基于翻转课堂下的概念图教学研究

李万军 孙志宏

[摘 要]随着移动网络时代的到来，“翻转课堂”式教学迅速得到了普及发展，同时也为新一轮教育结构性改革带来了新的机遇与思考。以人民教育出版社高中生物必修一《细胞器》一节为例，通过分析论述概念图教学与翻转课堂的有机结合，旨在于进一步推动与优化翻转课堂的教学实践，培养学生的思维素养，提升教学效率与教育质量。

[关键词]翻转课堂;概念图;教学模式;思维素养

[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1005-4634（2019）02-0072-04

0 引言

近年来，翻转课堂教学模式越来越受到广大教师的关注，这种新型的先“学”后“教”模式更符合学生的认知规律，它从学习方式、学习流程、学习效果和学习方法等方面对传统教学提出了新的思考与挑战。笔者认为将概念图教学与翻转课堂有机结合，既符合皮亚杰的认知理论，又能够极大地培养学生的思维素养，更有利于学生的终身可持续发展。

1 翻转课堂与概念图

翻转课堂将学习活动分成了两个阶段。第一个阶段就是课前学习阶段，在这个阶段中，教师将需要学习的内容以任务形式布置给学生（通常是观看相关的微课视频），让学生自主自觉地完成课程学习，并在上课之前进行简单练习，在练习过程中发现问题，将问题带入课堂当中。第二阶段就是课堂交流阶段，在课堂上，通过学生与教师之间、学生与学生之间的交流互动来解决学生在学习过程中遇见的困难和问题[1]。在这个基础上，教师要帮助学生内化知识，扩充梳理知识，让学生能够对知识融会贯通。

概念图是在认知心理学规律的基础上形成的一种组织和表征知识的工具，由节点（概念）、连接词和链接组成[2]。在生物学中，每个节点表示一个生物概念，链接用以连接两个生物概念，表示二者之间的某些联系，而连接词出现在链接的上面，解释说明生物概念之间的联系。概念图开始是作为一种有效的知识可视化工具进入到研究者的视野当中的，用于考察学习者对概念之间联系的了解情况。之后的研究显示，概念图可以很好地表征概念之间的联系，开始被人们当作教学工具来研究[3]。

概念图应用到翻转课堂当中是有一定理论依据的。根据奥苏泊尔的有意义学习理论可知，有意义学习有两个先决条件：第一，学生要表现出新学内容与自己已有知识建立实质性联系的倾向;第二，学习内容要能够与学生已有知识结构实质性联系起来[4]。翻转课堂模式中，学生的学习活动主要是在课前进行的，新学的内容无疑会对原有的知识结构产生影响，学生就会产生多种多样的问题，也就产生了建立知识联系的倾向。同时，概念图是一种高效整理知识结构的手段。在对知识内容有了一定认识之后，概念图可以快速方便地建立各知识之间的联系。也就是说，概念图应用到翻转课堂当中，可以真正让学习活动变成有意义学习。

2 概念图对翻转课堂的影响

翻转课堂无论是在课前学习还是课堂教学中都还存在着许多的不足。比如，教师素质不高，没有相关经验，学校没有相关硬件条件和制度，翻转课堂还没有完善的理论支持[5]。笔者根据自身在翻转课堂教学中的经验，对于在翻转课堂中引入概念图教学的影响，做出以下讨论。

2.1 促进知识一体化

现有的翻转课堂模式，课前学习大多是通过微视频的方式进行。这种微视频针对某一重要知识点，通过5～10分钟的讲解，使得学生快速地学习理解知识。这就使得原本完整的知识内容被碎片化。内容原本的相互联系被分割开来，成为相互独立的知識点。而将概念图应用于翻转课堂，就使得原本碎片化的知识一体化。链接和连接词，让每一个节点概念相互联系起来，不再是相互独立的。学生在学习的时候就能够认识到知识之间的相互联系，以及各个知识之间的相互影响，以此更好地促进学生自身知识体系的形成。

2.2 转变思维方式

翻转课堂为了引起思考，常用问答的方式，以难免将知识内容人为地分割开来，导致知识体系碎片化。思考的内容也大多停留在知识表层，很少关注知识内在的联系。而概念图的特点就是将知识相互联系起来，所以在绘制概念图时，学生所思考的也不仅仅是知识概念，更多的是思考知识之间的联系，这就转变了学生的思维方式。

2.3 加强相互交流

翻转课堂中，学生活动是比较多的。学生的交流也会比较多。大多数交流方式是学生根据教师提出的问题等，提出自己的见解，就此可以看出学生对同一个问题的看法，从而形成良好的互动交流。但这种交流大多停留在知识层面。而将概念图应用到翻转课堂当中后，学生的交流方式就有了一定变化。针对不同小组绘制的差异颇多的概念图进行交流，学生的交流不仅仅停留在知识层面，学生的交流将会延伸到对知识的组织与应用方面。针对同一模块知识内容的解读，划分也将出现多种多样的差异。这种多角度的交流引导学生发现彼此思维的差异，更容易激发出思维碰撞的火花。

3 概念图在翻转课堂中的应用流程

概念图应用于翻转课堂中，更主要的是将概念图的制作与翻转课堂的第二阶段相融合，使翻转课堂不再简单地对学生知识点的掌握情况进行考察，更加关注学生对知识的理解程度、应用程度以及是否真正理解知识概念之间的相互关系。

笔者以人民教育出版社高中生物必修一《细胞器》的教学为例，来分析概念图教学在翻转课堂当中的应用流程。

3.1 课前自学，掌握核心“节点”

学生对概念图中的“节点”知识是通过课前自学过的，教师通过提问或其他方式，帮助学生回顾自己学过的知识概念。例如，教师可以用卡片的形式将这节课所涉的所有概念呈现出来。每拿出一张带有概念的卡片，就要求学生能够说出该概念的解释，以及结构特点、分布特点等相关知识内容。比如，教师拿出一张线粒体的卡片，就需要学生回答出线粒体的最主要功能就是产生能量，是细胞的“动力车间”，它是由两层膜包裹而成的双层膜结构细胞器。教师拿出液泡的卡片，学生就需要回答出液泡是由单层膜组成的细胞器，其中包裹有很多小分子物质、无机盐、色素等成分，与植物的吸水性有关。教师通过对每一个概念名词的展示，让学生回顾课前学习中所掌握的知识内容。这样一方面可以检测学生在翻转课堂的课前学习阶段所达到的基本效果，另一方面帮助学生理清一些容易混淆的概念，解决学生关于概念理解的基本问题。

3.2 课堂讨论，绘制概念图

学生以小组为单位，对概念进行整理，绘制出自己的概念图。这就要求学生首先对所有的概念都有一个清楚的认识。在此基础上，对刚才涉及到的所有概念进行整理分类。这一过程中，教师要让学生们互相讨论，在小组内提出自己的意见和建议，共同绘制小组的概念图。教师要将需要分类、整理的所有节点概念以幻灯片或者卡片的形式全部展现给学生，尽量不展现出其中的规律或者内在联系，让学生自己发现，讨论总结。比如，教师将细胞器、线粒体、内质网、高尔基体、液泡等所有的节点概念都以卡片的形式放在黑板上，以免学生在绘制概念图时遗忘某些概念。在绘制概念图时，链接和连接词都要学生自己来完成，必要时可以加入一些节点概念，绘制自己小组的概念图（如图1）。

3.3 教师讲授，强化理解

在学生绘制概念图时，教师也要绘制自己的概念图，并且在绘制概念图的过程中，要对重点难点概念知识进行讲解，对学生比较容易遗忘的、以及理解不够清楚的内容进行整理，对疑点、难点进行解答和分析，帮助学生更加全面地认知概念的内涵，深刻理解各知识点间内隐性联系。例如，教师也同样根据细胞器进行概念图的绘制（如图2）。教师在绘制时应同时讲解不同细胞器功能有所差异，在不同的细胞中同类细胞器也有不同功能。比如，高尔基体在植物细胞和动物细胞当中都存在，但是在植物细胞当中高尔基体的主要功能与细胞壁的合成有关，而在动物细胞中则与细胞的分泌物有关。用这种方法更能凸显出细胞器在动物与植物细胞的不同作用，同时也强调了在植物细胞中和动物细胞中细胞器的种类有所差异。

3.4 比较分析，共同总结

最后，将概念图进行比较。让每组学生派出代表，解释该组绘制概念图的过程和方法，对错误内容进行纠正，对优秀的概念图教师要给予表扬。让生生之间、师生之间进行概念图的交流。这样不仅可以帮助学生更全面地理解知识，还可以带动学生思维上的交流。

总结整个流程笔者发现，概念图的制作并不是由一个人完成，而是由教师、学生绘制各自的概念图，然后通过概念图的相互比较，从不同的角度，用不同的方法，全面地认识知识、理解知识、内化知识，流程图表示如图3所示。

4 概念图应用于翻转课堂的优点

4.1 创设情境，引导学生思考

一般情况下，在翻转课堂的课堂教学中，要么是教师将知识内容重新讲解一次，要么就是整节课都用来解答学生所有问题，不能保证学生真正理解概念之间的联系。教师要将概念图引入到课堂当中，为学生提供一种新的学习方式，打破原有“师问生答”或者“生问师答”的问题模式。这样就采取一种新的方式促进学生思考，使学生对知识的理解不再停留在其固有的内容，更多考虑了各个概念知识之间的内在联系，特别是类似于生物学这种涉及到多种多样生理现象及规律的自然学科。学生在思考生物概念联系的过程中，能够体会到各种自然现象或者自然规律之中存在的联系，更利于学生学习理解生物学知识内容。

4.2 梳理知识，发现知识盲区

大量的课堂教学实践表明，学生在课堂当中都感觉自己理解掌握了课堂知识，可是一到实践应用中，仍存在众多疑惑和困难。教师在总结本节课知识内容的时候，基本都是让学生跟着自己的思路，对知识内容进行梳理、串讲，并没有让学生参与到知识内容的比较总结中来，学生对知识的理解也都大多停留在概念的识记层面，并没有意识到相互间的内在联系，很少能够用知识解释已有的生活现象。

将概念图与翻转课堂结合，学生在课前已经完成了对概念知识的学习。课堂上，学生在完成概念图的过程中，无形中就对概念进行了梳理;在绘制概念图时，就会发现自己在这节知识点内容当中存在哪些知识盲区，了解自己是否真正对知识融会贯通，发现自己对哪些概念知识仍然存在理解应用的困难，这就很大程度上加强了学生对概念知识之间关系的理解，也能更加灵活全面地认知概念知识。同时，学生还可以在绘制概念图时，以“例如”为连接词，联系生活中的生理现象，加强交流，引发对概念知识进一步的理解应用。

4.3 思维碰撞

每个学生在资质和天赋方面都存在差异，再加上不同的家庭背景、学校背景甚至文化背景，所以学生们的原有基础肯定是参差不齐的，每个学生绘制的概念图都带有明现的自我思维特性[6]。通过一系列概念图的相互比较分析，学生们在理解他人概念图的同时，就会产生思维上的碰撞，也就是自身完成一系列复杂的心智操作的过程，进而促进自身知识网络和思维素养的发展。每個学生通过解释自己绘制的概念图的思路、方法和过程，引起其他学生关于这节课概念的重新思考。学生在相互交流的过程中，可以发现其他人和自己对同一知识内容的不同解读和理解，从而引起思考。

以图1和图2为例，图1是某组学生自己绘制的细胞器概念图，学生是按照细胞器中有无膜结构将细胞器划分为有膜结构和无膜结构的。同时又将有膜结构分为单层膜结构和双层膜结构。可以发现，这组学生主要是按照细胞器的结构特点来绘制区分细胞器的。而图2是由教师绘制的概念图，主要是按照细胞器在动植物细胞当中的分布规律来区分。两种方式都是合理的，也都是正确的。学生在看过教师绘制的概念图之后对于细胞器的认识就变得更加全面，产生了师生之间思维上的交流。学生通过这种交流可以更明显发现每个人对待相同问题都会有不同的处理和理解，长此以往，对学生的逻辑思维能力无疑是一种很好的锤炼。

4.4 整合内容，帮助学生内化

通过概念图对知识进行梳理，师生进行了思维上的交流，学生对知识就有了更加全面的认识和见解。因为概念图具有跨越性的特点，通过概念图的绘制，可以将以往学过的知识内容与这节课所学概念知识进行整合，帮助学生内化知识，形成自己的知识体系，让学生在学习中获得“沉浸感”与“全程参与感”，真正让课本上的知识变成学生自己的知识。

例如，在学习《光合作用》一节时，学生已经知道植物光合作用的主要场所是在叶绿体，而叶绿体又是细胞器当中的重要一员。所以在绘制概念图的时候就可以将光合作用的概念知识与细胞器这节知识内容联系起来，将细胞器与光合作用这些不同章节的内容绘制到同一张概念图中。通过概念图的绘制过程，将已有的细胞器知识与光合作用的知识相互联系，形成自己的知识网络结构，建构自己的知识体系。

5 结束语

随着教学改革的不断深入和网络信息技术的发展，各具特色的教学模式如雨后春笋般出现在全国各地的校园当中。概念图教学融入翻转课堂，可以被视为学校教育结构性变革迈出的一大步，它不仅摆脱了先“教”后“学”的老路，而且巧妙地进行着核心素养教育中思维素养的培养与发展，使学生在学习中完善了自身的思维素养，同时达到了知识的“同化”与“顺应”，从而完成了自身的知识建构[7]。综上所述，翻转课堂下的概念图教学作为一种有效的知识构建模式，可以真正让学生通过自学，加以教师在课堂中对知识的加工与整理，构建属于学生自己的知识网络。在新一轮的教改下，它更加适应改革的趋势和更有利于学生终生的可持续发展。

参考文献

[1]何克抗.从“翻转课堂”的本质，看“翻转课堂”在我国的未来发展[J].电化教育研究，2014，35（ 7）：5-16.

[2]王源.例析概念图在高中生物教学中的应用[J].教学与管理，2010（ 3）：55-57.

[3]赵国庆.概念图、思维导图教学应用若干重要问题的探讨[J].电化教育研究，2012，33（ 5）：78-84.

[4]刘恩山.中学生物学教学论[M].北京：高等教育出版社，2009：5-10.

[5]惠春晓，何晓萍.国内外翻转课堂研究的可视化分析[J].中国远程教育，2016（ 8）：37-45+80.

[6]刘志春，吕宏伟.增值性学生评价探析[J].现代教育论坛，2010（ 4）：35-38.

[7]鲍东明，张苗苗.深化改革推进基础教育科学发展：中国教育学会第21次全国学术年会综述＼[J].中国教育学刊， 2009（ 1）：85-92.