概念图的整理

概念图的整理学习

1．概念

概念是人脑在感觉、知觉和表象的基础上，对感性材料由表及里的思维加工和改造的

产物，科学认识的成果首先是通过概念来概括和总结的。生物学正是通过一系列的概念作

为分析、判断、综合、推理等逻辑思维的依据，来揭示这门学科的基本规律。生物学概念

是生物学学科思维的基本单位。人教版《全日制普通高级中学教科书——生物》(2003年6

月第一版)的附录上就有211个生物概念，其中必修本有154个，选修本上有57个。而实

际上新教材中的概念系统是由相应的模块观点引领的，如必修一模块《分子与细胞》中的

细胞就是一个大的概念，其中又有很多小的概念，要求我们从分子和细胞水平去认识生命

系统。所以我们在教学和学习的过程中一定要始终牢记如何去理解每一个概念，以及概念

和概念间的层级关系。只有这样，我们才能更好地帮助学生理解和掌握生物学概念，从而

更好地学习生物学知识。

2. 概念图及其理论基础

2.1 概念图的含义

2.1.1．概念图简介

概念图（concept mapping）是以命题的形式显示概念间的意义联系,并用具体事例加

以说明,来展示概念间层级结构的示意图。十九世纪六十年代美国康奈尔大学诺瓦克教授

（J.D.Novak）通过研究儿童对科学知识理解的案例时提出概念图技术。这一研究是基于教

育心理学家奥苏贝尔（D.Ausuel）的意义学习和概念同化理论。

2.1.2.概念图结构

概念图的结构包括概念（concepts）、命题（propositions）、连接（links）和层级结

构（hierarchical frame-works）。概念是感知到的事物的规则属性 ,通常用专有名词或符

号表示；命题是对事物现象、结构和规则的陈述 ,在概念图中 ,命题是两个概念之间通过

某个连接词而形成的意义关系；连接表示Array不同知识领域概念之间的相互关系；层级结

构是概念的展现方式 ,一般情况下是最概

括的概念置于概念图的最上层 ,从属的概

念安排在下面。概念图是用来组织和表征知

识的工具。诺瓦克和高文（D.B.Gowin）认

为，概念图应该是:(1)具有层次性,上位概

１

念在顶端;(2)用适当的连接词做标注;(3)有交叉连结,表明层次的子分支之间的关系。（如图1）

通俗地说：概念图包括节点、连线、连接词、层次4个基本要素。节点是置于圆圈或方框中的概念；连线表示节点概念间的意义关系；连接词是置于连线上的两个概念之间的意义联系词；层次是指关键概念置于顶层，一般概念位于其次，依此类推，显示等级关系（见图1）。对于一些综合性概念图而言，有时很难比较其抽象程度，其制作形式，包括箭头方向一致性、概念层次关系等，一般不作硬性规定（见图2）。

节点

连线

连接词

图1

2.2 概念图的理论基础

概念图的理论基础是Ausubel的学习理论。Ausubel于1962年第一次提出关于人的

２

学习的认知理论，并在第二年发表的《有意义的言语学习心理学》一书中对该理论作了精辟的论述。奥苏贝尔认为，人的学习应该是意义学习，影响学习的最主要因素是学习者已经掌握的知识，当学习者具有了意义学习的心向，并把所要学的新知识同原有的知识联系起来时，意义学习便发生了。奥苏贝尔同时对概念的形成和同化进行了区分，认为意义学习的心理机制是同化，除了学龄前儿童，学生的学习都是通过概念同化习得新概念的，概念的上位关系、下位关系和组合关系的层级排列最终形成了学生的认知结构。

诺瓦克（Joseph D．Novak）教授等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。他们首先运用于研究儿童是否能够理解诸如能量、细胞和进化等抽象概念的过程中，并很快发现，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。

概念图超越认知心理学中知识分类理论，并得到知识表征理论研究的证实。认知心理学中对陈述性知识表征的研究正好印证了概念图中对概念及概念之间关系的理解和表示。在一张概念图中，节点和连接词是知识的语言编码，而整个概念图的结构是知识的非语言编码(即图像编码)。这样概念图就成为双重编码表征理论在教学中的实际应用。

现代的认知主义学习理论、建构主义学习理论、信息技术以及脑科学，都为概念图的正确性和应用前景提供了大量的事实说明：例如，现代脑科学发现，人的大脑是由大约140多亿个神经元组成的，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：人的大脑皮层可从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元、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。概念图的结构特征形象化地显示了人脑的这一生理机制。

2.3为什么要用概念图：

形象思维和逻辑思维可通过概念图展示在学习者面前,可视化是概念图基本特征,同时也提供概念之间的语义关系。概念图主要体现的是概念之间的内在属性关系，通过概念图的使用，能够让很好的将多个概念联系起来，促进思维的迁移，从而促进直觉思维的发生。同时，增大短时记忆的单个组块的大小，最终促进分析问题解决问题的能力的提高。

概念图的制作方法――选定一个知识领域。确定关键概念和概念等级。初步拟定概念图的纵向分层和横向分支。建立概念之间的连接，并在连线上用连接词标明两者之间的关系。不断修改和完善。

常用的概念图创作工具有Inpiration;MindManager;CampTool.

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3.概念图的类型

必修模块中有关概念图的练习按绘制类型可分为三种：三种概念图绘制类型，顺序展示了概念图绘制的学习过程（见图3：建构概念图的步骤和流程）：由概念、连接词的填空建构式逐渐到群概念建构式和核心概念建构式，使学生通过专家图的揣摩、领悟和模仿，通过对建构概念图的内化，再到自主建构概念图和独立创新概念图。

3.1填空建构式:学习者填入专家概念图中

空缺的若干概念、连接词的概念图建构方式。

如高中生物必修《稳态与环境》第一章自我检

测题：在图2空白框和问号处填写适当的名词。

必修一P38 P76

3.2群概念建构式：学习者用给出的、有内

在联系的若干个概念建构成概念图的方式。如高中生物必修《分子与细胞》第五章自我检测题：

画一个概念图，将呼吸、呼吸作用、细胞呼吸、有氧呼吸和无氧呼吸这5个概念之间的联系表示清楚。必修一P108

3.3核心概念建构式：学习者通过给出的核心概念，联系出若干相关的下位概念（或既有下位概念也有上位概念），并建构概念图的方式。如高中生物必修《遗传与进化》第五章自我检测题：

以概念图的形式总结可遗传的变异包括哪些内容。必修一P58

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