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概念圖及其應(yīng)用 所謂“概念圖(Concept-Map)”，是一種用節(jié)點代表概念、連線表示概念間關(guān)系的圖示法。換句話說，就是指利用圖示的方法來表達人們頭腦中的概念、思想和理論等，是把人腦中隱形知識顯性化、可視化，便于思考、交流和表達，也被稱作思維地圖、思維導(dǎo)圖（Mind-Map）。也可以這樣說，人類使用的一切用來表達自己思想的圖示方法都是“概念圖”。“思維導(dǎo)圖”的稱呼直接說明這是引導(dǎo)人們思維的圖，把這種圖示方法的意義挑明了。 把概念圖作為一種教學(xué)原理、理論，而不僅僅是輔助性的經(jīng)驗、手段，主動自覺地運用到教學(xué)活動中，來幫助師生提高教學(xué)質(zhì)量，是由美國康乃爾大學(xué)教育系的諾瓦克（Josehp D．Novak）教授提出的。諾瓦克教授認為，“意義學(xué)習(xí)”是將新的概念同化到已有的認知結(jié)構(gòu)中，概念圖對學(xué)習(xí)者和教師同樣重要，可以在教學(xué)活動中幫助師生的認知活動，有助于整合新舊知識，在大腦中構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。 諾瓦克博士根據(jù)奧蘇貝爾（David P．Ausubel）的學(xué)習(xí)理論，“有意義的學(xué)習(xí)是將新的概念同化到已有的認知結(jié)構(gòu)中”，在1960年代著手研究概念圖技術(shù)，并使之成為一種教學(xué)的工具。事實上，概念圖的用途極其廣泛。它除了用作輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的工具外，還是教師和研究人員分析評價學(xué)生對知識的理解和構(gòu)建的方法，也是人們產(chǎn)生想法（頭腦風(fēng)暴），設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜的超媒體、大網(wǎng)站以及交流復(fù)雜想法的手段。 一、概念圖的理論基礎(chǔ) 概念圖的理論基礎(chǔ)是奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論。奧蘇貝爾認為新知識的學(xué)習(xí)取決于新舊知識能否達到意義的同化。換言之，知識的構(gòu)建是通過已有的概念對事物的觀察和認識開始的。學(xué)習(xí)就是建立一個概念網(wǎng)絡(luò)，不斷地向網(wǎng)絡(luò)增添新內(nèi)容。奧蘇貝爾的另一個重要觀點是有意義學(xué)習(xí)。為了使學(xué)習(xí)有意義，學(xué)習(xí)者個體必須把新知識和學(xué)過的概念聯(lián)系起來。新知識必須和學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的認知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相互作用。有意義學(xué)習(xí)與死記硬背截然不同。盡管死記硬背也能把新信息納入知識的結(jié)構(gòu)，但是，它缺乏新知識與知識結(jié)構(gòu)的相互作用。死記硬背固然對記憶事物的順序有用，可是，它無法幫助學(xué)習(xí)者理解事物之間的聯(lián)系。而有意義學(xué)習(xí)能使學(xué)習(xí)者認識概念之間的關(guān)系。不管采用哪一種教學(xué)策略，死記硬背和有意義學(xué)習(xí)都有可能發(fā)生。接受式學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)都可能導(dǎo)致有意義學(xué)習(xí)。因此，問題并不一定在信息呈現(xiàn)的方式上，而是新信息怎樣與已有知識結(jié)構(gòu)整合，這是實現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。奧蘇貝爾的第三個主要觀點是概念有不同的深度，可以非?；\統(tǒng)，也可以非常具體。而且，籠統(tǒng)的概念中包含著不太籠統(tǒng)的概念，在這些不太籠統(tǒng)的概念中又含有相當具體的概念。所以，根據(jù)概念具體的程度可以漸進地對概念進行區(qū)別。奧蘇貝爾認為，學(xué)習(xí)者應(yīng)會辨別新概念的層次。根據(jù)層次，把這些概念放入他們知識結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的位置上。 奧蘇貝爾的“先行組織者”（advance organizer）是一種廣泛使用的傳遞大量學(xué)科知識的方法。他主張用一幅“大的圖畫”，首先呈現(xiàn)最籠統(tǒng)的概念，然后逐漸展現(xiàn)細節(jié)和具體的東西。他認為，如果教師在學(xué)生開始學(xué)習(xí)課文前用這種形象化的手段呈現(xiàn)知識要點，可以幫助學(xué)生在新舊知識之間建立聯(lián)系。同時，也有利于學(xué)生按階段進行學(xué)習(xí)。 諾瓦克教授一直從事“元認知”工具用于促進有意義學(xué)習(xí)和知識創(chuàng)新的研究，概念圖是作為元認知工具提出來的基于奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論，。諾瓦克教授認為，概念圖對學(xué)習(xí)者和教師同樣重要，可以在教學(xué)活動中幫助師生的認知活動。諾瓦克教授提出，概念圖是一種表達知識的網(wǎng)絡(luò)圖形化技術(shù)，知識圖由概念網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點和連線，節(jié)點代表概念，連線代表概念之間的關(guān)系。概念圖將某個主題的概念及其關(guān)系用網(wǎng)絡(luò)裝的圖形表示，將主題的不同級別的概念置于方框或圓圈中，再用各種連線將它們連接起來。一個概念圖包括節(jié)點、連接、層次和命題四個要素。“節(jié)點”表示概念，概念指同類事物的共同屬性。“連接”表示兩個概念之間存在的相互關(guān)系。“層次”有兩個含義：一是指同一知識領(lǐng)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)，即同一知識領(lǐng)域中的概念依據(jù)其概括性水平不同來排布，概括性最強、最一般的概念處于圖的最上層，從屬的放在其下，具體的事例位于圖的最下層；二是不同知識領(lǐng)域間的結(jié)構(gòu)，即不同知識領(lǐng)域的概念圖之間可以分層超鏈接。“命題”是兩個概念通過連接形成的意義關(guān)系。 20世紀60年代初期；行為主義理論還在北美盛行，由于行為主義理論不能很好的解釋區(qū)別于低級動物的人是如何獲得知識的，奧蘇貝爾于1962年第一次提出關(guān)于人的學(xué)習(xí)的認知理論，并在第二年發(fā)表的《有意義的言語學(xué)習(xí)心理學(xué)》一書中對該理論作了精辟的論述④。奧蘇貝爾認為，人的學(xué)習(xí)應(yīng)該是意義學(xué)習(xí)，影響學(xué)習(xí)的最主要因素是學(xué)習(xí)者已掌握的知識，當學(xué)習(xí)者有意義學(xué)習(xí)的乙向，并把所要學(xué)的新知識同原有的知識聯(lián)系起來時，意義學(xué)習(xí)便發(fā)生了。奧蘇貝爾甚至在其最有影響的著作《教育心理學(xué)：一種認知觀》（1968年再版）的扉頁上寫道：“如果我不得不把教育心理學(xué)的所有內(nèi)容簡約成一條原理的話，我會說：影響學(xué)習(xí)的最重要的因素是學(xué)生已知的內(nèi)容。弄清了一點后，進行相應(yīng)的教學(xué)。” 奧蘇貝爾同時對概念的形成和同化進行了區(qū)分，認為意義學(xué)習(xí)的心理機制是同化，除了學(xué)齡前兒童，學(xué)生的學(xué)習(xí)都是通過概念同化習(xí)得新概念的。概念的上位關(guān)系、下位關(guān)系和組合關(guān)系的層級排列最終形成了學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)。 奧蘇貝爾的理論受到了社會的廣泛關(guān)注。但是，如何知道學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些知識?諾瓦克教授根據(jù)意義學(xué)習(xí)和概念同化理論開發(fā)了概念圖這樣一種新工具，并首先在研究兒童能夠理解諸如能量、細胞和進化等抽象概念的過程中進行了應(yīng)用。很快他們發(fā)現(xiàn)，該工具同樣可以用于教學(xué)設(shè)計和幫助學(xué)生進行有意義的學(xué)習(xí)，由此導(dǎo)致了對概念圖更深入的研究。 后來的研究表明，現(xiàn)代的認知主義學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論都非常好的支持概念圖教學(xué)的意義。令人驚奇的是，被譽為構(gòu)建21世紀教育新模式的信息技術(shù)和腦科學(xué)，也為概念圖的正確性和無比廣闊的應(yīng)用前景提供了大量的事實說明。 例如，現(xiàn)代腦科學(xué)發(fā)現(xiàn)，人的大腦是有大約140億個神經(jīng)元組成，每個神經(jīng)元都與其他的神經(jīng)元形成功能網(wǎng)絡(luò)。人類對大腦的認識已經(jīng)發(fā)展到泛腦網(wǎng)絡(luò)階段，泛腦網(wǎng)絡(luò)學(xué)說認為，人的大腦可從宏觀到微觀分為回路、神經(jīng)元群、神經(jīng)元及分子序列四級層次的網(wǎng)絡(luò)⑥。人的學(xué)習(xí)、記憶和思維正是通過這樣一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來進行的。概念圖的結(jié)構(gòu)特征充分地符合了這一人腦的生理機制。 二、如何構(gòu)建概念圖 制作概念圖可以使新舊知識之間、概念之間的關(guān)系清晰可見，迫使學(xué)習(xí)者將這些關(guān)系外化。從這個意義上說，概念圖幫助學(xué)生了解知識的結(jié)構(gòu)，了解知識構(gòu)建的過程。這就是幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。那么，怎樣構(gòu)建概念圖？ 根據(jù)諾瓦克博士的介紹，要確定一篇研究報告、一章內(nèi)容的主要概念，或哪怕想到某一門學(xué)科的概念，第一步是必須列出概念。有人覺得把概念寫在卡片上，便于移動，對構(gòu)成概念圖很有幫助。 第二步是把含義最廣、最有包容性的概念放在圖的頂端?？墒?，有時要確定含義最廣、最有包容性的概念比較困難。這時，可以注意一下概念的背景，或了解概念出現(xiàn)的順序也會有幫助。 第三步，繼續(xù)往下寫，以增加更多具體的概念。但諾瓦克博士向教師建議，任何一個概念下面不要有三個以上連接的概念。用線條把概念連接起來，并用連接詞語注明連線。概念間的連線可以是單向、雙向或無方向的。 連接詞語應(yīng)能說明兩個概念之間的關(guān)系。這種說明語可視為一句陳述，或叫命題。連線使概念之間建立了意義。當許多相互聯(lián)系的概念捏到一起時，就看到了這方面知識的意義。 第四步，尋找概念圖不同部分概念之間交叉連線的聯(lián)結(jié)，并標明連接線。 第五步，把說明概念的具體例子寫在概念旁。 對同一組概念可以畫出許多不同形式的概念圖。所以概念圖的畫法不是一種。隨著對概念之間關(guān)系理解的變化，概念圖也會發(fā)生變化。 學(xué)生制作的概念圖舉例：
三、概念圖的應(yīng)用 概念圖是創(chuàng)作的工具。畫一幅概念圖好比經(jīng)歷一次頭腦風(fēng)暴。當一個人把自己的想法順利地寫下來時，想法會變得更加清晰，頭腦也會接受新想法。這些新的想法可能與已經(jīng)寫下來的想法有聯(lián)系，而且會引發(fā)新的念頭。 概念圖是超文本設(shè)計的工具。 由于萬維網(wǎng)已變得日益強大，是無處不在的信息傳播媒介，因此，作家必須改變線性的寫作方式，去創(chuàng)建與其它文件相聯(lián)系的超文本格式文件。超文本的設(shè)計與概念圖在結(jié)構(gòu)上相似，這就使概念圖成為超文本概念結(jié)構(gòu)設(shè)計非常合適的工具。超文本和概念圖結(jié)構(gòu)可視為一幅指導(dǎo)圖或知識圖。如果概念圖上有可點擊的區(qū)域，以超文本格式放在網(wǎng)上的概念圖就可用作網(wǎng)的導(dǎo)航工具。 概念圖是交流的工具。 一個人制作的概念圖代表了一種組織信息或思想的方法。它是可以被其他人共享的東西。一組人制作的概念圖代表了集體的思想。無論哪一種情況，概念圖可用作人們討論概念和概念之間關(guān)系的交流的工具。他們可以設(shè)法贊同一個共同的結(jié)構(gòu)，以此作為下一步行動的基礎(chǔ)。 概念圖是學(xué)習(xí)工具。 諾瓦克 研究概念圖的初衷是用來幫助學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論認為，要記住知識、并懂得意義，那么，新知識就應(yīng)當與現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)整合。概念圖的作用是促進這個過程的形成。這是因為概念圖可以把整合的過程清晰地呈現(xiàn)出來，并使學(xué)習(xí)者看到概念之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，在學(xué)習(xí)中使用概念圖的學(xué)生，在較長一段時間以后，其知識的保持超過不用概念圖學(xué)習(xí)的學(xué)生。用畫概念圖和看概念圖學(xué)習(xí)的學(xué)生，他們的知識面也比用死記硬背來學(xué)習(xí)的學(xué)生寬，更能解決問題。研究人員還發(fā)現(xiàn)，當學(xué)生試圖用圖來表示知識的理解時，他們最肯動腦筋。 概念圖是評價的工具。概念圖還可用作評價的工具。諾瓦克 博士的研究小組發(fā)現(xiàn)，通過概念圖可以了解學(xué)習(xí)者在解釋內(nèi)容時被誤解的概念。學(xué)生對概念的理解常常出現(xiàn)不完全或者有缺陷，結(jié)果造成了誤解。學(xué)生畫的概念圖表達了他們對概念正確的或錯誤的理解，有助于教師診斷被學(xué)生誤解的概念，以致影響教學(xué)效率的原因。 教師通過觀察學(xué)生設(shè)計概念圖的構(gòu)圖過程，可以了解其學(xué)習(xí)進展和內(nèi)心思維活動的情況，以便給出及時診斷，改進教學(xué)。也可以作為總結(jié)性評價的工具，它與傳統(tǒng)的試題測試相比的優(yōu)點在于概念圖為教師和學(xué)生提供的考試結(jié)果，已經(jīng)不僅僅使一個抽象的分數(shù)，而是學(xué)生頭腦中關(guān)于知識結(jié)構(gòu)的再現(xiàn)。教師和學(xué)生可以清晰地了解學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況，從而有效地幫助學(xué)生認識自我。 用概念圖來考察學(xué)生組織和理解知識的變化，強調(diào)學(xué)生知識構(gòu)建的過程時，概念圖與建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀是一致的。 四、概念圖的評價標準 諾瓦克 和 Gowin（1984）提出了概念圖分析記分的四條標準：命題 （每個有效命題記1分），層級（每個有效的級為5分），交叉連接（每個有效的、有重要意義的交叉連接記10分。雖然有效，但不反映命題或相關(guān)概念組之間的綜合則記2分），例子（概念圖有效的例子記1分）。 Cleare（1983）在研究中采用的標準與上述標準相同，只是在分數(shù)的分配上有些差別。后來Wallace 和Mintzes（1990）的研究在上述四條標準的基礎(chǔ)上又增加了一個標準——分支，并建議每個分支記1分。 Markham、Mintzes和Jones (1994)認為，分支的記分應(yīng)根據(jù)形成分支的層級來定。第一層上的分支記1分，以后每個層級上的分支記3分。 Liu（1994）認為，Schreiber等人的記分方法不僅包括了概念圖的命題和有層級的結(jié)構(gòu)，而且對概念圖組成部分的實際效度與隱含效度之比進行測量。這就便于用含有四個不同變量的數(shù)學(xué)等式來計算總分。 像諾瓦克 這樣的分析記分在評價有具體概念或比較結(jié)構(gòu)化的任務(wù)時，是有用的。但是，用它來評價開放性任務(wù)時，就很難了。而Schreiber 和 Abegg 的評分方法又太復(fù)雜，不便于中小學(xué)教師使用。所以，根據(jù)諾瓦克 和 Gowin (1984) ，以及Wallace 和 Mintzes等人確定的六個標準設(shè)計的一個評分表作為評價工具，是概括性較強的整體分析評分的方法，教師也比較容易接受。 考慮到區(qū)分度的問題，評分一般按4（最完全、有效）——0（缺失或無效）五個等級記分。六條標準及其定義是： 1. 命題：在概念之間建立起有意義的聯(lián)系； 2. 層級：最高層的概念分解成若干有效的層級，從最一般到最具體； 3.分支：從最高層的概念分解出最概括的概念或下一層概念； |
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