運(yùn)用自主繪圖 建構(gòu)生物學(xué)概念

葉健兒

摘? 要：以細(xì)胞中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)變、心臟及血液循環(huán)等五個(gè)課堂教學(xué)為例，闡述如何結(jié)合概念轉(zhuǎn)變的心理建構(gòu)過(guò)程與策略，運(yùn)用自主繪圖法幫助學(xué)生建構(gòu)相關(guān)概念。

關(guān)鍵詞：自主繪圖;建構(gòu);概念

中圖分類號(hào)：G633.91? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1992-7711（2020）35-214-02

近年，建構(gòu)概念就成為了教師教學(xué)研究的重要方面。有人就此做了一些嘗試，但不多。通過(guò)對(duì)CNKI等資源庫(kù)的查閱，主要有概念圖、實(shí)驗(yàn)與論證兩種探究模式等手段與策略。

圖示作為生物課堂常用的方法，以往一般限于“教師畫圖，學(xué)生看”的層面，很少提到讓學(xué)生繪圖。近年有人嘗試讓學(xué)生進(jìn)行自主繪圖，并提出一些見解。但僅限于讓學(xué)生“畫什么圖”，較少提到如何組織學(xué)生繪圖。

本文主要以細(xì)胞中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)變、心臟及血液循環(huán)等五個(gè)課堂教學(xué)為例，闡述如何運(yùn)用自主繪圖法幫助學(xué)生建構(gòu)相關(guān)概念及其效果。

1.設(shè)計(jì)思想

自主繪圖是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)知識(shí)再現(xiàn)，用清晰、簡(jiǎn)潔的線條自主繪制生物簡(jiǎn)圖，從而快速、形象地表達(dá)自己對(duì)生物結(jié)構(gòu)、生物學(xué)過(guò)程的理解和感悟的過(guò)程。自主繪圖的重要特征是去繁就簡(jiǎn)，突出展生物結(jié)構(gòu)的主要特征，和生物學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵信息。自主繪圖屬于直觀圖示法的其中一種，可以把學(xué)科的基本原理、基本概念及其內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)傳授給學(xué)生， 使學(xué)生的知識(shí)由零散變系統(tǒng)，幫助學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

初中階段的學(xué)生對(duì)抽象符號(hào)已有一定的把握能力，可以實(shí)現(xiàn)形象與抽象之間的轉(zhuǎn)換。皮亞杰認(rèn)為：兒童智力、思維及心理發(fā)展的原因既不是先天的成熟，也不是后天的經(jīng)驗(yàn)，而是來(lái)源于主體的動(dòng)作。兒童2—7歲開始即通過(guò)符號(hào)或分化符號(hào)的媒介來(lái)注意當(dāng)時(shí)感知不到的對(duì)象和事物，并再現(xiàn)出來(lái)。

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)活動(dòng)不是有教師向?qū)W生傳遞知識(shí)，而是學(xué)生根據(jù)外在信息，通過(guò)自己的背景知識(shí)，建構(gòu)自己的知識(shí)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生不是信息吸收者，他要對(duì)外界的信息進(jìn)行選擇和加工;主張注重以學(xué)習(xí)者為中心;注重互動(dòng)的學(xué)習(xí)方式。因此教師在教學(xué)不能只注重資料的呈現(xiàn)，還應(yīng)設(shè)計(jì)符合學(xué)生特點(diǎn)的工作、活動(dòng)，讓學(xué)生參與其中，并以一定的方式表達(dá)出來(lái)，師生共同實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)。

初中生物教學(xué)中，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)變、心臟的結(jié)構(gòu)與功能等內(nèi)容一直是教學(xué)難點(diǎn)，且包含一系列重要概念。如何幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)有效的知識(shí)建構(gòu)，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

基于以上認(rèn)識(shí)和考慮，本文主要以以上幾個(gè)課堂教學(xué)為例，闡述如何結(jié)合概念轉(zhuǎn)變的心理模型建構(gòu)過(guò)程與策略及建構(gòu)主義原理，精心組織和引領(lǐng)學(xué)生自主繪圖，在此過(guò)程幫助學(xué)生建構(gòu)概念。

2.自主繪圖法應(yīng)用實(shí)例

2.1 在細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)能量轉(zhuǎn)變教學(xué)中的應(yīng)用

3.自主繪圖法對(duì)幫助學(xué)生建構(gòu)概念的效果

3.1學(xué)生對(duì)相關(guān)概念把握準(zhǔn)確。自2010年9月至今，筆者嘗試用繪圖法進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容教學(xué)，取得了一定效果：從天河區(qū)中小學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)可知，2012-2019年任教班級(jí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)得分率均在0.7以上，學(xué)生相關(guān)概念建構(gòu)效果良好。

3.2 學(xué)生綜合運(yùn)用概念解決問(wèn)題的能力明顯提高。筆者2011承擔(dān)區(qū)級(jí)課題《直觀圖示法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用研究》。實(shí)驗(yàn)班采用自主繪圖法;對(duì)照班采用一般的圖示法。研究發(fā)現(xiàn)：1.實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)業(yè)成績(jī)出現(xiàn)明顯差異，尤其是涉及重要概念的把握、綜合運(yùn)用概念解決問(wèn)題的方面。2. 經(jīng)歷時(shí)間越長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)業(yè)成績(jī)的差異越明顯。

3.3有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，改善學(xué)習(xí)方法。從調(diào)查問(wèn)卷看，本研究已經(jīng)在學(xué)生學(xué)習(xí)其他知識(shí)、其他學(xué)科中產(chǎn)生了學(xué)法遷移。

4.思考與討論

簡(jiǎn)圖圖示法教學(xué)在生物教學(xué)中由來(lái)已久，一般做法是教師畫圖讓學(xué)生觀察、理解。隨著形勢(shì)的發(fā)展，這種做法已經(jīng)不能滿足教學(xué)需要。有教師開始嘗試讓學(xué)生繪制簡(jiǎn)圖，通常有兩種策略。一種是老師把圖畫好后，讓學(xué)生“抄圖”;另一種則是給學(xué)生布置一個(gè)總體任務(wù)后，放手讓學(xué)生繪圖。這兩種做法，一種很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體作用，而另一種則令學(xué)生不知從何做起，更談不上實(shí)現(xiàn)生物學(xué)概念的建構(gòu)了。筆者認(rèn)為：應(yīng)“在教師精心組織和引領(lǐng)下，學(xué)生逐步完成繪圖”。 筆者在實(shí)踐中總結(jié)了組織學(xué)生進(jìn)行自主繪圖的一些策略。陳述如下：

4.1謹(jǐn)慎選擇內(nèi)容

自主繪圖法耗時(shí)較長(zhǎng)，因此應(yīng)謹(jǐn)慎使用。應(yīng)選擇重難點(diǎn)、信息量較大、結(jié)構(gòu)性和過(guò)程性的內(nèi)容，以最大限度地發(fā)揮其效能。例如： 雌蕊的結(jié)構(gòu)及果實(shí)和種子形成的過(guò)程、消化系統(tǒng)的組成、血管的種類、心臟結(jié)構(gòu)及血液循環(huán)、腎單位的結(jié)構(gòu)及尿液形成過(guò)程等。

4.2提煉主干知識(shí)，設(shè)計(jì)圖示

在設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖時(shí)，要通過(guò)把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系去提煉主干知識(shí)，對(duì)枝節(jié)內(nèi)容暫時(shí)忽略，從而體現(xiàn)其中包含的重要概念。例如：繪制“心臟的結(jié)構(gòu)和血液循環(huán)”簡(jiǎn)圖時(shí)，先不考慮“各腔的肌肉厚薄、瓣膜”等內(nèi)容，各項(xiàng)工作的目的都為了促使學(xué)生在理解心臟結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上推測(cè)出血液循環(huán)的基本路線。

4.3引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

如在“人體消化系統(tǒng)的組成”的教學(xué)中，不少學(xué)生以為食物會(huì)進(jìn)入其中。教師應(yīng)把這類問(wèn)題鄭重地提出來(lái)或組織表決、辯論等活動(dòng)。又如“細(xì)胞中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)變”教學(xué)：孩子們發(fā)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)反應(yīng)式模糊不清。這時(shí)，教師及時(shí)提示：換一種方式去表達(dá)看能否幫助記憶？或者把學(xué)生的疑問(wèn)突顯出來(lái)：植物到底向外界放出什么氣體？教師提示：嘗試把兩個(gè)過(guò)程畫在一幅圖中，看能否看清它們的關(guān)系？這樣，學(xué)生內(nèi)心產(chǎn)生“要畫圖”的需要，從而以飽滿的熱情投入工作，開始知識(shí)建構(gòu)。

4.4設(shè)置最近發(fā)展區(qū)，搭建腳手架

4.4.1 控制任務(wù)難度? 根據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論，任務(wù)不能太難也不能太容易。例如：讓學(xué)生畫出“光合作用”過(guò)程圖示時(shí)，同時(shí)呈現(xiàn)“制鞋機(jī)圖示”和光合作用反應(yīng)式;畫“消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖”時(shí)，允許學(xué)生看課本，以降低難度 。

4.4.2繪圖過(guò)程要設(shè)置分任務(wù)? ?分任務(wù)間應(yīng)有緊密的邏輯關(guān)系，層層推進(jìn)，為學(xué)生搭建上升的腳手架去幫助他們形成新的知識(shí)模型、認(rèn)識(shí)模型。如：學(xué)生不能正確書寫兩個(gè)作用的反應(yīng)式的原因，主要是他們對(duì)反應(yīng)式的形式感覺陌生，不理解其中符號(hào)含義。教師引導(dǎo)學(xué)生把“光合作用反應(yīng)式”轉(zhuǎn)換成“光合作用圖式”。這樣，學(xué)生經(jīng)歷了從抽象到形象的轉(zhuǎn)換過(guò)程，在下階段的工作中更好地繪制、理解圖示，并能從形象的圖示中提煉抽象信息。在正式開始繪圖前，教師先組織學(xué)生依據(jù)不同物質(zhì)的分子大小，討論決定圖例符號(hào)，為后面學(xué)習(xí)“合成、分解”奠定基礎(chǔ)。

內(nèi)容分割方面，教師先引導(dǎo)學(xué)生繪制簡(jiǎn)圖中的光合作用部分，然后讓學(xué)生獨(dú)立完成簡(jiǎn)圖的后半部分——呼吸作用，最后完善全圖（為表示三種能量形式的符號(hào)描上不同顏色）。這樣，學(xué)生在上述第二、三環(huán)節(jié)的工作中自覺地比較兩種作用，最后對(duì)兩種作用的關(guān)系形成一個(gè)完整概念。“心臟的結(jié)構(gòu)及血液循環(huán)”教學(xué)中，分任務(wù)可以這樣安排：畫出心臟的四腔并標(biāo)注名稱——在圖中表示各腔間相通或不相通的關(guān)系——畫與各腔相連的血管并標(biāo)注名稱——在血管中用箭頭表示血流方向——連接相關(guān)箭頭，畫出體循環(huán)和肺循環(huán)路線。

4.4.3先示范再放手? 教師可選取部分前期工作為學(xué)生做示范，讓學(xué)生在模仿中完成其余工作。如：繪制“細(xì)胞中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)變”簡(jiǎn)圖時(shí)，教師示范如何畫二氧化碳和光能的符號(hào)，而其它符號(hào)、箭頭由學(xué)生畫;繪制心臟結(jié)構(gòu)圖過(guò)程中，教師示范如何畫一條血管、一個(gè)箭頭，其它的血管和箭頭由學(xué)生討論完成。又如：教師帶領(lǐng)學(xué)生畫動(dòng)物細(xì)胞，學(xué)生畫植物細(xì)胞;教師示范畫唾液腺、胃腺，學(xué)生畫肝臟、胰腺和腸腺。這樣學(xué)生可以利用剛得到的經(jīng)驗(yàn)去處理新問(wèn)題，情緒高漲、享受著成功與學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。同時(shí)，學(xué)習(xí)效率得到明顯提高。

4.4.4提供基本框架 若讓學(xué)生在白紙上繪圖，常會(huì)碰到以下問(wèn)題：由于繪畫技術(shù)所限以及圖形大小、布局安排等問(wèn)題，在繪圖開始階段占用了大量時(shí)間，且影響學(xué)生的信心與后續(xù)交流。對(duì)此，教師應(yīng)在工作紙中提供基本圖形框架以解決上述問(wèn)題。如：繪制“細(xì)胞中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)變”簡(jiǎn)圖時(shí)，教師在學(xué)案卷中印上細(xì)胞及細(xì)胞中的葉綠體和線粒體的輪廓;繪制心臟結(jié)構(gòu)圖過(guò)程中，教師在學(xué)案卷中印上心臟的大部分輪廓。從而把圖形的位置、大小及形式大致確定下來(lái)，讓學(xué)生簡(jiǎn)便、迅速地投入到重要的工作中。

4.5 利用圖示，促進(jìn)概念的再次建構(gòu)

如繪制“細(xì)胞中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)變”簡(jiǎn)圖后，教師設(shè)疑：植物同時(shí)向外界釋放兩種氣體嗎？呼吸作用放出的能量從何而來(lái)？仍然是光能嗎？請(qǐng)為這幾種能量（光能、化學(xué)能、生物能）符號(hào)描上不同顏色。提示學(xué)生反觀全圖，發(fā)現(xiàn)兩種作用的聯(lián)系和規(guī)律，并從能量方面談發(fā)現(xiàn)。繪制心臟結(jié)構(gòu)血液循環(huán)圖后，讓學(xué)生概括血液循環(huán)的過(guò)程，據(jù)圖比較某兩條血管中的含氧量。

在其他教學(xué)內(nèi)容中，可以讓學(xué)生據(jù)圖思考的內(nèi)容還有：食物是否會(huì)進(jìn)入肝臟？口腔、胃、小腸中哪個(gè)部位中的消化液種類最多？分別有哪些？三種血管中的血流速度等。

4.6持之以恒形成系列

從簡(jiǎn)單的內(nèi)容（如細(xì)胞結(jié)構(gòu)）入手，逐步向包含信息量大的內(nèi)容過(guò)渡，從而進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練并持之以恒。期待學(xué)生在此過(guò)程積累信心、積累經(jīng)驗(yàn)，形成習(xí)慣、提高能力;在將來(lái)的學(xué)習(xí)中主動(dòng)運(yùn)用繪圖法，對(duì)新知識(shí)進(jìn)行有效的理解和整理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王雅虹.利用概念圖構(gòu)建核心概念的探索語(yǔ)數(shù)外學(xué)習(xí)（高考數(shù)學(xué)），? 2012，02

[2] 鄧沙.實(shí)驗(yàn)與論證兩種探究模式下構(gòu)建重要概念中學(xué) 生物教學(xué) 2013，4

[3] 李歐.減數(shù)分裂教學(xué)中應(yīng)用自主繪圖的實(shí)踐與思考 中學(xué)生物學(xué)? 2012，07

[4] 楊洪金.自主繪圖在中學(xué)生物教學(xué)中的應(yīng)用 中學(xué)生物教學(xué)? 2011，07

[5] 李紅梅.圖示法在歷史教學(xué)中的應(yīng)用 廣東教育（教研版）2008，5

[6] 當(dāng)代國(guó)外著名教育家教學(xué)論思想? ?山東教育出版社 1985

[7] 梁文濤.論皮亞杰的活動(dòng)教學(xué)觀與素質(zhì)教育 教育理論與實(shí)踐 2000（8）

[8] 左銀舫.認(rèn)知建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀評(píng)析 湛江師范學(xué)院學(xué)報(bào) 2000

[9] 美 GeorgeW.Gagnon，Jr.著 宋玲譯 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)設(shè)計(jì) 2008

[10] 何克抗.建構(gòu)主義的教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)設(shè)計(jì) 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào) 1997

[11] 辛自強(qiáng).知識(shí)建構(gòu)研究：從主義到實(shí)證 教育科學(xué)出版社 2006

[12]袁維新.概念轉(zhuǎn)變的心理模型建構(gòu)過(guò)程與策略 淮陰師范學(xué)院學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版）? 2010，01

（作者單位：廣州中學(xué)，廣東? ?廣州? ?510000）