◎ 史 俊

《上海市中學(xué)生命科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（試行稿）》指出“中學(xué)生命科學(xué)課程旨在培養(yǎng)全體學(xué)生的生命科學(xué)思維” 。這種思維體現(xiàn)在從文字、圖、表等中獲取有效信息；用生命科學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)或圖、表準(zhǔn)確表達(dá)思維過(guò)程等。教師要通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的“結(jié)構(gòu)化”組織，加強(qiáng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域、科目、模塊或主題之間的整合，注意各章節(jié)或單元中教學(xué)內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，幫助學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

高中生命科學(xué)的概念教學(xué)既是重點(diǎn)，又是難點(diǎn)。但鑒于概念眾多且抽象復(fù)雜，概念間層次疊加等特點(diǎn)，學(xué)生往往難以準(zhǔn)確掌握和靈活應(yīng)用。因此，如何結(jié)合生命科學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，尋找適切的教學(xué)手段并有效實(shí)施，是亟需突破的關(guān)鍵。圖文結(jié)合的概念圖能便于學(xué)習(xí)者從凌亂、片段的知識(shí)點(diǎn)中深化對(duì)概念的辨析、彌補(bǔ)遺漏的知識(shí)點(diǎn)以及剖析困惑點(diǎn)。

一、概念圖的定義和作用

概念圖是由美國(guó)康奈爾大學(xué)的諾瓦克教授基于奧蘇貝爾的同化學(xué)習(xí)理論提出的一種知識(shí)表征工具。它由概念和概念之間的連接詞（標(biāo)簽）構(gòu)成，呈現(xiàn)出“概念—連接詞—概念”的命題結(jié)構(gòu)。

構(gòu)建概念圖可以幫助學(xué)習(xí)者追蹤自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，有效提升認(rèn)知參與度，促進(jìn)對(duì)科學(xué)概念的深度理解。因此，在教學(xué)過(guò)程中，繪制或者學(xué)習(xí)概念圖是一種促進(jìn)學(xué)習(xí)者深度學(xué)習(xí)的有效策略。

概念圖不僅是一種完美結(jié)構(gòu)的最終呈現(xiàn)，還是一種促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的組織手段。筆者以高中生命科學(xué)學(xué)科的一些重難點(diǎn)內(nèi)容為例，闡述概念圖的學(xué)習(xí)策略。

二、概念圖的學(xué)習(xí)策略和適用情況

概念圖存在不同的呈現(xiàn)形式和使用方法。教師需要根據(jù)不同場(chǎng)景獨(dú)立或組合使用概念圖，以利于提升學(xué)生的認(rèn)知參與度，提高他們對(duì)科學(xué)概念的理解水平。

（一）概念圖翻譯

概念圖翻譯是指學(xué)生收到一份完整的概念圖后，根據(jù)所學(xué)知識(shí)或提出的問(wèn)題用自己的語(yǔ)言進(jìn)行翻譯的過(guò)程。筆者選擇“精子的形成過(guò)程”這一極具代表性的圖文結(jié)合的內(nèi)容來(lái)探討三種不同概念圖翻譯的學(xué)習(xí)策略。

“精子的形成過(guò)程”是滬教版高中《生命科學(xué)》第二冊(cè)第七章第三節(jié)的內(nèi)容。本章節(jié)內(nèi)容比較抽象，是高中生命科學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。在學(xué)習(xí)此節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)“有絲分裂”和“減數(shù)分裂的過(guò)程”，具備應(yīng)用專業(yè)術(shù)語(yǔ)看細(xì)胞圖的能力。高中生命科學(xué)設(shè)計(jì)的概念圖不僅僅是用生物學(xué)文本概念作為節(jié)點(diǎn)，用連線法將其搭建而成的一種圖示，更需要深層理解生物圖例中蘊(yùn)含的生物學(xué)概念?！熬拥男纬蛇^(guò)程”的完整概念圖包含5 個(gè)概念、4 個(gè)連接詞和5 張生物（細(xì)胞）圖，如圖1 所示。

圖1 “精子的形成過(guò)程”的完整概念圖

1. 概念翻譯

概念翻譯是指用生物學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)解釋“概念”的過(guò)程。教師在新授課中通常采用教材中的陳述詞句，或在復(fù)習(xí)課時(shí)結(jié)合教材的前后相關(guān)內(nèi)容綜合性表述相關(guān)概念。例如，教師在新授課中對(duì) “初級(jí)精母細(xì)胞”這一概念的翻譯可以是：一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)過(guò)染色體復(fù)制，成為一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)第一次分裂，形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，因此初級(jí)精母細(xì)胞對(duì)應(yīng)的是減數(shù)第一次分裂間期至減數(shù)第一次分裂后期。而教師在復(fù)習(xí)課中對(duì) “初級(jí)精母細(xì)胞”這一概念的翻譯可以是：在初級(jí)精母細(xì)胞時(shí)期，細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷同源染色體的兩兩配對(duì)即聯(lián)會(huì)、同源染色體的非姊妹染色單體交叉互換、同源染色體分離和非同源染色體的自由組合，也是遺傳三大規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。

2. 連接詞翻譯

連接詞翻譯是指用生物學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)描述概念與概念之間關(guān)系的過(guò)程。連接詞翻譯更有利于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)生物概念的整體理解。例如，圖2 中的連接詞“同源染色體分離，非同源染色體自由組合，細(xì)胞均等分裂”表明的是從初級(jí)精母細(xì)胞形成次級(jí)精母細(xì)胞過(guò)程中的主要細(xì)胞特征。學(xué)習(xí)者的翻譯可以是：發(fā)生時(shí)期是減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體上的等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，也可以嘗試將基因標(biāo)在染色體上，這樣更有利于理解遺傳三大定律。

3. 生物圖翻譯

圖2 “連接詞”翻譯局部圖

生物圖翻譯是指用生物學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)解釋生物圖中的關(guān)鍵信息或用相關(guān)生物圖做進(jìn)一步解釋的過(guò)程。例如，次級(jí)精母細(xì)胞的細(xì)胞圖如圖3 所示。

圖3 次級(jí)精母細(xì)胞的細(xì)胞圖

學(xué)習(xí)者可將次級(jí)精母細(xì)胞的細(xì)胞圖翻譯成以下多種形式。

（1）翻譯為文字，如：次級(jí)精母細(xì)胞是減數(shù)第一次分裂后形成的，細(xì)胞中的無(wú)同源染色體，其染色體的行為與有絲分裂類似。

（2）翻譯為次級(jí)精母細(xì)胞其他時(shí)期對(duì)應(yīng)的細(xì)胞圖，如圖4 所示。

圖4 次級(jí)精母細(xì)胞其他時(shí)期對(duì)應(yīng)的細(xì)胞圖

（3）翻譯為經(jīng)同源染色體分離，非同源染色體自由組合后的不同的細(xì)胞組合形式，如圖5 所示。

圖5 非同源染色體自由組合后的不同的細(xì)胞組合形式圖

筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，“概念圖”翻譯的有效性較高。在翻譯完整的概念圖的過(guò)程中，學(xué)生需要對(duì)概念和概念之間的聯(lián)系進(jìn)行自我解釋。這不僅能夠提高學(xué)生的認(rèn)知參與度，更有利于促進(jìn)對(duì)科學(xué)概念的深度理解。

概念圖翻譯不僅適用于新授課，也適用于復(fù)習(xí)課。根據(jù)布魯姆的認(rèn)知理論，學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知要經(jīng)歷識(shí)記—理解—應(yīng)用—分析—綜合等一系列過(guò)程。學(xué)生在新授課的學(xué)習(xí)需識(shí)記并初步理解一定的主干知識(shí)，在復(fù)習(xí)課中需將已習(xí)得的知識(shí)遷移至新情境中，以提升分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。概念圖翻譯的適應(yīng)性更廣。

當(dāng)然，概念圖中的概念往往不止涉及一節(jié)或一章內(nèi)容。學(xué)生需通過(guò)閱讀教材或借助其他途徑，用生物學(xué)的科學(xué)概念對(duì)每個(gè)概念、連接詞以及生物圖進(jìn)行規(guī)范解釋，這必然導(dǎo)致其會(huì)耗費(fèi)較多的時(shí)間。但學(xué)生若能積極應(yīng)用并貫穿于學(xué)習(xí)的全過(guò)程，必將提高對(duì)各種問(wèn)題的解決能力，更能感悟問(wèn)題解決過(guò)程的意義，即獲取問(wèn)題解決過(guò)程中的學(xué)科思想、方法、觀念，真正體會(huì)生命科學(xué)核心素養(yǎng)的價(jià)值。

（二）生物學(xué)作圖

生物學(xué)作圖是指學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)或信息進(jìn)行生物作圖，以完善不完整概念圖的過(guò)程。筆者以“免疫”一節(jié)內(nèi)容為例，闡述生物學(xué)作圖的概念圖學(xué)習(xí)策略。

“免疫”是滬教版高中《生命科學(xué)》第二冊(cè)第五章第四節(jié)的內(nèi)容。為了方便學(xué)生記憶，幫助學(xué)生弄清各種免疫細(xì)胞的具體分工，通常可構(gòu)建這種骨骼化的文字概念圖（見(jiàn)圖6）。

筆者在教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有學(xué)生能看懂概念，也能熟記生物學(xué)概念，但卻看不懂生物圖。以“免疫”一節(jié)內(nèi)容為例，一旦試題中僅出現(xiàn)細(xì)胞免疫或體液免疫的局部圖示，學(xué)生就因抓不住關(guān)鍵信息而產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。因此，要求學(xué)生將概念圖中的重要信息以作圖方式展示，如巨噬細(xì)胞畫(huà)有溶酶體；漿細(xì)胞無(wú)抗原受體且含有豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；抗體的“Y”形結(jié)構(gòu)特征；淋巴因子的顆粒狀；B、T 淋巴細(xì)胞具有特異性抗原受體等，通過(guò)諸如這些免疫細(xì)胞及免疫分子不同的生物圖特征來(lái)以區(qū)分其屬于何種免疫方式，則能使困惑點(diǎn)消散、重點(diǎn)有效落實(shí)，并以核心概念構(gòu)建認(rèn)知發(fā)展的學(xué)習(xí)進(jìn)階。具體如圖7 所示。

生命科學(xué)概念圖有著顯著的學(xué)科特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)時(shí)既要能讀懂生物圖中的信息以認(rèn)識(shí)基本概念，還要能畫(huà)出生物圖以提升對(duì)概念的理解。其他高中生命科學(xué)的常見(jiàn)可選擇主題內(nèi)容有：細(xì)胞分裂、光合作用、呼吸作用、中心法則、基因工程、遺傳圖解、細(xì)胞工程等。

圖6 “免疫”文字概念圖

（三）概念填寫(xiě)

概念填寫(xiě)是指學(xué)生收到一份缺失概念或連接詞的概念圖后，根據(jù)已有知識(shí)補(bǔ)全的過(guò)程。筆者以“物質(zhì)代謝”一節(jié)內(nèi)容為例，闡述概念填寫(xiě)這一學(xué)習(xí)策略。

“物質(zhì)代謝”是滬教版高中《生命科學(xué)》第一冊(cè)第五章第四節(jié)的內(nèi)容，為該章節(jié)的最后一節(jié)。學(xué)習(xí)者需通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)構(gòu)建和提煉出本章的核心知識(shí)。圖8 是選自教材中的圖片，要求學(xué)生能對(duì)其缺失的部分填寫(xiě)。概念圖中涉及的知識(shí)點(diǎn)有：生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)類型，糖的氧化分解過(guò)程中的物質(zhì)變化、能量轉(zhuǎn)換和場(chǎng)所，三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)換等。圖中字母（A—F）代表概念，均表示物質(zhì)名稱，數(shù)字（1—4）代表連接詞，均表示過(guò)程名稱。

概念填寫(xiě)比較適用于復(fù)習(xí)課。概念圖支持下的復(fù)習(xí)課倡導(dǎo)的是基于理解基礎(chǔ)的知識(shí)鞏固，其目標(biāo)是構(gòu)建結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的知識(shí)體系。通過(guò)填寫(xiě)概念圖，能梳理原本零散、無(wú)序的知識(shí)點(diǎn)，使其更具條理性和系統(tǒng)性。在概念圖幫助下掌握到的知識(shí)更為準(zhǔn)確、完整，更有利于形成長(zhǎng)期記憶及提升知識(shí)的靈活應(yīng)用能力。

圖7 “免疫”生物學(xué)作圖

圖8 “物質(zhì)代謝”概念填寫(xiě)

概念填寫(xiě)的學(xué)習(xí)時(shí)間相比概念圖翻譯和生物學(xué)作圖較短，選取教材圖片也更有利于引導(dǎo)學(xué)生在最后的復(fù)習(xí)迎考階段回歸課本，但認(rèn)知參與度相對(duì)較低。

筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，概念填寫(xiě)便于教學(xué)檢測(cè)。無(wú)論是合格考還是等級(jí)考的復(fù)習(xí)階段，教師都可以要求學(xué)生對(duì)概念圖的不同部分進(jìn)行填空默寫(xiě)，以利用課堂中極少的時(shí)間，更全面地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)狀況。

三、概念圖的實(shí)踐成效與思考

在以概念圖為工具的學(xué)習(xí)引導(dǎo)下，學(xué)生以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，目標(biāo)指向源于教材但又高于教材，真正做到了為解答自己的疑問(wèn)而進(jìn)行自發(fā)性的探究。這一主動(dòng)行為在不斷激發(fā)思維的廣度和深度的同時(shí)，更關(guān)注了思維的整體性建構(gòu)。

（一）學(xué)生的學(xué)習(xí)立場(chǎng)由被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)，個(gè)性化特征日趨明顯

概念圖是圖解的一種類型，可為基于語(yǔ)言的理解提供很好的輔助和補(bǔ)充，加速思維發(fā)生。概念圖的形式滲透了隱性作業(yè)的“看”“讀”“畫(huà)”，學(xué)生能切實(shí)感受到學(xué)習(xí)目的和方式的改變。識(shí)記某一知識(shí)點(diǎn)不再是學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)，而是起點(diǎn)。獲得知識(shí)的主要途徑不只是被動(dòng)聽(tīng)講，更來(lái)自持續(xù)地自我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和自主解決問(wèn)題。

概念圖要求學(xué)習(xí)者獲取、處理和分析教材中的相關(guān)信息，并以圖解的形式學(xué)習(xí)、回憶、識(shí)別和表達(dá)核心知識(shí)。每個(gè)人的思維都是與眾不同的，對(duì)同一張概念圖會(huì)有不同的解讀，從而形成具有個(gè)性化特征的學(xué)習(xí)。例如，前文中提及的“生物圖翻譯”，或文字翻譯或通過(guò)畫(huà)生物圖翻譯，只要能科學(xué)地完善并加深對(duì)概念的理解即可。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)身份由接收者上升為引導(dǎo)者，學(xué)習(xí)模式走向多元

概念圖教學(xué)能創(chuàng)造出高效互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生不僅是學(xué)習(xí)個(gè)體，還成為群體中的輔助者、組織者和引導(dǎo)者。通過(guò)幾個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)實(shí)踐，具備獨(dú)立設(shè)計(jì)完整概念圖能力的學(xué)生在設(shè)計(jì)、研討、完善的過(guò)程中能進(jìn)一步提高積極性，從多角度思考，提升綜合應(yīng)用能力。

不同的概念圖可適用于不同的學(xué)習(xí)階段、學(xué)習(xí)模塊、學(xué)習(xí)程度或?qū)W習(xí)需求。教師可根據(jù)差異采用不同的實(shí)施方式，如教師梳理并分層圖中的概念、連接詞和生物圖的“翻譯問(wèn)題”，指導(dǎo)學(xué)生回答。而學(xué)生收集并整理“翻譯問(wèn)題”后，可協(xié)助其他同學(xué)回答，或者依托分工合作的學(xué)習(xí)模式，把概念圖轉(zhuǎn)化為“問(wèn)—答”的學(xué)習(xí)路徑，并在頭腦風(fēng)暴中完善與優(yōu)化。

圍繞學(xué)科思想和核心概念，從整體到局部的概念圖復(fù)習(xí)策略建構(gòu)起的反倒是學(xué)生“由散到聚”的整體性認(rèn)知與理解，使生命科學(xué)的教與學(xué)指向?qū)W科本質(zhì)，幫助學(xué)生形成生命觀念、關(guān)注生命科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。對(duì)學(xué)生全面系統(tǒng)地理解科學(xué)概念具有促進(jìn)作用，更能在引導(dǎo)學(xué)習(xí)意識(shí)層面體現(xiàn)出積極意義。

綜上所述，教師在教學(xué)中使用概念圖這種結(jié)構(gòu)顯化的學(xué)習(xí)工具，是通過(guò)構(gòu)建和重組更加可視的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)以有效幫助學(xué)生梳理概念之間的關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)其主動(dòng)形成完備的知識(shí)體系，進(jìn)而轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，最終達(dá)成真正的高效學(xué)習(xí)。