概念图在生物教学中的应用

1、福建省南平市教师进修学院福建省南平市教师进修学院 王志强王志强欢迎光临欢迎光临 http:/E-mail: QQ:450787756E-mail: QQ:450787756Telel小灵通）（小灵通）,5822383,5822383（办）（办）12 必修1：分子与细胞章课题章课题概念图制作要求概念图制作要求1、走进细胞细胞结构的组成2、组成细胞的分子蛋白质分子3、细胞的基本结构动物细胞的各种结构名称及其相互关系4、细胞的物质输入和输出物质出入细胞方式5、细胞的能量供应和利用呼吸、呼吸作用、细胞呼吸、有氧呼吸和无氧呼吸6、细胞的生命历程以细

2、胞生命历程为主线3 必修2：遗传与变异章课题章课题概念图制作要求概念图制作要求1、遗传因子的发现2、基因和染色体的关系关于性状3、基因的本质4、基因的表达关于基因表达5、基因突变及其他变异总结可遗传的变异的内容6、从杂交育种到基因工程基因工程操作的常规方法流程图7、现代生物进化理论关于自然选择4 必修3：稳态与环境章课题章课题概念图制作要求概念图制作要求1、人体的内环境与稳态 关于内环境2、动物和人体生命活动的调节关于神经元和神经兴奋关于免疫等相关概念关系3、植物的激素调节4、种群和群落关于种群数量与种群密度5、生态系统及其稳定性 关于生态系统和食物链等相关概念关系关于生态系统的信息6、生态环

3、境的保护5 练习：构建练习：构建“基因基因”概念图概念图 思考：与基因有关的概念？思考：与基因有关的概念？ DNADNA、 RNARNA、染色体、染色质、核苷酸、碱基、核糖、染色体、染色质、核苷酸、碱基、核糖、磷酸、氢键、碱基互补配对、编码区、非编码区、外磷酸、氢键、碱基互补配对、编码区、非编码区、外显子、内含子、解旋、同源染色体、减数分裂、有丝显子、内含子、解旋、同源染色体、减数分裂、有丝分裂、转录、翻译、逆转录、基因自由组合定律、基分裂、转录、翻译、逆转录、基因自由组合定律、基因分离定律、基因突变、基因重组、遗传、变异、基因分离定律、基因突变、基因重组、遗传、变异、基因库、基因频率、因库、

4、基因频率、DNADNA连接酶、限制性内切酶、质粒、连接酶、限制性内切酶、质粒、重组质粒、鸟枪法、运载体、细胞核遗传、细胞质遗重组质粒、鸟枪法、运载体、细胞核遗传、细胞质遗传、质基因、核基因、目的基因、基因工程、显性基传、质基因、核基因、目的基因、基因工程、显性基因、显性性状、隐性基因、隐性性状因、显性性状、隐性基因、隐性性状 6染色体染色体DNADNA蛋白质蛋白质基因基因显性基因显性基因显性性状显性性状隐性基因隐性基因隐性性状隐性性状组成组成包括包括控制控制有遗传效应的片段7 1.概念图概念图（concept maps）的含义）的含义 从概念图的本质特征从概念图的本质特征:概念图是一种组织和表

5、征知识的概念图是一种组织和表征知识的工具，通常是将有关某一主题不同级别的概念置于方工具，通常是将有关某一主题不同级别的概念置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念连接，形成框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念连接，形成关于该主题的概念网络。它包括众多的概念，以及概关于该主题的概念网络。它包括众多的概念，以及概念之间的关系。每两个概念之间的关系通过连接线和念之间的关系。每两个概念之间的关系通过连接线和连接线上的词表示。连接线上的词表示。 从概念图的教学策略从概念图的教学策略:概念图是一种以直观形象的方式概念图是一种以直观形象的方式表达知识结构，能有效呈现思考过程及知识的关联，表达知识结构，能有

6、效呈现思考过程及知识的关联，引导学生进行意义建构的教学策略。引导学生进行意义建构的教学策略。 8 2.概念图的基本要素 节点节点连线连线 连接词连接词层次层次9节点节点：是置于圆圈或方框中的概念。：是置于圆圈或方框中的概念。节点节点连线连线连接词连接词层次层次染色体染色体DNADNA蛋白质蛋白质基因基因显性基因显性基因显性性状显性性状隐性基因隐性基因隐性性状隐性性状组成组成包括包括控制控制有遗传效应的片段层次层次：关键概念置于顶层，一般概念位于其次，依此类推，显示：关键概念置于顶层，一般概念位于其次，依此类推，显示等级关系。等级关系。 连线连线：表示节点概念间的意义关系。：表示节点概念间的意义

7、关系。连接词连接词：是置于连线上的两个概念之间的意义联系词：是置于连线上的两个概念之间的意义联系词 。 10节点节点连线连线连接词连接词层次层次例：物质出入细胞主要方式的概念图例：物质出入细胞主要方式的概念图包括包括包括包括包括包括包括包括1112 3.概念图的类型 一般层级概念图 链状概念图 环状概念图 13一般层级概念图一般层级概念图 14链状概念图链状概念图 15环状概念图环状概念图 16概念图以各种形式体现着其独特的功能，如：1、拓展延伸概念、拓展延伸概念172、反映物质结构组成、反映物质结构组成183、反映生理变化过程、反映生理变化过程194、反映生物技术的操作流程、反映生物技术的操

8、作流程205、反映事物的因果关系、反映事物的因果关系21 4.概念图的特征 层级概念图中的概念是按分层的形式表现的。 在概念图中概念间的内在逻辑关系可以用适当的词或词组标注出来。 概念图中包含着交叉连接。 概念图中包含着许许多多的具体事例。 不同的人绘制的概念图可能有明显的不同。 22关于“染色体”概念图23 一些综合性概念图，有时很难比较其抽象程度，其呈一些综合性概念图，有时很难比较其抽象程度，其呈现方式，如箭头方向一致性、概念层次关系等，一般现方式，如箭头方向一致性、概念层次关系等，一般不作硬性规定。不作硬性规定。 24 概念图的由来：最早是在20世纪60年代由美国康奈儿大学诺瓦克（Jos

9、eph DNovak）教授等人提出，它源自一个研究计划，这个计划是研究学生在12年的学校生活中，知识结构的改变情况。 25 奥苏伯尔（David PAusubel）认知学习理论 主要观点: 1.新知识的学习取决于新旧知识能否达到意义的同化。换言之，知识的构建是通过已有的概念对事物的观察和认识开始的。学习就是建立一个概念网络，不断地向网络增添新内容。 26 奥苏伯尔（David PAusubel）认知学习理论的主要观点 2.有意义学习。为了使学习有意义，学习者个体必须把新知识和学过的概念联系起来。新知识必须和学习者现有的认知结构产生相互作用。接受式学习和发现学习都可能导致有意义学习。因此，问题并

10、不一定在信息呈现的方式上，而是新信息怎样与已有知识结构整合，这是实现有意义学习的关键。 27 奥苏伯尔（David PAusubel）认知学习理论的主要观点 3.概念有不同的深度，可以非常笼统，也可以非常具体。而且，笼统的概念中包含着不太笼统的概念，在这些不太笼统的概念中又含有相当具体的概念。所以，根据概念具体的程度可以渐进地对概念进行区别。Ausubel认为，学习者应会辨别新概念的层次。根据层次，把这些概念放入他们知识结构中相应的位置上。 28 奥苏伯尔的理论受到了社会的广泛关注。但是，如何知道学生已经掌握了哪些知识?诺瓦克教授根据意义学习和概念同化理论开发了概念图这样一种新工具，并首先在研

11、究儿童能够理解诸如能量、细胞和进化等抽象概念的过程中进行了应用。很快发现，该工具同样可以用于教学设计和帮助学生进行有意义的学习，由此导致了对概念图更深入的研究。29 现代的认知主义学习理论和建构主义学习理论(建构主义学习理论认为，学习是学习者以已有的知识和经验为基础，进行知识的主动建构活动。)都非常好的支持概念图教学的意义。 被誉为构建21世纪教育新模式的信息技术和脑科学，也为概念图的正确性和无比广阔的应用前景提供了大量的事实说明。30 现代脑科学发现，人的大脑是有大约140亿个神经元组成，每个神经元都与其他的神经元形成功能网络。人类对大脑的认识已经发展到泛脑网络阶段，泛脑网络学说认为，人的大

12、脑可从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元及分子序列四级层次的网络。人的学习、记忆和思维正是通过这样一个网络系统来进行的。概念图的结构特征充分地符合了这一人脑的生理机制。 31绘制概念图的步骤绘制概念图的步骤从一个绘制者熟悉的知识领域开始。确定在这个领域中所要用到概念，列出概念，然后进行排列。画出概念图的草图。对草图进行修正。草图完成后，开始寻找交叉连接。练习：画“光合作用”概念图 32概念图的绘制规范概念图的绘制规范 概念图中每个概念只出现一次。概念图中每个概念只出现一次。 连接两个概念间的联系词应尽可能选用意义表连接两个概念间的联系词应尽可能选用意义表达具体明确的词。达具体明确的词。 连接

13、概念的连线可以交错，但向上或向两侧联连接概念的连线可以交错，但向上或向两侧联系时需加箭头（没有箭头时默认由上往下）。系时需加箭头（没有箭头时默认由上往下）。 概念名词要用方框或圆圈圈起来，而联系词则概念名词要用方框或圆圈圈起来，而联系词则不用。不用。33 概念图在教学中有多种用途，概念图在教学中有多种用途，一般来说，它可以作为三种工具：一般来说，它可以作为三种工具：教的工具教的工具、学的工具学的工具和和评价的工具评价的工具。34 概念图作为教的工具概念图作为教的工具 备课的时候使用，分析知识结构；备课的时候使用，分析知识结构； 另外还可以把本单元和前后单元的概念联系起来。另外还可以把本单元和前

14、后单元的概念联系起来。 在制定课程计划时，我们既要建构一个在制定课程计划时，我们既要建构一个“大概念图大概念图”来展现本课程所要完成的教学内容，来展现本课程所要完成的教学内容， 同时又要建构许同时又要建构许许多多的具体的许多多的具体的“小概念图小概念图”来表达具体的知识结构。来表达具体的知识结构。这些小概念图都是大概念图的片段，是整个教学课程这些小概念图都是大概念图的片段，是整个教学课程计划的一部分。教师通过画好每节课或每个主题的概计划的一部分。教师通过画好每节课或每个主题的概念图，能够更清楚这节课或这个主题中的主要概念及念图，能够更清楚这节课或这个主题中的主要概念及其相互关系，在教学中能够更

15、好的把握主次关系，不其相互关系，在教学中能够更好的把握主次关系，不至于遗漏或曲解主要概念。至于遗漏或曲解主要概念。 35概念图作为学的工具概念图作为学的工具 学生可以在做笔记、整理笔记、学生可以在做笔记、整理笔记、复习的时候使用。在构建知识结构复习的时候使用。在构建知识结构中发挥着重要的作用。中发挥着重要的作用。36 概念图作为评价的工具概念图作为评价的工具了解学生了解学生对概念和相关概念的理解：一方面可对概念和相关概念的理解：一方面可以评测学生的学习效果，另一方面可以评测学生的学习效果，另一方面可以为教师或学生自己提供反馈信息。以为教师或学生自己提供反馈信息。 概念之间的联系、逻辑是否正确。

16、概念之间的联系、逻辑是否正确。与原有的概念的联系多少。与原有的概念的联系多少。37 概念图可以在课程中用于评测学生对概念理解的程度和范围的变化。 具体方法是：课程开始前的概念图，用于测量学生的先前知识；课程进行中的概念图可以看到学生知识的变化（形成性评价）；课程结束后的概念图可以评价学生在整个课程中的知识增长情况（总结性评价）。 38 学生利用概念图的反馈信息是：看有没有关键的概念或概念之间的关系被遗漏，以此来检查自己对学习材料的理解状况。 教师利用概念图的反馈信息是：学生的概念图中有没有错误概念，如果有，错误的概念有没有一定的规律或趋势。教师通过概念图可以了解学生的认知结构，寻找纠正错误概念

17、的途径。 39如何用好概念图如何用好概念图 1.在新授课中建构知识结构在新授课中建构知识结构基本方法是：基本方法是：（1）列出概念；）列出概念；（2）分层次写概念；）分层次写概念；（3）据联系画连线；）据联系画连线；（4）提炼关联词，写在连线旁；）提炼关联词，写在连线旁；（5）举经典事例，写在概念旁。）举经典事例，写在概念旁。40如何用好概念图如何用好概念图 2.在复习课中建构知识体系在复习课中建构知识体系 可以在课堂上完成，也可以在课外完成。可以在课堂上完成，也可以在课外完成。 可以独立完成，也可以小组合作完成。可以独立完成，也可以小组合作完成。 小组合作讨论，共建概念图，通过诸如头脑风暴概

18、念小组合作讨论，共建概念图，通过诸如头脑风暴概念 图、游戏接龙概念图、学习讨论概念图等活动，培养图、游戏接龙概念图、学习讨论概念图等活动，培养 学生批判性思维的技能和合作交流的精神。学生批判性思维的技能和合作交流的精神。 老师要发挥指导者和评价者的作用，及时纠正学生在老师要发挥指导者和评价者的作用，及时纠正学生在 概念建构中的误解。不要让学生误入歧途。有些学生概念建构中的误解。不要让学生误入歧途。有些学生参照教材的要求，融入了自己独特的理解，创造性地参照教材的要求，融入了自己独特的理解，创造性地画出不同的概念图，教师应寄予鼓励。画出不同的概念图，教师应寄予鼓励。41案例：构建案例：构建“基因基

19、因”概念图概念图 教师演示：教师演示：基因相关的概念很多，如果直接围绕“基因”画一个总图，可能会比较乱，所以我们可以先选择一条主线，如“基因的物质基础”，然后围绕这一主线绘图。42案例：构建基因概念图案例：构建基因概念图 学生活动学生活动：教师可采用以下策略，并加以指导。 1、分组。每组选择一条主线，小组同学相互合作，绘制概念图。 主线一：基因的结构 主线二：基因的复制与表达 主线三：基因工程43案例：构建基因概念图案例：构建基因概念图 学生活动学生活动： 2、围绕主线，找出相关概念。学生回答后，教师作如下提示： 以“基因的结构”为主线的相关概念： DNA、 双螺旋结构双螺旋结构、染色体、染色

20、体、染色质、核苷酸核苷酸、编码区编码区、非编码区非编码区、外显子外显子、内含内含子子、原核基因、真核基因、RNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点、嘌呤、嘧啶、碱基互补配对原则碱基互补配对原则、遗传信息、特异性、多样性 以“基因的复制与表达”为主线的相关概念： DNA、 mRNA、tRNA、氨基酸、蛋白质、复制、转录、翻译蛋白质、复制、转录、翻译、逆转录、基因基因突变突变、遗传、变异、显性基因显性基因、显性性状、隐性基因隐性基因、隐性性状、解旋、模板、半保留复制半保留复制、遗传信息、遗传密码 以“基因工程”为主线的相关概念：基因工程、目的基因、目的基因、DNA连接酶连接酶、限制性内切酶限制性内切酶、

21、质粒、重组质粒、鸟枪法质粒、重组质粒、鸟枪法、运载体、扩增、表达、逆转录法逆转录法、剪切、拼接、探针、人类基因探针、人类基因组计划组计划、基因诊断基因诊断、基因治疗、遗传图、转录图、序列图、物理图44案例：构建基因概念图案例：构建基因概念图 学生活动学生活动： 3、把相关概念写在白纸上 （1）要注意概念之间的层级关系，把含义最广、最有包容性的概念放在图的顶端，继续往下增加更多具体的概念。 （2）上述概念中的加粗标出的为必选概念，其他可以根据自己需要选择。 4、概念之间连线 用连接线把相关概念连接起来，并在连接线上注上连接词。如有必要，可以把说明概念的具体例子或图示写在概念旁。45案例：构建基因

22、概念图案例：构建基因概念图 展示与交流：展示与交流：选择几个代表把制作好的概念图向全班展示，其他同学边听边思考，找出其中错误，提出修改意见。或者教师把活动中拍摄的有代表性的照片在屏幕上展示出来，让大家讨论。（教师事先准备不完整的概念图和有错误的概念图让学生讨论。）46案例：构建基因概念图案例：构建基因概念图 教师总结：教师总结： 1、知识上：从3条主线分步展示教师事先准备好的基因概念图，使基因有关的知识更加系统化。 2、方法上：简单回顾概念图构建的方法和构建时应该注意的问题。指出，不仅仅基因复习的时候可以用概念图方法，光合作用、三大类营养物质的代谢、内环境与稳态等很多知识的复习中也可以用到概念

23、图方法。希望大家能够经常应用。 47如何用好概念图如何用好概念图 3.作为传统教学评价的补充作为传统教学评价的补充 传统的评价方法常常只能考查学生的离散知识，传统的评价方法常常只能考查学生的离散知识，而概念图却可以检测学生的知识结构及对知识间而概念图却可以检测学生的知识结构及对知识间相互关系的理解和产生出新知的能力，有效地评相互关系的理解和产生出新知的能力，有效地评价学生创造性思维水平。价学生创造性思维水平。 48如何用好概念图如何用好概念图 例如：开放性考试中，老师抛砖引玉，例如：开放性考试中，老师抛砖引玉，提供一个核心概念，以任务驱动，让学生提供一个核心概念，以任务驱动，让学生自己绘制概念

24、图。也可以阶段性或终结性自己绘制概念图。也可以阶段性或终结性试题中提供概念图，让学生分析解决问题，试题中提供概念图，让学生分析解决问题，这有助于老师判断学生的水平和存在的问这有助于老师判断学生的水平和存在的问题，实施因材施教。题，实施因材施教。49 例如：必修例如：必修3稳态与环境稳态与环境P115自我检测自我检测第第3题将题将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。 生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、 生物群落、初级消费者、次级消费者、三级消费者、生物群落、初级消费者、次级消费者、三

25、级消费者、 第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级。第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级。504. 作为实验设计的思维导图作为实验设计的思维导图 概念图作为一种认知工具，引导思维活动、激发思维灵概念图作为一种认知工具，引导思维活动、激发思维灵感、记录思维过程、呈现思维结果，从而可以大大地提高思感、记录思维过程、呈现思维结果，从而可以大大地提高思维品质。可以帮助学生完成实验设计。维品质。可以帮助学生完成实验设计。 例如，实施例如，实施设计探究影响酶活性的条件设计探究影响酶活性的条件（必修（必修1）课）课题设计时，学生无从下手，通过下面的思维导图，可以引题设计时，学生无从下手，通过下面的思维导图，可以引导学生思考（见下图）。导学生思考（见下图）。51 高考生物学试题的形式一般是给出一个高考生物学试题的形式一般是给出一个不完整的概念图，要求考生根据所学的知识不完整的概念图，要求考生根据所学的知识给予补充。给予补充。52（ 2004 江苏卷江苏卷 37）人和动物体内糖类、脂类和蛋白质的代谢是一个相互联系、）人和动物体内糖类、