吕晶：mindmanager概念图在生物教学中的应用.doc

Mind Manager概念图在生物教学中的应用
吕 晶，崔 鸿
华中师范大学生命科学学院，武汉，430079
摘要：新课程改革背景下，将Mind Manager概念图这一信息技术与生物教学整合，将促进师生民主新型课程的实现，构建起整合型的信息化课程新形态。文章结合信息技术与学科整合的理念、生物学科特点及学生学习特点,探讨Mind Manager概念图在高中生物教学中的应用策略，及其与生物教学整合中的意义。
关键词：Mind Manager；概念图；生物教学
2003年国家教育部颁发的《普通高中生物课程标准(实验)》（以下简称《标准》）中强调“使学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念。”概念是生物学科知识的基础，生物学概念教学贯穿于整个生物学教学的始终。在教学过程中，学生往往忽视对基本概念的掌握，特别是不能够自主构建概念网络，更不能够深刻的了解概念间的联系。概念图的应用则可以帮助师生掌握科学的生物学概念学习的策略，更有效的进行课本知识的传授，促进教学的效率和质量的提高；建立系统完整的知识框架体系；可以为中学生物教学中对概念教学方法的认识以及如何促进生物学概念构建这两个急需解决的问题提供一条新的策略和途径。依据《基础教育课程改革纲要》的精神指示教育部在《基础教育课程改革纲要》中指出，要“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”。
，信息技术与课程整合得到大力推广和普及。概念图工具软件是信息技术与课程整合中促进学生有效学习的重要手段，最新开发出的许多概念图工具软件受到广大学生和教育工作者们的普遍关注，其中最突出的MindManager软件。如何将MindManager概念图的研究成果运用到生物教学上，进而提高生物教学的质量？笔者试图在此方面进行尝试，说明将MindManager概念图作为一种策略和工具应用到生物教学中的具体做法。
1. 概念图教学内涵及研究现状
概念图是由美国康奈尔大学诺瓦克（J．D．Novak）教授等人在二十世纪六十年代提出的，它被定义为：用来组织和表征知识的实用工具，是一种以科学命题的形式显示概念之间的意义联系，并用具体事例加以说明，从而把所有的基本概念有机联系起来的空间网络结构图。它是盛行于国外特别是欧美国家的一种教学形式，人们对概念图的研究比较丰富。2004年9月，在西班牙召开的第一届国际概念图大会（CMC 2004）中，来自各国的研究选题涵盖相当广泛。据美国教育资源信息中心调查，从1984年以来，以概念图作为研究对象的文献多达664篇，而且呈逐年增多趋势。
概念图的研究主要集中在生物、物理和化学科中，特别是在生物学科上的应用。除了理论和实践的研究，国外还基于信息技术方面对概念图软件进行了开发，随着计算机及其技术的普及，概念图的绘制由依靠手工发展到使用计算机软件进行编制，现在已经开发出了许多计算机绘制概念图软件和网络平台，最著名的就是Mind Manager软件。相对而言，国内的概念图教育研究进展起步较晚，但近年来，许多教师和研究人员对此进行了积极探索，不少学校也在推行概念图教学策略。
2. 概念图的结构功能要素及其在生物教学中的重要性
2.1 概念图的结构功能要素
概念图的结构包括节点、连线和连接词三部分，概念图由概念节点和带有标签的连线组成。命题、层级、分支和交叉连线是概念图的四个图表特征。

图1：概念图的结构和图标特征
2.2 Mind Manager概念图在生物教学中的重要性
Mind Manager生物学科本身具极强的感性和理性的特点，生物学为学生引入了许多新的概念和术语，概念是生物学科知识的重要组成部分，是构成生命科学体系的基本单位。例如，在人教版《全日制普通高级中学教科书——生物》后附录上有211个生物学概念，其中必修本有154个，选修本有57个。由此可见，概念教学在生物学教学中显得尤为重要。然而，传统的概念教学做法是概念的引入 概念的形成 概念的巩固和深化。这种做法在一定程度上，不能充分体现建构主义教学思想，限制了学生在概念习得上的自主建构。概念图能够将各种概念及其关系进行加工、概括，并以类似于人脑对知识存储的层级结构形式进行排列。它注重学习者知识的建构，注重学习者理解科学概念的过程，强调从事物的关系中把握和拓展概念，帮助学习者组织、建构知识，并使之概括化、网络化，使学生进行有意义的学习。因此，在教学中，应用以概念为核心创建概念图的策略显得尤为重要。传统的概念图（即手工绘制的）在教学中曾被广泛运用，但随着信息技术的发展，该方法已不再适应教学的需要。相比之下Mind Manager概念图则更具有优势。比如Mind Manager概念图修改方便、界面漂亮等，它还可以直接打印或用于网上学习交流等。
3. Mind Manager概念图在教学中的应用
概念图在教学中有多种用途。本文结合生物课程的学科特点，从概念图作为教的工具、学的工具和评价的工具三个方面，探讨它在实际教学中的应用。
3.1 在教学中构建知识结构，辅助学生掌握知识。
Mind Manager概念图以直观形象的方式表达知识结构，有效呈现思考的过程及知识的关联，引导学生进行意义建构。由于该软件能模拟人脑的思维模式因而非常接近人的自然思维过程，运用Mind Manager概念图进行教学不仅减轻教师的教学负担，也帮助学生完成知识的建构。如人教版生物必修1中“新陈代谢与ATP”的教学中可以制作概念图（如图1），通过分析ATP、ADP在相互转化中的保持动态平衡，解释在这两种物质相互转化的能量来源和去路，进而启发学生从反应场所、条件、能量来源和去路这三个角度比较两个反应的区别，建立起生命活动中能量转化的知识框架，而不仅仅局限于对能量转化表达式的机械记忆。由此看来，概念图策略的运用实现了建构主义的教学思想代替传统教学思想，要求教师站在学生的角度，按照知识习得的顺序来选择教学模式，这对教师将是一种全新的体验，对于学生的学习将会起到促进和辅助作用。

图2：“新陈代谢与ATP”教学过程概念图
3.2 在学生学习中，帮助学生完成知识的网络的建构。
在生物学习过程中，许多学生往往能够理解某个概念的含义，但在面对实际问题时却不知如何运用所学知识，即理论知识不能与生活实际相联系，造成这种现象的一个重要原因是，学生头脑中的知识之间缺乏联系，缺乏系统性，不能形成有序的结构。教师可以借助Mind Manager概念图帮助学生整理笔记，将所学的知识与实际相联系，提高学生分析并解决问题的能力。例如在教师在讲完人教版必修1“人和动物体内三大营养物质的代谢”知识后，可以和学生一起建立本节内容的概念图（如图3），通过解释人体的生理现象来进一步说明三大营养物质代谢的关系，以此概念图为范式，指导学生对本节的内容进行梳理，建立起知识网络。

图3：“人和动物体内三大营养物质的代谢”概念图
3.3 在教学评价中，评价学生知识及能力。
许多学者认识到教学与评价相结合的重要性，但是传统的评价方法只能考查学习者的离散知识，概念图却可以检测出学习者的知识结构及对知识间相互关系的理解。教师引导学生利用概念图进行自评和互补，学生在绘制概念图的过程中遇到困难时，可分析评价自己知识结构的问题，学会自我修正，进行主动学习。
例如在进行人教版必修1“神经调节”一节内容的小结后，可以让学生完成概念图中部分缺失概念的填补（如图4），在学生完整这个概念图完善的过程中有利于学生发现自己对本节知识掌握情况，为后继学习奠定基础。教师也可以将此概念图作为例子，让学生在学习和检测后，自行绘制新的概念图，这样就达到了深入探究学习的目的。

图4：“神经系统”概念图
4. Mind Manager概念图与生物教学整合的意义
在建构主义学习理论视野下，Mind Manager概念图是一种教学工具，是学生建构知识的脚手架。因而，将Mind Manager概念图与生物教学进行整合具有积极意义。
4.1 将教学信息枯燥变得的生动化，帮助教师抓住教学主线。
Mind Manager概念图可以将大量的教学信息通过概念图的形式把它展现出来，把枯燥繁琐的信息变成图文并茂，色彩鲜艳，高组织性的图，便于教师把握教学思路、教学框架，抓住教学的主线展开教学。
4.2 将生物概念图示化，给学生提供脚手架。
Mind Manager概念图可以把概念中设计到的核心概念，以图形的形式摆出来，使学生受到提示，学生通过图形的提示和概念之间的联系，可以建立起完整的概念图。这个图文并茂的概念图给学生提供脚手架，将使学生实现知识的现时意义建构。
因此，Mind Manager概念图与生物教学整合可以大大提高教和学的水平。对于新课程背景下的生物学教学具有积极意义。
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