概念图解教学模式在动物学实验教学中的实践

黄敏毅，马金晶，羊礼敏，程玮玮

（安庆师范大学生命科学学院，安徽安庆246133）

动物学是生命科学专业不可或缺的一门基础学科，主要讲授了动物学基础知识和动物生命活动中涉及的规律。动物学实验课具有教学内容多、概念抽象易混淆、知识点分散难理解等特点。传统的讲授式教学效果并不好，问题的症结在于教学方法，在教学中忽视了概念自身的联系和学生的主体地位[1]。著名的教育学家思想家恩格斯曾经说过“在一定意义上，科学的内容就是概念的体系”。生物学本质是知识结构框架体系，这一框架体系是建立在一系列的生物学知识概念及它们之间的相互联系上。从某种意义上来说，学好生物学主要就是熟练掌握概念及其组成的框架。学习不只是简单的概念积累，在学习过程中，还要把以往的概念和新学到的概念进行相互整合。概念图就是一种可以将学生学习到的新旧概念进行整合的教学方法[2]。因此，课题组在动物学实验课教学上对概念图解教学模式进行了有益的探索，使学生在有限的课时中理解和熟练掌握所学的科学知识和提高自我学习能力。

1 概念图解教学的概念、特点及优点

概念图最初由美国康奈儿大学诺瓦克和高文于20世纪60年代提出，主要建立在有意义学习理论、图式理论、建构主义学习理论和合作学习理论基础上[3]。2004年，在西班牙成功召开的“第一届国际概念图大会”，标志概念图的研究日趋成熟，并得到广泛肯定。相比常见的框图、结构图、思维导图教学，概念图有自身独特的特点和优势。概念图将特定知识内容分解成一个关键概念和多个一般概念，并通过方框、圆圈、线条、箭头及一些简短注释，将一般概念围绕关键概念按逻辑关系进行适当的排列和连结，从而形象、直观地反映知识的本质[4]。一般而言，同一级别的概念用同一种图形表示；不同的几何图形有不同的含义，代表着构图者对概念的不同理解方式。制作概念图的过程：确定知识范围，选出关键概念和一般概念；细化概念间层级结构，进行排序；分析概念图的纵横向逻辑关系（如包含、交叉、并列、对立等），制作概念图。

概念图解教学法的核心是让教师和学生共同去制定教学过程中观察到的现象和书本上知识点的概念图。这种教学模式可以让学生把不完整的知识概念变得完整，把以往学到的概念碎片加上自己在课堂上学习到的新概念拼接在一起，从而让他们自己从整体上认识到知识网络，构建属于自己的知识框架[4]。这个框架完全是根据每个学生的不同掌握程度而去构建的，所以每个学生都可以熟练掌握。概念图还可以作为一种元认知策略，提高学生的自学能力、思维能力和自我反思能力[5-6]。可见，概念图解教学法可将以往大体的知识框架与现学的知识碎片进行融合，更能帮助学生在学习知识的过程中，透彻地记忆已学过的知识。其主要优势在于细化知识结构，优化学习过程，更能因材施教，针对学生知识掌握程度的不同而制定出不同的概念图。

2 概念图解教学模式在动物学实验教学中的应用

以动物学实验中观察两栖动物青蛙的形态结构这一节实验课为例，通过使用概念图解教学法进行教学，具体过程如下。

1）课前准备，小组讨论，分解概念。在动物学实验的课前，指导教师事先告诉学生本节实验课需要熟悉和掌握的概念知识点，根据实验目的（观察蛙的外形、皮肤、骨骼和肌肉结构等；掌握蛙从水生到陆生的过渡中，在形态结构特征上表现出的适应性特征），要求学生熟悉并初步构建概念之间的联系。根据指导教师的分组及各小组独立的概念图分解任务，各小组成员通过查阅资料、讨论，构建概念图。一般将4～6位学生分为一个小组，每个小组独立解剖与观察，根据任务安排，每个小组绘制概念图初稿。

2）实验课上，引导学生构建概念图。指导教师针对实验中出现的实验现象和课本中已存在的知识点通过对概念进行组图，帮助学生理解和掌握知识点和知识点的联系。以讲解两栖动物适应陆地生活环境为例，指导教师先给出一个核心概念“两栖动物适应陆地生活”，引导学生总结陆生与水生环境的区别，掌握陆生是从水生进化而来的概念；然后从结构与功能相适应的角度分析和讨论两栖动物为了适应陆生环境发生了哪些结构的变化，引导学生分别从“形态特征”“皮肤”“循环系统”“骨骼系统”“呼吸系统”“感觉器官”等6个分概念来归纳和总结“两栖动物适应陆地生活”这一核心概念，对这6个分概念进一步细化和归纳，形成概念图1。通过概念图解教学，引导学生掌握两栖动物的构造与陆生生物的区别，为什么青蛙不能完全在陆地上生活、青蛙的不完全血液双循环系统特征等。通过了解青蛙的形态结构与特征，可以慢慢衍生到整个两栖动物类群从水生生活过渡到陆生生活的这一过程。两栖动物在向陆地生活过渡的过程中，哪些结构是为了适应陆生生活而发生的改变，而这些改变是否为彻底的改变，有哪些特征适应了陆地生活，哪些特征不完全适应陆地生活？例如：鳃呼吸转变为肺呼吸，单循环变成了不完全双循环，四肢代替尾，皮肤初步角质化等，结合以下的概念图帮助学生理解。

针对每个分概念，引导学生进一步进行分解和细化。其中，青蛙的循环系统（图2）在青蛙适应陆生生活中是不可或缺的一部分，这是实验课上学习的重点之一。以蛙的循环系统为例，无论是心脏的结构还是循环的途径都是较复杂的结构，特别是青蛙的两条循环途径：肺循环和体循环。这一部分知识点冗杂、多而细，大多学生会感觉混乱，不易理解概念之间的联系。同样，围绕“青蛙的循环系统”这一核心概念，引导学生分别从“心脏及其周围血管”“心脏的内部”“动脉系统”和“静脉系统”等4个分概念进行讲解和阐述青蛙的不完全血液双循环系统。结合实验解剖过程，帮助学生观察和掌握心脏及其周围血管的构成（心房、心室、动脉圆锥和静脉窦）、位置及特征等概念。

图1 两栖动物适应陆生环境的概念图

图2 青蛙循环系统的结构图

3）学生动手实验，完善概念图。在实验课堂上，每个小组应结合指导教师的讲解，认真完成形态结构解剖实验，并在此基础上讨论和细化各小组的概念图。实验过程中，各小组应结合绘制的青蛙解剖图，积极在课堂上展示和讲解各自的概念图，阐述概念图的分解及概念之间的联系。

4）课后，总结评价概念图效果。概念图作为一种教学工具，可以检验出学生在学习过程中对知识点架构的理解是否具体、合理。通过对各小组概念图的讲解和评价，帮助学生掌握概念图的构建、概念的分解、概念之间联系的耦合。

3 总 结

实践表明，在动物学实验课堂上，熟练地将概念图应用于动物学实验教学中，指导教师可以准确把握学生的思路，教会学生总结生物学概念与原理之间的联系；结合实验课中观察到的实验现象，可将书本上抽象的生物学知识点变得具体、易懂，引起学生深度思考；通过构建每个知识点之间的相关性，让每个学生主动理解和掌握琐碎的知识点，构建一个系统的知识框架体系。实践证实，概念图解教学使原本教学内容多、概念抽象易混淆、知识点分散难理解的动物学实验课变得易懂、易理解、易记忆。