蔡铁全-《概念转变的科学教学》

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1、概念图与概念转变的科学教学浙江师范大学课程与教学研究所蔡铁权2010年12月2日概念图的定义诺瓦克和高文指出：“概念图是一种能形象表达命题网络中一系列概念含义及其关系的结构化图形，它由节点（概念）和连接节点的线段（关系标签）组成，能清楚地表达某一命题中各概念节点间的内在逻辑关系。”一、概念图的概述概念图的构成四要素节点(又称结点)连线连接词实例概念图的基本特征概念（concepts）命题（propositions）交叉连接（cross-links）层级结构（hierarchicalframe-works）概念图的制作概念图制作的

2、基本步骤实践与案例：“植物的根”的概念图（1）确定其知识领域，并列出相关概念①划出或圈出该篇文章中的主要概念植物的根每一颗种子,将它埋入泥土里，就会生根发芽。植物的根可能是直根（taproot），也可能是纤维根(fibrousroot)。直根通常直而大，人们称之为主根(primaryrot)，侧根（secondaryroots）从主根上长出来，每一个根上都有根冠(rootcap)，它可以在植物成长过程中保护根尖(roottip)，并推动根尖深入泥土。像甜菜根、胡萝卜、萝卜、芜箐等都属于直根系。纤维根由许多很细的根组成，这些根通常

3、是向四周扩散。例如，草的根和黑麦的根就是属于纤维根。根有两个主要作用：使植物固定在泥土中吸收水份和养料。在一株健康的植物中，根一直保持成长。它们在泥土中吸收水份以及像铜、铁之类的矿物质。根的这些功能通过根冠、根须(roothairs)以及称为木质部(xylem)和韧皮部(phloem)的根管或根的导管（roottubesorvessels）来实现。根就像是海绵，吸收水份和矿物质。根须有利于吸收，通过扩大表皮细胞(epidermalcells)与土壤的接触面积，可以使根更多地获得养分和水份。②列出相关概念。此例中，知识领域是“植物

4、的根”，因此将文中与“植物的根”相关的概念均列出：植物的根直根——甜菜根和胡萝卜纤维根——草和黑麦主根侧根根冠根尖根须木质部韧皮部根的导管表皮细胞（2）选定关键概念，内化排序结构在确定了与知识领域相关的概念后，接下去则要在诸多概念中选取一个关键概念（在本例中关键概念为“植物的根”），并对各概念进行排序，按概括性程度将概念从高到低排列，将最一般、包摄性最广的概念排在最上面（本例中是“植物的根”）。将概念写在卡片或是速写纸的正确位置如下：植物的根直根——甜菜根和胡萝卜纤维根——草和黑麦主根根冠根尖根须根的导管木质部韧皮部表皮细胞（3

5、）拟定概念图的纵横向关联：将概念以恰当的方式贴到一张纸上一般特征植物的根直根　　　　　　　　　　　纤维根主根　　　　　　侧根根的导管特殊特征木质部　　　　　　　韧皮部（4）建立概念间连接，绘制概念图把每一对相关的概念用连线联结，并在线上标明二者的关系。这样，同一领域及不同领域中的知识通过某一相关概念而链接起来。然后再经过修改或修饰后，各级概念及其关系清晰了，概念图就基本上做好了。本例中，植物的根可能是直根，也可能是纤维根，“植物的根”与“直根”、“纤维根”都是“可能是”的关系，箭头由植物的根分别朝向“直根”与“纤维根”，连接词为

6、“可能是”；直根通常直而大，人们称之为主根，箭头由“直根”朝向“主根”，连接词为“延伸”；侧根从主根上长出来，箭头由“主根”朝向“侧根”，连接词为“产生”；每一个根上都有根的导管，即直根、纤维根、主根、侧根都有根的导管，箭头分别由直根、纤维根、主根、侧根朝向根的导管，关系词为“有”；根的导管称为“木质部”与“韧皮部”，由此，箭头由“根的导管”分别朝向“木质部”与“韧皮部”，连接词为“称为”。最后绘制成概念图。如图所示。“植物的根”概念图概念图的制作方式：传统的手工制作方式概念图的制作方式：现代的软件制作方式软件名称研发单位最新版

7、本官方网站CmaptoolsInstituteforHumanandMachineCognition(IHMC)7.1http://cmap.ihmc.usInspiration灵感（Inspiration）软件公司8.0http://www.inspiration.com/Kidspiration灵感（Inspiration）软件公司2.1http://www.inspiration.com/MindMapperSimTechSystemsInc4.5http://www.mindmapper.comVisio微软（micro

8、soft）公司2003http://www.microsoft.com/易思—认知助手北京师范大学知识科学与工程研究所1.3http://www.vschool.net.cn/概念图制作软件一览表概念图的制作方式：CmaptoolsInspirationKids