概念图和思维导图在高中生物教学中的应用前景

摘 要：本文阐述了概念图和思维导图的研究现状,比较了二者的异同,以此为基础分析概念图和思维导图在高中生物教学中如何结合使用,从而展望概念图和思维导图在高中生物教学中的应用前景.

关 键 词：高中生物概念图思维导图应用

【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216（2015）02B-0048-02

“以学生的发展为本”,是课程改革的出发点,也是课程改革的核心之一.而整个高中阶段生物课程时间紧、知识点多、教学任务重.如何在短时间内保质保量完成教学任务,培养学生的学习能力、合作能力、创新能力,是现阶段高中生物教师必须研究的问题.随着信息技术的普及和工具软件的推出,概念图和思维导图已经成为信息技术与课程整合的有效手段之一.它们不仅能形象直观地将所学知识系统化,使教学内容和结构清晰化,而且能够培养学生的合作能力、自主学习能力和创新能力.虽然概念图和思维导图有很多优点,但是国内在生物教学中的应用还很少.为此,笔者通过本文让更多一线生物教师了解到概念图和思维导图在高中生物教学中的应用前景.

一、概念图和思维导图的研究现状

(一)概念图及其研究现状

概念图是上世纪60年代由美国康奈尔大学的教育心理学家诺瓦克（J.D.Novak）博士等人在研究儿童对学科知识的理解时根据奥苏伯尔（DidP.Ausubel）的有意义学习理论提出的一种新的教学技术,上世纪80年代被学术界正式确定.它是利用图表的方法将人脑中的概念、原理、规律等隐性知识显性化、可视化,便于人们思考、交流和表达,是目前中学教学中常用的方法,教学效果明显.

我国对概念图的引进和研究较晚,前期港台地区研究较多.1999年后,概念图的研究逐渐成为国内研究的一个焦点.而概念图在中学教学中仍比较少见.目前,我国教育一线的师生对概念图的认知不足,教学研究也不成熟.同时,国内很大一部分研究者还把概念图作为一种工具来运用,把其作为一种策略进行教学设计的研究很少.概念图与生物学相结合的研究更少,在高中生物教学中的应用研究起步晚,深度和广度不够.

(二)思维导图及其研究现状

思维导图由英国非常有名的心理及教育学家东尼博赞（TonyBuzan）1860年左右发明.东尼博赞在研究“大脑潜能”的过程中感觉到达芬奇的强大思维可能与他特别的做笔记方式有关,他的笔记会经常使用“图像”“符号”和“线条”等元素.在直觉的指引下,他创造了思维导图这种影响世界的思维工具.思维导图是众多思维工具中的一种,它能将我们放射性思考的内容通过文字、颜色、线条、图画的形式创造性地变为具体化、可视化的高度组织性的图画.创造性思维理论认为创造性思维是一种实现知识或信息增值的思维方式.

思维导图在国内的研究正处于迅速发展的时期,但思维导图的应用范围有待拓宽.其中应用较多的在教育、计算机、医疗三方面,若仅考虑教育教学方面,思维导图在高中生物教育教学方面的研究文章只有8篇,其中多为生物复习方面的研究.将思维导图侧重地应用于教师课堂教学环节、课后反思及学生学科知识体系构建、系统性解题,并以此为基础探讨思维导图运用于教学与构建生物学科知识体系、生物学习兴趣、生物学习成绩及创造性思维能力的关系的研究几乎没有.

二、概念图和思维导图的异同

两者的相同点是均可将抽象的知识外显化、可视化,即将抽象的知识、过程转换成图的形式使之更容易被人的感官直接接受.

概念图根据的是奥苏伯尔的有意义学习理论,该理论最本质的观点是只有在学习者明白学习的已知内容后,才能进行相应的教学.其实知识体系中本就存在着概念及概念间的固有关系,这样就可以很大程度地缩小学习者自身认知结构与知识体系的差距,从而有效地完成学习.把一个重要的概念放在椭圆或长方形里,并且将概念与概念用线条（可带箭头）相连,连线上注明两概念间的关系是概念图一般的呈现方式.因此,它是节点与节点的直接连接,呈现出网状结构.（如图1）

图1“真核细胞结构”的概念图

思维导图是对人类放射性思维的图形表达,是人类思维的自然流露.它能够根据信息间的相互关联（主要通过想象和联想实现）分级分层管理,从而使信息的储存、应用更加方便、有效、系统,思维导图有助于思维朝着多向性、综合性、开放性、灵活性的趋势发展,思维导图往往从一个中心节点或中心主题词开始,随着思维的放射性深入发展,逐步建立一个只有一个主要中心的有序的放射状的树形结构图（如图2）.

图2“呼吸作用的概念”的思维导图

三、概念图和思维导图在高中生物教学中的结合应用

通过比较概念图和思维导图的异同点,可见概念图和思维导图确有着较大的区别,如何把概念图和思维导图结合起来进行教学,从而使知识系统化、概念关系明确化,是值得研究的问题.

笔者认为新授课用思维导图教学较好,教师通过一系列问题串引导学生边学习边构建思维导图,这样图文并茂不仅会增加学生的学习兴趣,而且加快学生记笔记的速度,更重要的是由于思维导图符合人的记忆存储规律,使得学生的课堂学习效率大大提高.思维导图更适合知识点零散的,较少有从属关系的教学内容.如必修一第五章光合色素,这部分知识由于内容零碎,相互之间没有从属关系,适合用思维导图教学（见图3）.用一幅图将繁多的内容显示得淋漓尽致,学生学起来会轻松许多.

图3光合色素相关知识的思维导图

概念图在复习课时更实用,教师可以提前将作业布置给学生让学生找出本节（章）学过的所有概念,然后依据层次大小将其排序,再用连接词连接起来.课堂上利用小组合作学习将概念图完善,然后教师出示“标准”图,让学生进一步完善.这样使本节（章）所有概念的从属关系一目了然,有利于学生掌握概念的内涵和外延而不至于混淆使用.如必修一第六章细胞的生命历程,由于这部分知识是必修一最后一章,为了参加市里的统一考试,每个学校都必须赶进度,这一章只能快速讲完,而本章概念多而且不好理解,所以讲完本章最好整章复习,一张概念图使得整章知识非常清晰（如图4）.当然如果碰到概念多而概念间从属关系非常明显的章节也可以在新授课时采用概念图教学.

图4细胞的生命历程概念图

总之,具体到章节,用概念图还是思维导图教学或者二者一起用,还值得各位同仁在不断摸索,这也是至今为止研究的空白,也许有的章节用传统教学方法比较好.

四、展望概念图和思维导图在生物教学中的应用前景

《普通高中生物课程标准》要求学生能够把握生物学的基本事实、概念、原理、规律和模型,而最近几年高考也多以基本概念和原理为考察对象.人教版高中阶段必修教材中的生物学基本概念大约有300多个,还有众多细微的知识点,如何将这些概念及其他细微知识形成知识结构体系,让其在学生头脑中清晰地呈现出来,以便准确掌握这些概念的内涵及外延,是高中生物教师努力的方向.新课程标准还倡导学生的自主学习和合作学习,促进学习方式的变革,培养学生的学习能力、探究能力及分析解决问题的能力.基于以上情况,笔者认为将概念图和思维导图教学引入高中生物教学,通过师生共同绘制概念图和思维导图既完善学生的认知结构,使高中生物繁多的知识点清晰呈现于学生的脑海中,又充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,同时也培养了学生的自主学习、合作学习能力,具有一箭双雕的作用.因此,在今后的教学中概念图和思维导图在生物教学中具有很好的应用前景.