概念结构图在初中生物教材分析中的应用_结构图论文

概念结构图在初中生物学教材分析中的应用，本文主要内容关键词为：结构图论文,生物学论文,初中论文,概念论文,教材论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      教材作为教与学的资源，在很大程度上影响教师的教学决策，教师只有明确课程目标的具体要求并深入分析、理解教材意图，才能真正做到“用教材教”。《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称《课标》）凸显了50个重要概念，要有效构建这些概念，教师首先需要分析这些重要概念在教材中的分布。以人教版《生物学》教材为例，对应《课标》通读教材，不难发现，教材的单元章节设置和《课标》十大主题及重要概念有一定的对应关系。单元的编排主要围绕《课标》的主题，例如，教材第2单元“生物体的结构层次”的内容围绕《课标》第2主题“生物体的结构层次”；单元中章节的编排主要围绕对应主题下的各个重要概念，因多数概念的内涵容量较大且部分概念间存在一定的递进关系，所以，只有少数概念是在一节内容中构建，大多数概念是在一章中构建，有些概念甚至跨越了章或单元的界限在多节课中构建。例如，第3主题“生物与环境”中的“生产者通过光合作用把太阳能（光能）转化为化学能，然后通过食物链（网）传给消费者、分解者，在这个过程中进行着物质循环和能量流动。”这一概念的构建，不仅在第1单元“生物和生物圈”中，还要在第3单元“生物圈中的绿色植物”的第3～5章和第5单元“生物圈中的其他生物”的第3章、第5章等章节中逐步完善。也就是说，虽然教材单元章节的编写与《课标》主题有一定的对应关系，但是多数概念不是在一节课中构建的，教师如果没有围绕重要概念对教材进行整体分析，很可能使系统的概念教学变成零散的知识点传递，不利于学生生物科学素养的发展。

      可以说，概念教学在一定程度上对教师的教材分析提出了更高的要求，围绕重要概念对教材章节进行整体性分析，成为教师实践概念教学的首要环节。教师在进行某一章节的教材分析时，需要剖析相关重要概念在章节中的“落脚点”，明确具体在哪些课中构建哪些下位概念和概念要点，同时理清它们之间的逻辑关系，以便确定概念构建的路线，并为确立章节概念教学目标、选择教学策略或方法提供依据。

      一、概念结构图及其在教材分析中的优势

      概念图是一种用于组织和表征知识的工具，用节点代表概念，连线表示概念间的关系，它能清晰地呈现各要素、概念之间的相互关系，适于用作剖析重要概念内涵的工具。教材章节具有一定体系结构，用图表分析时通常以知识结构图的方式呈现，按照教材章节顺序，将各节核心知识用框架表述，能直观呈现该章的体系结构。教材内容是围绕《课标》编写的，所以章节内容编排顺序和重要概念的剖析结果在一定程度上是吻合的。笔者将二者结合起来，在剖析重要概念的同时以结构图的顺序呈现其下位概念及要点在章节中的分布，称为概念结构图，并以课题研究为载体进行了尝试和探索。研究发现：①相对于高中，初中生物学重要概念的容量相对较小、深度较浅，概念图和知识结构图的结合可以顺利实现，二者的结合能提高教材分析的效率。②概念结构图既可剖析重要概念的内涵，又可清晰各章节的概念教学目标，有助于教师理清重要概念并构建路线。

      概念结构图中的节点内容不拘泥于只以“概念”呈现，可根据教师分析教材的具体需要进行选择。有些章节中围绕的重要概念，其下位概念或要点在教材中的分布及关系不太清晰，教师运用概念结构图辅助分析教材结构时，重点是对重要概念的剖析，所以，节点内容是陈述式的概念或要点，如下页图1所示。有些章节围绕的重要概念，其下位概念或要点在教材中的分布及关系清晰明了，教师运用概念结构图辅助分析教材结构时，重点是理解教材意图，节点内容可以是对教材核心内容的表述，如下页图2。连线既可表示概念间的关系，又可表示进阶的先后顺序。所以，相对于概念图，概念结构图在初中生物学教材分析中具有更大的灵活性。

      二、概念结构图在教材分析中应用的实例探讨

      1.应用概念结构图剖析重要概念在教材中的构建路径

      （1）在教材章节中筛选出相关重要概念的下位概念及要点。通读教材章节内容后，找到《课标》中相关的重要概念并理解其内涵，在此基础上筛选出分布在各章节中的下位概念。例如，第7单元第2章“生物的遗传与变异”相关的重要概念在《课标》第七大主题“生物的生殖、发育与遗传”下有2个，分别是：“DNA是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的DNA片段，它们位于细胞的染色体上”、“遗传性状是由基因控制的，基因的遗传信息是可以改变的”，阐述了“遗传”和“变异”的内在实质。该章共有5节，教材中用黑体字凸显的要点内容只有3个（详见教材）分布在第1节、第2节、第5节中，分别是关于性状、基因和变异的。所以，就每节的教学设计而言，教师还需要对各节内容进行进一步分析，筛选出其中的下位概念、概念要点或支撑概念的事实性知识，这样，才能明确每节课的着力点应放在哪里（筛选出的下位概念及要点详见图1，仅供参考）。

      （2）运用概念结构图梳理各下位概念或要点间的关系。筛选出每一节中的下位概念或要点后，将各个下位概念或要点按节的顺序排列，用带箭头的连线表明它们之间的逻辑关系，同时也表明了构建顺序，图的一侧标明其所属的“节”，如图1。

      

      教师通过对图1的分析，能更准确把握分布在每节课中下位概念的地位和作用，明确教学目标。如第1节课的概念教学目标是：初步认识基因的功能。该目标是通过观察大量实例及分析实验性资料，引导学生认识性状和基因二者间的关系实现的，第2节的概念教学目标是：进一步认识基因的实质。该目标是通过引导学生认识基因的存在方式、推理基因的传递方式实现的。这2节课，从功能到实质、由表及里地构建了“基因是具有遗传效应的DNA片段”这一下位概念，同时为后面2节课中其他下位概念的构建奠定了基础。

      2.围绕重要概念，运用概念结构图分析教材“章”的结构

      在剖析重要概念的基础上，概念结构图还可用于分析教材“章”的结构，为教师深入理解教材、把握教学深度提供依据。本文以人教版初中生物学教材第4单元第4章“人体内物质的运输”为例进行阐述。

      该章属于《课标》第5主题“生物圈中的人”中的教学要求内容，围绕的重要概念是：“血液循环系统包括心脏、动脉、静脉、毛细血管和血液，其功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质、废物和激素等物质。”该章共有4节，前3节分别围绕血液、血管、心脏3种结构及功能展开，每节都用黑体字凸显了要点内容（详见教材），最后一节“输血和血型”则结合了相关的健康和社会需求，是对该重要概念的外延。该重要概念在章节中的分布及构建路径比较清晰，教师可将分析重心放在对教材结构的分析上。首先，理解教材各节及其内容板块的核心，而后，用框架及连线梳理章节具体内容结构，运用概念结构图分析如图2。

      

      通过分析图2，不难看出教材各节的教学内容意图：虽然前3节的核心内容都是构建重要概念的要点，但从概念的内涵之一——循环系统的功能上说，理解该概念的基础和关键是第1节课（承载物质运输功能的“血液”）。第3节的核心之一“血液循环途径”，是在让学生深入认识血液、血管、心脏的结构功能特点的基础上，理解三者是如何共同满足全身各处组织细胞对物质交换的要求，最终使学生体会到人体循环系统的高效和精妙。此外，各节中的学习活动具体目的虽不相同，但共同的意向却都是：学生通过观察活动获得相关事实性知识，再通过分析活动抽提概念信息，最终整体性地理解“循环系统的运输功能”这一重要概念。就概念形成的过程而言，该章就是典型的从分析生物学事实到形成生物学概念要点的概念教学。据此分析，教师即可更加准确把握：选择怎样的素材最合适？引导学生关注什么？怎样为下一个概念做铺垫？可见，运用概念结构图分析教材，有助于教师发现一章中各节教学的编排规律，准确把握教材中各节的教学地位及各教学内容板块之间的逻辑关系。

      若仅是教师备课使用，还可将图2中的前3节简化成图3（见下页），可更清晰地呈现该章的教材意图。

      

      从图3不难看出，本章教学从循环系统整体出发，带着构建整体的目标进行分散式教学后，再回到整体构建。为有效达成整体性构建目标，教师在该章第1节教学前，应从循环系统的整体出发，使学生明确本章的整体性学习目标。在该章新课起始时，应引导学生建立对“物质循环的需要”及“循环系统”的宏观认识，再引入第1节“血液”的学习。在导入设计上，建议结合《课标》“生物圈中的人”主题下的“人体各个系统相互联系、相互协调以完成生命活动”这一重要概念的构建需要，联系学生已学的消化系统和呼吸系统的知识，引发学生产生“人体各组织细胞都需要及时进行养料、氧气等物质的交换，物质运输是怎样进行的？”等疑惑。

      3.围绕重要概念，运用概念结构图分析节的教学内容

      相对于章，节的教学内容较少，结构关系较清晰，是否运用概念结构图辅助需要根据教师自身备课需求。下面以第1节“流动的组织——血液”为例进行以节为单位的教材分析。该节的主要知识内容是“血液的组成”和“血液各种成分的功能”，教材中设计了资料分析和实验观察等活动。运用概念结构图分析如图4。

      

      教材中的3个学习活动意在帮助学生获取、抽提概念信息。教师在理解每个活动的价值后，便会明晰：素材的呈现要凸显什么？要引导学生重点观察什么、分析什么？怎样使学生在获得事实性知识的同时逐层深入，最终达成构建某一下位概念或要点的目标？可见，概念结构图对于教师在“节”教材分析中也有一定的辅助作用，它能直观呈现该节概念教学的“路径”。

      三、概念结构图应用的延伸和启示

      在多次开展研讨课的实践中发现，在教学设计中运用概念结构图分析教材，不仅能促使授课教师深入理解教材，清晰概念构建路径，提高课堂概念教学效率，还有助于听课教师快速理解教材，提高听课和评课的效率。另外，研究还发现，运用概念结构图回顾已学章节或进行课堂教学小结，对于学生整体性构建概念也有明显的促进作用。

      教材是编写者围绕《课标》结晶出的集体智慧资源，教师如果脱离《课标》，仅根据个人的想法使用教材而没有分析和理解教材，不仅是对资源的一种浪费，而且很可能将概念教学变成零散的知识点教学。因此，教师全面分析和深入理解教材是非常重要的。概念内涵的层次性和教材的结构系统性，都使图表成为教材分析中的辅助工具，本研究中的概念结构图的直观性和灵活性，使其在教材分析中发挥了较大的辅助作用。

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