高中生物新課程與概念圖教學(xué)

1、高中生物新課程與概念圖教學(xué)作者：劉畫奇張北京、黑龍江、吉林、湖南和陜西等五省市于2007年秋季第四批進(jìn)入高中新課程改革。新課程背景下的高中生物新教材（人教版）必修模塊多處出現(xiàn)繪制概念圖，成為新課程背景下新教材的一大亮點(diǎn)。1概念圖簡介概念圖（concept mapping）是以命題的形式顯示概念間的意義聯(lián)系,并用具體事例加以說明,來展示概念間層級結(jié)構(gòu)的示意圖。十九世紀(jì)六十年代美國康奈爾大學(xué)諾瓦克教授（J.D.Novak）通過研究兒童對科學(xué)知識理解的案例時提出概念圖技術(shù)。這一研究是基于教育心理學(xué)家奧蘇貝爾（D.Ausuel）的意義學(xué)習(xí)和概念同化理論。1.1概念圖結(jié)構(gòu)概念圖的結(jié)構(gòu)包括概念（conce

2、pts）、命題（propositions）、連接（links）和層級結(jié)構(gòu)（hierarchical frame-works）。概念是感知到的事物的規(guī)則屬性 ,通常用專有名詞或符號表示；命題是對事物現(xiàn)象 、結(jié)構(gòu)和規(guī)則的陳述 ,在概念圖中 ,命題是兩個概念之間通過某個連接詞而形成的意義關(guān)系 ；連接表示不同知識領(lǐng)域概念之間的相互關(guān)系；層級結(jié)構(gòu)是概念的展現(xiàn)方式 ,一般情況下是最概括的概念置于概念圖的最上層 ,從屬的概念安排在下面。概念圖是用來組織和表征知識的工具。諾瓦克和高文（D.B.Gowin）認(rèn)為，概念圖應(yīng)該是:(1)具有層次性,上位概念在頂端;(2)用適當(dāng)?shù)倪B接詞做標(biāo)注;(3)有交叉連結(jié),表明層

3、次的子分支之間的關(guān)系。如圖1：1.2概念圖的理論基礎(chǔ)1.2.1概念圖基于奧蘇貝爾的概念同化理論和意義學(xué)習(xí)理論，并以此為研究起點(diǎn)。奧蘇貝爾在教育心理學(xué)：認(rèn)知取向(1968)一書扉頁寫到“如果要我只用一句話說明教育心理學(xué)的要義，我認(rèn)為影響學(xué)生學(xué)習(xí)的首要因素，是他的先備知識；研究并了解學(xué)生學(xué)習(xí)新知識之前具有的先備知識，進(jìn)而配合設(shè)計(jì)教學(xué)，以產(chǎn)生有效的學(xué)習(xí)，就是教育心理學(xué)的任務(wù)?！?其概念同化理論和意義學(xué)習(xí)理論均基于學(xué)生先備知識基礎(chǔ)之上，但奧蘇貝爾并沒有指出如何獲得學(xué)生的先備知識。諾瓦克通過建構(gòu)概念圖了解學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)，利于概念同化和意義學(xué)習(xí)。1.2.2概念圖超越認(rèn)知心理學(xué)中知識分類理論，并得到知識

4、表征理論研究的證實(shí)。認(rèn)知心理學(xué)中對陳述性知識表征的研究正好印證了概念圖中對概念及概念之間關(guān)系的理解和表示。在一張概念圖中，節(jié)點(diǎn)和連接詞是知識的語言編碼，而整個概念圖的結(jié)構(gòu)是知識的非語言編碼(即圖像編碼)。這樣概念圖就成為雙重編碼表征理論在教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用。1.2.3概念圖得到了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀和教學(xué)觀的支持。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀主張，每個學(xué)習(xí)者都應(yīng)基于自己與世界相互作用的獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)去積極建構(gòu)白己的知識，并賦予新經(jīng)驗(yàn)以意義。建構(gòu)主義教學(xué)觀強(qiáng)調(diào)，教學(xué)應(yīng)通過設(shè)計(jì)一項(xiàng)重大任務(wù)或問題，以支撐學(xué)習(xí)者積極的學(xué)習(xí)活動，幫助學(xué)習(xí)者成為學(xué)習(xí)活動的主體。概念圖制作過程就是學(xué)生主動建構(gòu)知識的過程，體現(xiàn)了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀和教學(xué)觀中

5、以學(xué)生為中心、以學(xué)為中心，注重學(xué)生的自主性和自我監(jiān)控學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)。1.3高中生物新課程教材中繪制概念圖的類型必修模塊中有關(guān)概念圖的練習(xí)按繪制類型可分為三種：1.3.1填空建構(gòu)式:學(xué)習(xí)者填入專家概念圖中空缺的若干概念、連接詞的概念圖建構(gòu)方式。如高中生物必修穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第一章自我檢測題：在圖2空白框和問號處填寫適當(dāng)?shù)拿~。1.3.2群概念建構(gòu)式：學(xué)習(xí)者用給出的、有內(nèi)在聯(lián)系的若干個概念建構(gòu)成概念圖的方式。如高中生物必修分子與細(xì)胞第五章自我檢測題：畫一個概念圖，將呼吸、呼吸作用、細(xì)胞呼吸、有氧呼吸和無氧呼吸這5個概念之間的聯(lián)系表示清楚。1.3.3核心概念建構(gòu)式：學(xué)習(xí)者通過給出的核心概念，聯(lián)系出若干相關(guān)的下

6、位概念（或既有下位概念也有上位概念），并建構(gòu)概念圖的方式。如高中生物必修遺傳與進(jìn)化第五章自我檢測題：以概念圖的形式總結(jié)可遺傳的變異包括哪些內(nèi)容。1.4概念圖繪制的一般步驟一般而言,學(xué)生初次學(xué)習(xí)繪制概念圖應(yīng)首先向?qū)W生介紹概念圖的定義、用途、組成，并分析概念圖的建構(gòu),學(xué)習(xí)識別好的概念圖。具體繪制概念圖的步驟一般為：1.4.1選取一個熟悉的知識領(lǐng)域 學(xué)習(xí)制作概念圖，非常重要的一點(diǎn)是從學(xué)習(xí)者熟悉的知識領(lǐng)域開始。如此形成的背景知識有助于確定概念圖的層級結(jié)構(gòu)。 1.4.2確定關(guān)鍵概念和概念等級 一旦知識領(lǐng)域選定了，接下來便是確定關(guān)鍵概念，并把它們一一列出來。然后對這些關(guān)鍵概念進(jìn)行排序，從最一般、最概括的概

7、念到最特殊、最具體的概念依次排列。雖然這樣的排列是很粗糙的，但能幫助我們確立概念圖的結(jié)構(gòu)。 1.4.3初步擬定概念圖的縱向分層和橫向分支在這一步驟中，可以把所有的概念寫在活動的紙片上，然后把這些紙片按照概念的分層和分支在工作平臺（如黑板、卡紙）上進(jìn)行排列，初步擬定概念圖的分布。利用活動紙片的好處就是允許學(xué)習(xí)者移動概念以修改概念圖的層級分布。1.4.4建立概念之間的連接，并在連線上用連接詞標(biāo)明兩者之間的關(guān)系 概念之間的聯(lián)系有時很復(fù)雜，但一般可以分為同一知識領(lǐng)域的連接和不同知識領(lǐng)域的連接。特別是交叉連接是判斷一個概念圖好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。交叉連接是不同知識領(lǐng)域概念之間的相互關(guān)系。交叉連接需要學(xué)習(xí)者

8、的橫向思維，也是發(fā)現(xiàn)和形成概念間新關(guān)系，產(chǎn)生新知識的重要一環(huán)，所以，從這一點(diǎn)來看，構(gòu)建概念圖也是一項(xiàng)極好的創(chuàng)造性工作。1.4.5在以后的學(xué)習(xí)中不斷修改和完善 有了初步的概念圖以后，隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)習(xí)者對原有知識的理解是會加深和改變的，所以，概念圖應(yīng)不斷的修改和完善。 高中生物新課程教材中的三種概念圖繪制類型，順序展示了概念圖繪制的學(xué)習(xí)過程（見圖3：建構(gòu)概念圖的步驟和流程）：由概念、連接詞的填空建構(gòu)式逐漸到群概念建構(gòu)式和核心概念建構(gòu)式，使學(xué)生通過專家圖的揣摩、領(lǐng)悟和模仿，通過對建構(gòu)概念圖的內(nèi)化，再到自主建構(gòu)概念圖和獨(dú)立創(chuàng)新概念圖。2. 高中生物新課程與概念圖教學(xué)2.1概念圖教學(xué)有利于體現(xiàn)新課程

9、理念 從概念圖繪制策略看，多元化的概念圖繪制策略應(yīng)該并存，而小組合作通過核心概念建構(gòu)式繪制概念圖更有利于體現(xiàn)新課程理念；從概念圖繪制步驟看，修改、完善、交流概念圖的過程就是一種對話、一種反思；從概念圖繪制策略看，小組分工、協(xié)作繪制就是一種合作；從概念圖繪制內(nèi)容看，不同學(xué)生、不同小組選取不同主題、關(guān)注不同概念就是一種自主?！耙詫W(xué)生為中心”，以概念為載體，以概念圖技術(shù)為平臺，以“教”促“學(xué)”，教師成為教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者，成為學(xué)生自主建構(gòu)概念圖的幫助者、促進(jìn)者，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。2.2概念圖教學(xué)有利于學(xué)生發(fā)展在一張概念圖中，節(jié)點(diǎn)和連接詞是知識的語言編碼，而整個概

10、念圖的結(jié)構(gòu)是知識的圖像編碼?？梢姼拍顖D符合阿倫佩維奧（A.U. Pavio，1969）提出的知識雙重編碼表征，有利于學(xué)生對知識的記憶和保持。安德森(J.R.Anderson，1983）的現(xiàn)代信息加工理論將知識分為陳述性知識和程序性知識。概念屬于陳述性知識，是廣義知識的基礎(chǔ)。概念屬于陳述性知識，是廣義知識的基礎(chǔ)。通過群概念建構(gòu)概念圖，有助于學(xué)生理解核心概念及其網(wǎng)絡(luò)等陳述性知識；通過核心概念建構(gòu)概念圖，還有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力。裴新寧認(rèn)為：繪制概念圖實(shí)際上是幫助學(xué)生整理資料整合知識形成某主題的已有知識圖在已有知識結(jié)構(gòu)中嵌入新概念在長時記憶系統(tǒng)中固定學(xué)習(xí)內(nèi)容修正與完善。概念圖繪制為其中高級思維搭

11、建了一個“腳手架”，促進(jìn)學(xué)生高級思維發(fā)展。研究表明：概念圖使學(xué)生更容易形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；有利于學(xué)生元認(rèn)知發(fā)展；有利于了解學(xué)生前概念及評估學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)等。概念圖技術(shù)使學(xué)生獲得基礎(chǔ)知識，提高思維能力，促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，使學(xué)生能學(xué)習(xí)、會學(xué)習(xí)、愛學(xué)習(xí)。2.3概念圖教學(xué)有利于教師發(fā)展概念圖教學(xué)有利于學(xué)生發(fā)展，也就有利于教師的發(fā)展，因?yàn)榻處熂仁鞘┙陶咄瑫r也是受教者。教師在教學(xué)開始使用概念圖，了解學(xué)生前概念；在教學(xué)中使用概念圖，使學(xué)生建構(gòu)概念網(wǎng)絡(luò)；在教學(xué)后使用概念圖，檢測教學(xué)效果，有利于進(jìn)一步指導(dǎo)教師教學(xué)活動。教師參與學(xué)生繪制概念圖的過程，就是消除話語霸權(quán)、與學(xué)生平等對話的過程，就是弱化競爭、

12、使學(xué)生相互合作的過程，就是減少他主學(xué)習(xí)、讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程，既是實(shí)踐變革和理論覺醒的過程，也是新課程理念與新課程教學(xué)結(jié)合的過程，從而促進(jìn)教師專業(yè)化。3運(yùn)用概念圖教學(xué)值得思考的幾個問題：3.1對概念圖技術(shù)與其理論基礎(chǔ)的思考概念圖是一種基于意義學(xué)習(xí)和概念同化理論的教學(xué)技術(shù)。該理論適用于解釋陳述性知識的學(xué)習(xí)過程，不全適用于解釋程序性知識的學(xué)習(xí)過程。因此建立在此基礎(chǔ)上的教學(xué)技術(shù)也是適用于課堂知識教學(xué)，而在能力培養(yǎng)和技能訓(xùn)練等方面的教學(xué)上顯得不足。從哲學(xué)意義講，實(shí)踐只有在理論指導(dǎo)下才有生命力，理論只有在實(shí)踐中不斷完善才能得到發(fā)展。對概念圖技術(shù)及其理論基礎(chǔ)的研究，一方面能以實(shí)踐的視域促進(jìn)理論向?qū)嵺`的物化

13、、回歸；另一方面，也能以理論的視域促進(jìn)實(shí)踐向理論的理化、升越。3.2對概念圖教學(xué)過程和目的的思考概念圖繪制是針對概念的教學(xué)。屬于陳述性知識的概念與屬于程序性知識的概念圖繪制，在表征與儲存、激活與提取、習(xí)得與遺忘、信息處理方式與結(jié)果等方面不同，二者的學(xué)習(xí)策略不同，因而在教學(xué)過程應(yīng)區(qū)別對待?？氯A葳在問題解決的教與學(xué)一書的導(dǎo)讀中寫道：“學(xué)習(xí)最終的目的，或說對學(xué)校學(xué)習(xí)的最好的考驗(yàn)就是讓學(xué)生解決問題，而且是解決生活問題?！眴栴}的解決主要依靠的是程序性知識?，F(xiàn)代信息加工理論的知識分類意義在于陳述性知識向程序性知識轉(zhuǎn)化，可見，概念學(xué)習(xí)不是學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)。只有將概念這些陳述性知識轉(zhuǎn)化為程序性知識，學(xué)生的能力才能顯著提高。3.3對概念圖技術(shù)應(yīng)用的思考生物學(xué)概念學(xué)習(xí)不僅包含概念間的層級關(guān)系，還包括概念的定義、內(nèi)涵與外延、屬性及規(guī)則（包含概念的例證）等要素，還應(yīng)包括“生物學(xué)概念發(fā)展過程的展示”、“生物學(xué)概念負(fù)載研究方法的滲透”、“生物學(xué)概念蘊(yùn)含價值的體現(xiàn)”。不同概念