图示在生物教学中的运用【知识网络图在生物教学中的运用】

　　概念图和思维导图在中学教学中的应用方兴未艾，在一些教辅和论文中会发现，只要是点线图的形式新言必及概念图或思维导图，其中不乏生搬硬套和混淆概念的例子，而形式与我们以往见到的知识网络图并无大的实质区别。基于多种点线图的混用及教学理念的改变，笔者认为不妨借鉴概念图和思维导图这两个时尚概念中的新元素，重新探讨知识网络图在教学中运用。
　　 一、知识网络图灵活、包容性强
　　知识网络图是由知识点和知识关联构成的网络化知识体系，它是随着因特网和web迅速发展而提出的一种知识管理的基本方法。在这里，知识点不局限于概念，还可以是原理、规律、方法等，作为点线图形式，它还可以包括循环图、流程图等。在上世纪九十年代的时候，我国教育领域就有人提出了基于“知识网络”概念的教学方法，它是指师生在教与学过程中将所学知识构建成一个“知识网络图”，帮助学生把所学知识铸成一个有机整体，而不再是一盘散沙。
　　概念图和思维导图这两个概念在我国教育领域的应用是近几年的事，它们的提出却是在上世纪六七十代。概念图是康乃尔大学的诺瓦克（J.D.Novak）博士依据有意义学习理论提出的一种教学技术，它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念连接起来，连线上标明两个概念之间的意义关系，概念图是用来组织和表征知识的工具。思维导图是英国学者东尼・博赞（TonyBuzan）在研究大脑的力量和潜能过程中发明的用图画、代号和连线来表达人的思维过程的一种思维工具，也叫心智图。
　　从概念内涵上看，概念图和思维导图更为具体，因此在应用范围和绘制要求上更为明确规范。绘制概念图时，要将概念置于圆圈或方框之中，同个层次的概念要放在同个水平上；用连线连接相关概念时，连线上标明两个概念之间的意义关系，同层或向上的概念连接要加箭头，向下的不用加箭头。这些规范是概念图有效使用的保证，但按照这些要求，我们会发现许多概念图是不规范的，包括教材在内。思维导图的绘制就像一棵茁壮生长的大树，树杈从主干生出，向四面八方发散。它要有中心主题，要用尽可能多的颜色来表示思维的发散，用线的粗细来体现层次感等，用些小插图来强调关键词等，是思维发展的直观体现。这两种图从概念和绘图规范来看，要有专门的课时数对学生进行系统地由浅入深地训练。
　　相比之下，知识网络图有更广阔的外延，是一个不断演进的概念，有其灵活性和包容性。所以在绘制知识网络图时，对于概念图和思维导图这两个舶来品中的新元素，我们不妨采用拿来主义。在绘制网络图时，可以象画概念图那样，在知识点间的连线上加上连接词，指明它们间的逻辑关系；也可以象思维导图一样，不仅限于寻找两个知识点间的联系，而是随着思维的深入使网络图生成发展；还可以像思维导图绘制时，运用图像、颜色等直观手段，有利于记忆，有利于发挥学生的思维创造性。
　　 二、构建知识网络图的注意事项
　　高中生物学习内容的特点是知识点零碎、涉及面广、线索繁多，知识网络图的构建能有助于学生扎实地掌握各个知识点，弄清楚知识点间的内在联系，可以使学生更深刻理解知识内涵和外延。
　　下面是两组知识网络图的图例，图例一（包括图1、图2和图3）是笔者对分子与细胞模块第二章知识的整理，图例二（图4）是高三复习遗传规律时，对遗传实验设计的原理进行系统的分析。笔者结合这两张知识网络图，谈谈知识网络图构建的注意事项和在实际教学中运用的体会。
　　1．明确目标，控制范围
　　对知识网络图来讲，每个知识点都是多向性的，可以衍生出许多其它的知识点，如图2――蛋白质的组成，若考虑分泌蛋白的合成和分泌过程，则与细胞器产生联系，由细胞器又可以再联系到其它知识点，那么这张网络图就会被无限地扩大。所以，绘制知识网络图要明确绘制的目标，比如图1的目标是绘制组成细胞的分子，就不用再衍生到细胞的结构；图2的目标是说明自交和测交结果在解题中的应用，就不用再衍生到基因的本质和表达等。
　　2．整体布局，关系明晰
　　在绘图的时候，要依据知识点间的层级关系、从属关系或并列关系等，有序地对知识网络图进行整体布局，减少网络图中连接线的交叉，关系明晰，有利于使用者按整体到局部再到知识点的顺序快速、准确地提取有关知识。如图1中，从元素到细胞组成的层级关系由上至下展开，化合物类型的从属关系则由左到右展开；图2基因的分离定律和自由组合定律的并列展开。对于一些需要详解的知识点可另外画附图说明，如图1中核酸和蛋白质结构复杂，另画图2、图3说明。
　　3．有效注解，确定方向
　　在知识网络图中，连接线使知识点间建立了意义，如图2，氨基酸和多肽是两种化合物，通过连接线，体现了一个重要的生理过程――脱水缩合，在连线上标明脱水缩合是这张网络图上体现的一个重要的知识。但并不是所有连接线都要注解，比如从属关系、层级关系从网络图的布局就能看出，如果都注解的话，反而不突出重点了。其次连接线上的注解往往有方向性，如前面所述的脱水缩合，是氨基酸合成多肽的过程，因此连接线指向多肽，在这里箭头的方向性是一个有效的信息。
　　4．突出重点，图文并茂
　　在知识网络中往往重点知识或中心知识，对这些内容通过放大字体或加粗，可以引起注意，如图1中的化合物和图4中几个实验目的，有利于对网络图的整体把握和对知识的提取；另外，在对知识点表述中要做到言简意赅，突出关键词。对知识点的叙述不仅限于文字，也可以将数学图解、表格和模式图纳入网络图，这些图式用直观、简洁的图形包容了大量的信息。如图1中用集合图的形式来说明最基本元素、基本元素和主要元素的关系，图3中用分子结构简图表示核苷酸的分子组成。
　　 三、知识网络图在教学中应用的体会
　　1．学生自主建构的知识网络图是最有效的
　　建构主义学习理论认为学习是学生主动建构知识的过程，是对原有认知结构的补充和改变，而知识网络图能清晰地呈现知识点的整合过程和知识点之间的相互关系。当学生在自主完成一幅知识网络图时，也是学生了解知识结构，建立知识体系的过程。若是教师呈现给学生的知识网络图，从学生的认知角度看，只是作为一个知识点纳入到学生的认知结构中，这与学生自主建构的知识框架有本质的不同。所以就知识网络图这种学习方法来讲，教师的任务不是提供网络图让学生去记背，而是要帮助学生形成构建知识网络的良好习惯，让学生通过自己的理解和加工构建出一个个可以运用的知识网络。但在教学中，教师擅于呈现知识网络图，还是可以给学生很好的示范作用。
　　2．不同网络图构建的思维方式各有侧重
　　不同的网络图构建的思维方式各有侧重，如图例一侧重思维的归纳，图例二侧重思维的推理。用网络图来解决问题时，问题与网络图构建的思维方式的相关程度越高则对解决问题越有效。如图4体现思维的推理过程，用来解决遗传方法运用的原因或条件时它就很管用。举个例子，图4中可以看出由AaBb的测交结果是1：1：1：1，推导出两对性状的遗传遵循自由组合定律。那么aaBb×Aabb的结果也是1：1：1：1，能推导出两对性状的遗传遵循自由组合定律吗？由图中可看出不行，因为AaBb的测交结果1：1：1：1，是推出基因自由组合定律的实质――AaBb可以产生的四种配子比1：1：1：1，进而推出两对性状的遗传遵循自由组合定律。但如果问题是证明基因的分离定律有哪些方法时，这张网络图对学生的效果就不如列点归纳了。
　　3．知识网络图是对学生知识掌握情况和思维品质检测的有效手段
　　知识网络图作为知识联系或发生的呈现形式，是一种有效的知识表示工具。同样的知识内容，不同的人会有不同的理解，即使同一个人，如果从不同角度分析也会得出不同的网络结构。在学完《遗传信息的携带者――核酸》后，笔者要求学生将所学知识用网络图形式画出来，结果每个学生画的网络图都不一样。学生自绘的网络图从知识完整性、图的结构布局和层次关系上可以看出他们在知识掌握情况和思维品质上的差异，这是以往试卷中其它题型所不能达到的，值得尝试推广。
　　由于知识网络图的灵活包容，有着更为广泛的应用空间；它的建构过程是对学习者认知过程的系统整理，与现代课程理念相符。对知识网络图的有效开发，还有待教师在教学中系统深入地实践运用。
　　（责任编辑：陈 欣）