黃敏毅,馬金晶,羊禮敏,程瑋瑋
(安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,安徽安慶246133)
動物學(xué)是生命科學(xué)專業(yè)不可或缺的一門基礎(chǔ)學(xué)科,主要講授了動物學(xué)基礎(chǔ)知識和動物生命活動中涉及的規(guī)律。動物學(xué)實(shí)驗(yàn)課具有教學(xué)內(nèi)容多、概念抽象易混淆、知識點(diǎn)分散難理解等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)效果并不好,問題的癥結(jié)在于教學(xué)方法,在教學(xué)中忽視了概念自身的聯(lián)系和學(xué)生的主體地位[1]。著名的教育學(xué)家思想家恩格斯曾經(jīng)說過“在一定意義上,科學(xué)的內(nèi)容就是概念的體系”。生物學(xué)本質(zhì)是知識結(jié)構(gòu)框架體系,這一框架體系是建立在一系列的生物學(xué)知識概念及它們之間的相互聯(lián)系上。從某種意義上來說,學(xué)好生物學(xué)主要就是熟練掌握概念及其組成的框架。學(xué)習(xí)不只是簡單的概念積累,在學(xué)習(xí)過程中,還要把以往的概念和新學(xué)到的概念進(jìn)行相互整合。概念圖就是一種可以將學(xué)生學(xué)習(xí)到的新舊概念進(jìn)行整合的教學(xué)方法[2]。因此,課題組在動物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)上對概念圖解教學(xué)模式進(jìn)行了有益的探索,使學(xué)生在有限的課時中理解和熟練掌握所學(xué)的科學(xué)知識和提高自我學(xué)習(xí)能力。
概念圖最初由美國康奈兒大學(xué)諾瓦克和高文于20世紀(jì)60年代提出,主要建立在有意義學(xué)習(xí)理論、圖式理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和合作學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上[3]。2004年,在西班牙成功召開的“第一屆國際概念圖大會”,標(biāo)志概念圖的研究日趨成熟,并得到廣泛肯定。相比常見的框圖、結(jié)構(gòu)圖、思維導(dǎo)圖教學(xué),概念圖有自身獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢。概念圖將特定知識內(nèi)容分解成一個關(guān)鍵概念和多個一般概念,并通過方框、圓圈、線條、箭頭及一些簡短注釋,將一般概念圍繞關(guān)鍵概念按邏輯關(guān)系進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐帕泻瓦B結(jié),從而形象、直觀地反映知識的本質(zhì)[4]。一般而言,同一級別的概念用同一種圖形表示;不同的幾何圖形有不同的含義,代表著構(gòu)圖者對概念的不同理解方式。制作概念圖的過程:確定知識范圍,選出關(guān)鍵概念和一般概念;細(xì)化概念間層級結(jié)構(gòu),進(jìn)行排序;分析概念圖的縱橫向邏輯關(guān)系(如包含、交叉、并列、對立等),制作概念圖。
概念圖解教學(xué)法的核心是讓教師和學(xué)生共同去制定教學(xué)過程中觀察到的現(xiàn)象和書本上知識點(diǎn)的概念圖。這種教學(xué)模式可以讓學(xué)生把不完整的知識概念變得完整,把以往學(xué)到的概念碎片加上自己在課堂上學(xué)習(xí)到的新概念拼接在一起,從而讓他們自己從整體上認(rèn)識到知識網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建屬于自己的知識框架[4]。這個框架完全是根據(jù)每個學(xué)生的不同掌握程度而去構(gòu)建的,所以每個學(xué)生都可以熟練掌握。概念圖還可以作為一種元認(rèn)知策略,提高學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力和自我反思能力[5-6]??梢?,概念圖解教學(xué)法可將以往大體的知識框架與現(xiàn)學(xué)的知識碎片進(jìn)行融合,更能幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中,透徹地記憶已學(xué)過的知識。其主要優(yōu)勢在于細(xì)化知識結(jié)構(gòu),優(yōu)化學(xué)習(xí)過程,更能因材施教,針對學(xué)生知識掌握程度的不同而制定出不同的概念圖。
以動物學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察兩棲動物青蛙的形態(tài)結(jié)構(gòu)這一節(jié)實(shí)驗(yàn)課為例,通過使用概念圖解教學(xué)法進(jìn)行教學(xué),具體過程如下。
1)課前準(zhǔn)備,小組討論,分解概念。在動物學(xué)實(shí)驗(yàn)的課前,指導(dǎo)教師事先告訴學(xué)生本節(jié)實(shí)驗(yàn)課需要熟悉和掌握的概念知識點(diǎn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄓ^察蛙的外形、皮膚、骨骼和肌肉結(jié)構(gòu)等;掌握蛙從水生到陸生的過渡中,在形態(tài)結(jié)構(gòu)特征上表現(xiàn)出的適應(yīng)性特征),要求學(xué)生熟悉并初步構(gòu)建概念之間的聯(lián)系。根據(jù)指導(dǎo)教師的分組及各小組獨(dú)立的概念圖分解任務(wù),各小組成員通過查閱資料、討論,構(gòu)建概念圖。一般將4~6位學(xué)生分為一個小組,每個小組獨(dú)立解剖與觀察,根據(jù)任務(wù)安排,每個小組繪制概念圖初稿。
2)實(shí)驗(yàn)課上,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念圖。指導(dǎo)教師針對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和課本中已存在的知識點(diǎn)通過對概念進(jìn)行組圖,幫助學(xué)生理解和掌握知識點(diǎn)和知識點(diǎn)的聯(lián)系。以講解兩棲動物適應(yīng)陸地生活環(huán)境為例,指導(dǎo)教師先給出一個核心概念“兩棲動物適應(yīng)陸地生活”,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)陸生與水生環(huán)境的區(qū)別,掌握陸生是從水生進(jìn)化而來的概念;然后從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度分析和討論兩棲動物為了適應(yīng)陸生環(huán)境發(fā)生了哪些結(jié)構(gòu)的變化,引導(dǎo)學(xué)生分別從“形態(tài)特征”“皮膚”“循環(huán)系統(tǒng)”“骨骼系統(tǒng)”“呼吸系統(tǒng)”“感覺器官”等6個分概念來歸納和總結(jié)“兩棲動物適應(yīng)陸地生活”這一核心概念,對這6個分概念進(jìn)一步細(xì)化和歸納,形成概念圖1。通過概念圖解教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生掌握兩棲動物的構(gòu)造與陸生生物的區(qū)別,為什么青蛙不能完全在陸地上生活、青蛙的不完全血液雙循環(huán)系統(tǒng)特征等。通過了解青蛙的形態(tài)結(jié)構(gòu)與特征,可以慢慢衍生到整個兩棲動物類群從水生生活過渡到陸生生活的這一過程。兩棲動物在向陸地生活過渡的過程中,哪些結(jié)構(gòu)是為了適應(yīng)陸生生活而發(fā)生的改變,而這些改變是否為徹底的改變,有哪些特征適應(yīng)了陸地生活,哪些特征不完全適應(yīng)陸地生活?例如:鰓呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)榉魏粑?,單循環(huán)變成了不完全雙循環(huán),四肢代替尾,皮膚初步角質(zhì)化等,結(jié)合以下的概念圖幫助學(xué)生理解。
針對每個分概念,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步進(jìn)行分解和細(xì)化。其中,青蛙的循環(huán)系統(tǒng)(圖2)在青蛙適應(yīng)陸生生活中是不可或缺的一部分,這是實(shí)驗(yàn)課上學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。以蛙的循環(huán)系統(tǒng)為例,無論是心臟的結(jié)構(gòu)還是循環(huán)的途徑都是較復(fù)雜的結(jié)構(gòu),特別是青蛙的兩條循環(huán)途徑:肺循環(huán)和體循環(huán)。這一部分知識點(diǎn)冗雜、多而細(xì),大多學(xué)生會感覺混亂,不易理解概念之間的聯(lián)系。同樣,圍繞“青蛙的循環(huán)系統(tǒng)”這一核心概念,引導(dǎo)學(xué)生分別從“心臟及其周圍血管”“心臟的內(nèi)部”“動脈系統(tǒng)”和“靜脈系統(tǒng)”等4個分概念進(jìn)行講解和闡述青蛙的不完全血液雙循環(huán)系統(tǒng)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)解剖過程,幫助學(xué)生觀察和掌握心臟及其周圍血管的構(gòu)成(心房、心室、動脈圓錐和靜脈竇)、位置及特征等概念。
圖1 兩棲動物適應(yīng)陸生環(huán)境的概念圖
圖2 青蛙循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖
3)學(xué)生動手實(shí)驗(yàn),完善概念圖。在實(shí)驗(yàn)課堂上,每個小組應(yīng)結(jié)合指導(dǎo)教師的講解,認(rèn)真完成形態(tài)結(jié)構(gòu)解剖實(shí)驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上討論和細(xì)化各小組的概念圖。實(shí)驗(yàn)過程中,各小組應(yīng)結(jié)合繪制的青蛙解剖圖,積極在課堂上展示和講解各自的概念圖,闡述概念圖的分解及概念之間的聯(lián)系。
4)課后,總結(jié)評價概念圖效果。概念圖作為一種教學(xué)工具,可以檢驗(yàn)出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對知識點(diǎn)架構(gòu)的理解是否具體、合理。通過對各小組概念圖的講解和評價,幫助學(xué)生掌握概念圖的構(gòu)建、概念的分解、概念之間聯(lián)系的耦合。
實(shí)踐表明,在動物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上,熟練地將概念圖應(yīng)用于動物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,指導(dǎo)教師可以準(zhǔn)確把握學(xué)生的思路,教會學(xué)生總結(jié)生物學(xué)概念與原理之間的聯(lián)系;結(jié)合實(shí)驗(yàn)課中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可將書本上抽象的生物學(xué)知識點(diǎn)變得具體、易懂,引起學(xué)生深度思考;通過構(gòu)建每個知識點(diǎn)之間的相關(guān)性,讓每個學(xué)生主動理解和掌握瑣碎的知識點(diǎn),構(gòu)建一個系統(tǒng)的知識框架體系。實(shí)踐證實(shí),概念圖解教學(xué)使原本教學(xué)內(nèi)容多、概念抽象易混淆、知識點(diǎn)分散難理解的動物學(xué)實(shí)驗(yàn)課變得易懂、易理解、易記憶。