形成解释、评价结果、检验结果构成了探究性学习的5个基本特征。具体应用策略见图5。

图5 概念图在探究性学习中应用的策略模式图

（2）概念图应用于合作学习。合作学习是一种通过小组或团队的形式组织学生进行学习的模式[9]。研究表明，与传统个体化学习方式相比，合作学习能明显促进学生获得深层次信息和高水平思维能力[10]。借助合作学习中的互动，可以改善人际关系，交流学习心得，互相增进知识。概念图教学为合作学习提供了广阔的空间，具体应用策略见图6。

图6 概念图在合作学习中应用的策略模式图

（3）概念图应用于自主学习。自主学习是指学生在教师的科学指导下，通过能动的创造性学习活动，实现自主性发展[11]。将概念图应用于学生的自主学习更能凸显概念图促进学习的功能。具体应用策略见图7。

图7 概念图在自主学习中应用的策略模式图

3.3 概念图在教学评价中的应用

概念图作为教学评价工具，与传统的测验相比较，能探查学生知识结构的合理性[12]。具体应用策略见图8。

图8 概念图在教学评价中应用的策略模式图

3.4 概念图在药用植物学教学中的应用效果

为验证概念图在实际教学中实施的效果，对其进行一学期的实证研究。根据研究结果得出如下结论。

（1）实验班期中、期末成绩高于对照班（P＜0.05），表明在药用植物学教学中应用概念图有助于提高学生学业成绩，见表1。

表1 两班学生药用植物学期中、期末考试成绩比较（，分）

表1 两班学生药用植物学期中、期末考试成绩比较（，分）

注：对照班采用传统教学法；实验班采用概念图法

班别人数药用植物学期中考试药用植物学期末考试对照班实验班对照班实验班5652565272.3393±7.5275977.7500±8.4942373.3393±7.1000079.4231±7.82742成绩 P 0.0010.000

（2）在药用植物学教学中应用概念图有助于提高学生的学习兴趣和能力。在实验班开展概念图教学前（实验前）和教学结束（实验后），分别向实验班学生发放学习能力和兴趣调查问卷，问卷结果统计见图9。

图9 实验班学习能力和兴趣调查问卷统计结果

尽管本研究受样本量和时间所限，对研究结果的普遍性和有效性有所影响，但从为期半年的实验结果看，教学中应用概念图具有指导性和实践性。此外，教学中采用概念图的合理性有待日后进一步验证。同时，在今后的概念图研究中，若将影响概念图教学的因素加以考虑，则对概念图的日臻完善有所帮助。

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[2]Novak JD，Gowin D B.Learning how to learn[M].London：Cambridge University Press，1984.

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[5]孙华.教学设计论纲[M].重庆：重庆大学出版社，2013.

[6]李越.概念图在生物学教学中的应用研究[M].北京：国家行政学院出版社，2013.

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[8]邱石.探究性学习综述[M].呼和浩特：远方出版社，2005.

[9]高文.现代教学的模式[M].济南：山东教育出版社，2002.

[10]Mitchell M G，Montgomery H.Group investigation as a cooperative learning strategy：an integrated analysis of the literature[J].The Alberta Journal of Educational Research，2008，54（4）：388-395.

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