運用思維可視化策略構建初中生物學核心概念

胡欣志

摘 要：初中生物新課標指出生物學概念是生物學課程內容的基本組成，生物學核心概念處于學科中心位置，對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用。本文主要研究運用思維可視化策略，構建核心概念的研究。研究表明運用思維可視化策略，能幫助學生通過對事實的抽象和概括，構建出合理有效的知識框架，同時思維可視化策略還具有診斷性作用，幫助學生消除錯誤概念，以此構建初中生物學核心概念，進而為學生能夠在新情境下解決相關問題奠定基礎。

關鍵詞：初中生物;核心概念;思維可視化策略。

一、文獻綜述

（一）核心概念

概念是對事物的抽象和概括。生物學概念是生物學課程內容的基本組成，生物學核心概念處于學科中心位置，包括了對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋，對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用[1]。

概念通常包括三個要素：概念名詞（概念術語）、概念內涵、概念外延，其中概念內涵揭示了概念的本質屬性和特點，能準確的體現概念實質[2]。用概念內涵的方式來傳遞概念可以更好地針對學生的年齡特點和認知能力來確定概念教學的深度和廣度，以達到教學目的，為后續學習做準備。

（二）思維可視化

思維可視化是利用一些工具（概念圖、框架圖等）對信息、知識進行重新構建、獲取，將復雜散亂的信息用圖示等方式進行表征的教學學習方式[3]。以達到幫助學習者建立知識網絡圖式，以利于學生記憶理解及應用相關概念。

目前常用的知識可視化工具有概念圖、思維導圖、語義網絡、認知地圖、思維地圖（八大圖示）等。根據初中階段學生的發展及思維特點，在不限制學生知識處理形式的基礎上，可選擇多種可視化工具的使用。

二、理論基礎

雙重編碼理論認為：人的認知是獨特的，它能同時對語言與非語言的事物和事件進行處理。即語言信息通過聽覺刺激學習者的同時，非語言也會通過對其他感官的刺激來起作用[4]。建構主義學習理論認為，學習是由學生自己構建知識的過程;是主動構建知識的意義，根據自己的經驗背景對外部信息進行主動的選擇、加工和處理;從而獲得自己的意義[5]。在這一過程中，學習者原有的知識經驗因為新知識經驗的進入而發生調整和改變。同化和順應，是學習者認知結構發生變化的兩種途徑或方式。皮亞杰用圖式、同化、順應、平衡四個基本概念闡述個體認知結構的活動過程，在適應環境的過程中，圖式就不斷變化、豐富和發展起來，永遠不會停留在一個水平上。

三、思維可視化策略

（一）思維可視化策略

學習策略是學習者在學習過程中運用的手段、方法和調控技能，本研究結合學習策略與信息加工理論，制定的思維可視化策略具體為：

1、確定中心詞。明確學習內容，找到任務目標。

2、明晰結構層次。根據材料的內在聯系，將信息進行分類排序。

3、整理連接關鍵細節。基于以上基礎，擴展概念內涵，進行細節補充，并綜合梳理。如神經調節的基本方式反射、反射基本結構反射弧的概念學習，通過對概念內涵的擴展，學生能更深入的理解反射是通過感受器接受內外刺激，通過傳入神經傳導興奮、神經中樞發出指令、傳出神經傳導興奮，再通過效應器做出反應的過程。

4、整體歸納概括。檢查是否有知識性的錯誤、重復及遺漏，略去細枝末節，省去不重要的材料。主干與枝節等層次，用著重符號或不同的顏色標注等方式進行表示。

（二）復習課教學策略

復習課的課程所包含的內容較多;因此，在復習課中應注意指導學生分工合作;并結合學生的實際能力，將知識先拆分后整合。運用到的可視化工具有流程圖、循環圖、思維導圖、樹形圖、括號圖等。進行可視化整理的步驟主要如下：

1、構建中心框架。教師需幫助學生構建此部分內容的中心框架;此部分要求每個同學都能完成。

2、概念細化。在中心框架基礎上進行內容的分類、排序、連接與細化等;此部分為小組合作，每個成員負責一部分概念的深入構建。

3、組內整合。以小組為單位，將各部分內容整合于中心框架之中;此部分為組長組織，小組成員共同完成。

4、組內修正。在組內完成思維可視圖后，小組自查有無知識遺漏、重復或錯誤之處，并進一步修正。

5、組間展示交流。小組完成后，教師利用希沃同屏助手將可視圖進行展示，并由小組成員介紹本組可視圖，由其他小組對其進行質疑、評價。通過展示交流各組的成果，小組間學習對方的優點，幫助學生進一步提升制作可視圖的能力。

6、優秀作品展示。教師搜集優秀作品，在各班級文化墻上進行展示，以促進交流學習。

（三）習題課教學策略研究

解題時以圖為起點進行概念體系的建立與擴展，具體策略如下：

1、確立中心概念。首先進行題干和圖示的分析，明確本題的中心概念。

2、明確應用范圍。在明確中心概念基礎上，深化概念外延，確立概念的應用范圍。

3、具體實例應用。將概念應用于具體實例中，深化概念內涵。

4、變式訓練。在以上基礎上，教師設計新實例應用，以反饋學生對概念的掌握情況。

通過以上過程，進一步深化概念外延和內涵。

四、總結與展望

通過復習課策略、習題課策略的研究，運用思維可視化策略，能激發學生的學習動機，幫助學生更深入理解核心概念的內涵和外延，并建立更有效穩固的概念聯系，達到知識的融會貫通、遷移應用的目的。同時節省了學習時間，提高了學生學習初中生物學的效率。

此外在運用思維可視化策略過程中，展示了學生的思維過程，暴露出學生易錯易混淆點，特別是那些與科學概念相抵觸的錯誤概念，由此幫助學生消除錯誤概念，建立科學概念;起到了診斷性的作用。

本研究主要通過復習課和習題課對思維可視化策略進行研究，希望此后能對新授課進行充分深入的研究。此外核心概念構建策略多樣，如實驗、模型建立等，思維可視化策略只是其中一種方式，也并不是適用于所有概念。今后也將致力于整合實驗、模型與思維可視化策略，以構建初中生物學核心概念的研究。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2011年版）.北京：北京師范大學出版社，2012

[2]劉恩山，汪忠.生物學課程標準解讀（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012：36-38.

[3]賈新玉.知識可視化輔助高中生物教學的應用研究[D].河南大學，2015.

[4]趙國慶，黃榮懷，陸志堅.知識可視化的理論與方法[J].開放教育研究，2005，01：23-27.

[5]陳琦，劉儒德.當代教育心理學（第二版）[M]. 北京：北京師范大學出版社，2007：30.