信息化背景下概念图教学的策略研究.doc

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一、课题提出的背景和研究意义（一）课题提出背景随着新一轮基础教育课程改革和教育信息化的不断推进，以信息化环境下的整合教学为代表的新型教学形式，已遍及国内外中小学各个学科，正日益成为当前教育教学改革的新视点，引起课改专家与广大教师的高度关注。这一教学形式不仅有利于丰富课堂的呈现形式，交互过程，拓展资源的开放度与多样性，提升学生的参与度,而且有利于改进教与学的行为方式，增强师生信息素养，提高教与学的效果，从而能有效弥补传统教学存在的某些不足。 但如何跨越新课程理念、技术以及策略的高门槛，并在新课程教学实践中，不断开拓创新，实现有效整合与高效实施，真正惠及各学科的教育教学，促进信息化背景下师生的同步发展，在新课程理念、技术应用以及资源建设等方面，还面临许多实际困难，以至在许多学校和地区，新课程教学还存在曲高和寡的现象，有的仅仅是“样板工程”，并未真正得到有效的推广与普及。许多从事一线教学的教师多有这样的感受，即整合教学虽然理念先进，功能强大，但要真正驾驭好，实施好并不轻松。通常是既要像学者一样不断地学习现代化教育技术理论，又要像专家一样不停地钻研各类信息技术，否则难以取得良好的课改效果，但同时还要应对繁忙的教育教学，因而大多感到力不从心，即便能带来实效，也不愿多试。上述情况表明：目前信息技术与新课程教学仍然缺乏一种简易化、高效率的实践模式。教师教得累，学生学得苦的状况仍然较为普遍，教师与学生并未能在信息技术与新课程教学实践中得到应 本课题系台州市2009年教科规划立项课题（电教类） 课题组负责人：齐扬浪 执笔人：周金芬 课题组成员：陈晓君 李美燕 王锐 干国华上述情况表明：目前信息技术与新课程教学仍然缺乏一种简易化、高效率的实践模式。教师教得累，学生学得苦的状况仍然较为普遍，教师与学生并未能在信息技术与新课程教学实践中得到应有的解放。原因是多方面的，但不可否认新课程教学先进的理念与一线教学实际的落差太大是一个重要因素。教师毕竟不是理论家，也不可能个个都成为信息技术专家，他们的时间和精力是有限的，在面对新课程教学现实问题时，更需要的是能够直接指导他们进行新课程教学的易操作的工具化平台，这种易操作的工具化平台应该是衔接新课程教学先进理论与一线教学实践的专家平台，同时也应该是能够引领普通教师轻松跨越技术理念以及策略“高门槛”的大众平台。若能为广大教师打造这样的平台，无疑能极大地解放教师的劳动，提升教学的效率与效果，从而促进教学实践的深入与推广。概念图是上世纪60年代美国康奈儿大学诺瓦克（Joseph DNovak）教授等人，根据奥苏贝尔（David PAusubel）学习理论提出的一种教学工具和思维工具。在西方国家，概念图是中小学教学中运用非常普遍，有着很好的教学效果。目前随着建构主义、认知主义学习理论的发展，尤其是以Inspiration为代表的，一批功能强大的概念图绘制软件的普及与推广，概念图的时代特征更为明显，在教育教学领域的运用更加广泛，它不仅可以用来评价学习，建构知识，进行头脑风暴，合作交流，促进意义学习，还可以用来进行课程开发、教学设计及整合教学实践等。概念图的时代特征更为明显，作为指导师生整合教学的实用性工具化平台的价值日益显现，推广概念图已成为许多国家的教育改革策略之一。本课题希望通过对概念图理论及其应用软件的关注与研究，为教师化解新课程整合教学中面临的各种困惑，寻找到一些可供推广或借鉴的实用性研究成果。（二）课题研究的意义和价值通过文献数据库的统计查询，国内外关于概念图的研究与实践大多局限于概念图对传统教学功能与意义的影响，或侧重于量的对比研究，或侧重于理论方法的辨析研究，缺少概念图对整合教学这一新型教学形式的实施过程与实践模式的系统探讨，因而加强概念图对整合教学实践的研究显得很有现实意义。概念图既可以手工制作，也可以利用电脑软件进行绘制，Inspiration就是一款优秀的概念图制作软件，由于Inspiration软件使用技术上的零障碍，以及较好的网络功能，教师在制作好结构化、图式化教学设计的同时，还能轻松完成基于概念图的多媒体课件和基于网络环境的整合课件，可谓一举多得。同时随着Blog、Moodle等网络平台的推广与普及，以概念图为支架的跨平台整合教学开始呈现出许多新的活力与亮点，很值得深入探索与实践。本课题组希望通过信息技术环境下基于概念图教学的策略研究，初步达成以下愿景：第一，丰富概念图理论的研究与实践，提升概念图在信息化背景下的时代价值；第二，丰富新课程整合教学理论。通过概念图及其绘制软件Inspiration在整合教学中运用，为信息化环境下的学科教学提供新方法，新手段与新思维，丰富新课程整合教学理论。第三，以概念图为专家平台，并与其他信息化平台相结合，构建简易化高效率的新课程整合教学范式，促进新课程整合教学的普及与推广；快速提高教师信息化背景下的整合教学能力，提升新课程整合教学的效率与效果，优化新课程整合教学实践，促进教与学的协调发展。这些既是本课题的初衷，也是本课题研究的价值所在。(三)概念的界定概念图是一种用节点代表概念、连线表示概念间相互关系的图示方法，是上世纪60年代美国康奈儿大学诺瓦克（Joseph DNovak）教授等人，根据奥苏贝尔（David PAusubel）学习理论提出的一种教学工具和思维工具。概念图教学是指将概念图应用软件作为一种工具、媒介、方法与策略，融入到各学科课程的体系中，成为各学科教与学的有机组成部分，从而使各个教学要素、各种教学资源和教学环节，经过整理、组合，相互融和，达到整体优化，以高效达成课程目标的教学形式。信息化背景下的概念图教学是指以概念图基础理论为指导，以概念图应用软件为基础性整合平台，并可实现与Blog、Moodle等信息化专家平台多元整合的教学形式。（四）课题研究目标通过这一课题的研究，将概念图这一体现当代教育教学研究成果的科学理论和先进思想，以及承载这一思想与理论的信息化的教育教学方法、手段、资源和策略，融入到学校的新课程整合教学实践中去，为广大一线教师驾驭信息技术与课程整合，搭建一条快捷通道和实践平台，提升整合教学的效率与品质，促进新课标背景下整合教学的普及、推广与优化，同步实现信息化背景下教师的专业发展。（五）研究步骤第一阶段：课题论证、申报、培训与开题，时间：2008年8月2008年12月，完善课题方案、实施步骤，及研究方法；全面启动课题研究，完成相关课题参考资料的收集与整理，初步建成基于Moodle平台的概念图网络培训课程，通过报告、示范、竞赛与网络研习等途径，结合自我反思、同伴互助与专家引领等行动研究，分批完成对全体教师的概念图理论与Inspiration软件应用培训与考核。第二阶段：课题中期汇报和深入研究，时间：2008年12月2009年7月，积极开展各年级、各学科基于概念图的教学实践，定期组织展示、观摩与研讨，在此基础上初步推出基于概念图的教学资源网网站，展示基于概念图的教学实践策略和应用范式的公开课、研究论文和课件等成果，递交中期汇报。第三阶段：提高完善及课题结题，时间：2009年8月2009年11月， 在中期汇报的基础上，对取得的研究成果进行进一步优化、提炼、充实和完善，推出高质量的基于概念图的教学资源网网站与基于Moodle平台的概念图培训网站，展示基于概念图的教学实践策略和应用方式的高质量公开课、研究论文与课件等成果，做好结题汇报，迎接专家审核评估。二、国内外概念图研究现状（一）国外研究现状 国外从20世纪60年代提出概念图到现在，相关的研究己经比较丰富和成熟。如美国的科学教育研究)杂志(Journal of Research in Science Teaching)在1990年第四季度专门出版了一期“概念图面面观”(Perspectives on conceptmapping)。在西方国家，概念图是中小学教学中很常用的一个方法，有着很好的教学效果。随着建构主义理论的发展和网络学习的普及，概念图的时代特征更为明显，推广概念图已成为许多国家的教育改革策略之一。国外对概念图的研究发展可以概括为以下几个特征： 1、功能上的扩展，从评价工具到教学技能、教学策略。 概念图最初的目的是为了测定学习者已有的知识，所以它是一种评价的工具。后来，人们发现作为工具的概念图，在教学上的意义远不止是评价原有知识和错误概念，它同时也是学习的工具、创造的工具、合作的工具、超媒体设计的工具、课程和教学设计的工具。由于它蕴涵着丰富的教学功能，因而逐渐成为一种教学的技能和策略。 2、范围上的扩展，从中观概念图到微观概念图、宏观概念图 概念图的制作总是要选取一段包含诸多概念的知识内容，为便于教学，所选的知识点包含的概念数目一般不是很大，于是把这样的概念图称为中观概念图。但随着概念图功能的扩展，如在课程设计中，一个概念图所包含的概念数可以上百个，甚至更多，这样的概念图称为宏观概念图(macro concept maps)。在宏观概念图中，选取某个概念再次利用概念图进行更详细的表征和说明，这样的概念图称之为微观概念图(micro concept maps)。随着电脑技术的发展，不但概念图的制作变得极为方便，而且还可为概念和命题提供超级链接，所以在电脑网络上，微观概念图一般存在于超级链接的文本中。 3、领域上的扩展，从科学学科到其他学科、社会应用 最初概念图只应用于研究儿童科学知识的掌握，但很快，概念图的研究范围便超出了科学的范围而扩展到各个学科，甚至被社会上的方方面面所研究利用。如新产品的设计、市场的开发、管理问题的解决等等，只要一个复杂的问题需要被明确的表达或解决，概念图便能显示出它在这方面的特殊功能。在许多国家、利用互联网的技术优势，还可以在网上实行概念图的师生交互学习和同伴合作学习，一般由网络管理者(教师)提供知识内容和有关背景知识，要求各个网络终端(学生)制作概念图并递交，制作过程中可以通过BBS进行网上讨论和即时评论，以此促进学习者学会学习。 如果说概念图使知识由一维线性表征形式转变为二维平面表征形式的活，那么有了电脑网络技术的概念图已经把知识延伸为三维的立体网络空间，这不能不说是知识呈现的一次革命。 4、技术上的扩展，从手工制作到电脑软件进行编制。 利用电脑软件制作概念图有许多优点，如修改方便，界面漂亮，可以直接打印，可以网上学习交流等。市场上可以编制概念图的软件至今多达十几种，如map2 .0、Inspiration、Activity Map、Mind Manager、Mindman、Axon IdeaProcessors.0、CoCo Systems Decision Explorer等。 另外，据朱学庆向美国教育资源信息中心(ER工C Educational ResourcesInformation Center)的查询结果，从1984到2002年，以概念图作为研究对象的文献多达664篇，呈逐年增多趋势。2000年，诺瓦克在互联网上发表文章认为：9学校的教学变革总是太慢，概念图在接下来的一、二十年中，才会有实质性的进展。除非教育部门下决心把概念图作为教学和评价的内容要求教师和学生，否则只能寄希望于未来。看来，对概念图的认识、研究和应用还任重道远。（二）国内研究现状 在国内的教育领域概念图研究不多见，较少有介绍概念图的文章。以概念图为关键词，在“Google”上进行搜索和查询相关网页，发现跟概念图有关的文章多达一万多项。但在这一万多项内容中，与教育教学有关的不过几十项。在国内，有关概念图的研究散见于各种期刊和杂志。赵国庆等人对思维导图、概念进行了深入的辨析，并对概念图与思维导图进行了区分，并在高校学生选修课的应用中进行了调查研究。齐伟详尽了介绍了绘制概念图的工具、方法和步骤，并提出教学中的价值：分析和展示教学内容；改革笔记形式，分析知识结构；头脑风暴的工具。韩振国把概念图应用于复习课给出实例；中小学一线教师在物理、化学、英语等课堂教学中给出自己应用概念图的方法和体会。综合分析国内有关概念图教学研究，重教学应用的理论研究；实践应用研究不足，总结和归纳还不够，很难为教师的实际教学应用给予有价值的导向。总之呈现如下不足： (1)缺乏较系统的理论综述，尽管都有理论介绍，但大部分都从某一角度出发简介某一学习理论，缺少综合的论述和综合的概念图自身的理论体系。(2)概念图在学科教学应用的研究方面显得数量较少、也不深入，尽管物理、生物等学科教学的研究相对稍多一些，但化学学科教学的少，从学科教学的各方面系统化研究的更少。(3)缺乏针对性和实效性，大都只是泛泛而谈，在学科教学中结合专业特点具体“怎样做”的研究少。三、概念图的理论基础（一）认知主义学习理论 1、早期认知学习理论 认知理论早期主要有格式塔心理学的学习“顿悟说”和托尔曼的“认知目的说”，格式塔心理学认为，“我们的思维是一种整体的、有意义的知觉，而不是各种映象的整合”，强调“所看到的情境是一个有意义的整体”。托尔曼则强调“行为的目的性和整体性”。概念图中强调概念间相互的联系，而不是孤立的单个概念理解，也可以说有他们的这种整体观的痕迹。 2、皮亚杰(Jean Piaget)图式学习理论该理论认为，知识既不是客观的东西，也不是主观的东西，而是个体在与环境交互作用的过程中逐渐建构的结果。个体的认知图式是通过同化和顺应而不断发展，以适应新的环境。一般而言，个体每当遇到新的刺激，总是试图用原有图式去同化，若或成功，便得到暂时的平衡，如果用原有图式无法同化环境刺激，个体便会作出顺应，即调节原有图式或重建新图式，直至达到认识上的新的平衡。学习是一种能动建构的过程，在皮亚杰看来，学习并不是个体获得越来越多外部信息的过程，而是学到越来越多有关他们认识事物的程序，即建构了新的认识图式。学习是基于学习者的经验进行意义建构的过程。而概念图的制作从某种角度来说就是一种图式的建构，以原有的概念或命题逐步吸纳、扩展新的概念或命题以连成知识网络，这和图式理论是相吻合的。 3、布鲁纳(Jerome Seymour Brune)认知结构学习理论 布鲁纳认为，学习包括三个几乎同时发生的过程：(1)习得新信息。这种新信息常常是与一个人己有信息相背的或是己有信息的一种替代或是已有信息的提炼。(2)转换。人们可以通过外推、内插或变换等方法，把知识整理成另一种形式，以便超越所给予的信息。(3)评价。检查我们处理信息的方式是否正确。学习的实质是一个人把同类事物联系起来，并把它们组成赋予一定意义的结构。学习是认知结构的组织和再组织的过程。知识的学习就是在学生头脑中形成各学科的知识结构。这种知识结构是由学科中的基本概念、基本思想和基本原理组成的，这也是概念图所强调的概念或主题的结构化和网络化。此外，布鲁纳还提出了动作表征、映象表征、符号表征三种认知表征系统，应用于教学中就是要把知识转化成最容易接受的形式教给学生，在这一点上，概念图既有映象表征也有符号表征，学生更易接受。 4、奥苏贝尔有意义学习理论 奥苏贝尔(David P. Ausubel)于1962年第一次提出关于人的学习的认知理论，并在第二年发表的有意义的言语学习心理学一书中对该理论作了精辟的论述。奥苏贝尔认为，人的学习应该是意义学习，影响学习的最主要因素是学习者己掌握的知识，当学习者有意义学习的倾向，并把所要学的新知识同原有的知识联系起来时，意义学习便发生了。有意义学习是指通过理解学习材料的意义联系而掌握学习内容的学习。有意义学习的实质是，文字或符号代表的新观念与学生头脑中的相应观念建立非人为的、实质性的联系。这里的非人为的联系是指所学的观念能与学生头脑中己有观念的联系；这里的实质性联系，是指把握新观念的实质，其表现是学生能用不同的但等值言语表达同一个观念，而非逐字逐句的回忆。所以，影响课堂教学中意义学习的最重要因素是学生的认知结构。也即学生现有知识的数量、清晰度和组织方式，它是由学生眼下能回想出的事实、概念、命题、理论等构成的。这也就要求一要注意学生认知结构中能与新教材建立联系的有关概念是否可利用，如果能利用这些概念，就为学习和记忆新教材提供必要的固定点。二是这些概念与要学习的新概念之间区别的程度如何。三是认知结构中起固定点作用的概念是否稳定、清晰。而这些正是作概念图要思考的内容和要达到的目标。奥苏贝尔还认为，知识是按层次结构组织起来的。概念有不同的深度，非常笼统的概念包含着不太笼统的概念，而不太笼统的概念中又包含非常具体的概念。于是，概念图是具有层次结构的，最高级的概念处在顶端，人们可以用适合的关联词来说明不同层次的概念之间的关系，并确定不同分支之间的横向联系，这体现了认知结构的渐进分化和融会贯通的特征。由于概念图的提出和发展正是基于上述的奥苏贝尔有意义学习理论，因此，奥苏贝尔有意义学习理论既是概念图的来源，更是其理论及发展应用的强有力支撑点。 后来，概念图的初始研究者Jose d. Novak (2000， IT)还提出，意义学习需要三个条件：第一，将要学习的材料必须是概念清晰且以语言及学习者先前知识有关的例子呈现的，概念图有助于满足这一条件。它可以在教学之前识别出众多具体概念中较大的慨括性概念，并帮助学习者把学习任务排序，那么，随着越来越多的知识被纳入不断完善的概念框架中，知识也就变得越来越清晰。第二，学习者必须拥有相关的先前知识。要想在学习以后的学科中呈现详细具体的知识的话，必须精细清晰地建构概念框架。第三，学习者必须选择有意义地学习。直接控制这一条件的教师或指导人员，应激发学生要努力把新的意义并入已有知识中，而不要简单地记忆概念定义或命题陈述或计算步骤，由此让学生来选择意义学习，以此鼓励概念图的应用。 5、信息加工学习理论和现代脑科学 信息加工学习理论认为，为了尽可能使学生在短时间内学习较多知识，我们必须把知识组织成有意义的块状，减少机械学习”。所谓组块就是在记忆中把许多小单位组合成较大单位的信息加工过程。心理学家们认为，尽管我们记忆同时出现的一系列信息的能力是有限的，但如果把一些信息组织成块，不仅可以大大提高并保持记忆，而且可以增加信息摄取量且组块中所包括的信息量可以是很不同的，信息编码不仅有助于学生的理解，而且也有助于信息的储存和提取，教师可以帮助学生使用各种策略来编码。概念图从某种意义上说，也是信息的加工组块。 现代脑科学研究表明，人类记忆不是一个有待填充的“容器”，而是一个由相互关联的记忆系统构成的复杂装置，人的大脑是有大约140亿个神经元组成，每个神经元都与其他的神经元形成功能网络，人类对大脑的认识己经发展到泛脑网络阶段。泛脑网络学说认为，人的大脑可从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元及分子序列四级层次的网络，人的学习、记忆和思维正是通过这样一个网络系统来进行的。概念图的结构特征充分地符合了这一人脑的生理机制，概念图之所以能强有力地促进学习是因为它可以作为一种模板，去帮助组织知识并使之结构化，哪怕是碎小的、肢离的知识，有了这块模板，就可以用小的彼此相关的概念及命题的框架单元把这些知识组织成结构。（二）建构主义学习理论 建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景中，借助学习获取知识的过程及其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得，获得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识的意义的能力。具体有如下几点： 第一、学习是学生自己建构知识的过程，学习不是简单被动地接收信息，而是主动地建构知识的意义，这种建构是无法由他人来代替的。 第二、学习是根据自己的经验背景，对外部信息进行主动地选择、加工和处理，从而获得意义，外部信息本身没有什么意义，意义是学习者通过新旧知识经验的反复的、双向的相互作用过程而建构成的。 第三、学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对信息重新认识和编码，建构自己的理解。学生原有的知识经验，会由于新知识经验的进入而发生调整和改变。 第四、同化和顺应，是学习者认知结构发生变化的两种途经或方式，同化是认知结构的量变，而顺应则是认知结构的质变。学习包含了新旧知识经验的冲突及认知结构的重组。 作概念图的过程也就是学生主动建构知识的过程，学生阅读学习内容并在自己原有的知识经验基础上回忆、联想，列出主要概念并思考其相互联系，对他们进行标注和实例说明以形成可视化的网络结构图，这就是实质上的有意义学习的建构。由此可见，建构主义学习理论也是概念图的有力支持者。四、师生应用概念图的技能养成（一）、概念图的基本要素 概念(concepts)、命题(propositions)、交叉连接(cross-links)和层级结构(hierarchical frameworks)是概念图的四个基本要素。概念是感知到的事物的规则属性，通常用专有名词或符号进行标记：命题是对事物现象、结构和规则的陈述，在概念图中，命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义关系；交叉连接表示不同知识领域概念之间的相互关系；层级结构是概念的展现方式，有两个含义：一是指同一层面中的层级结构，即同一知识领域中的概念依据其概括性水平不同而分层排布，概括性最强、最一般的概念处于图的最上层，从属的放在其下，而具体的事例列于图的最下层；二是不同层面的层级结构，即不同知识领域的概念图可就某一概念实现超链接提供相关的文献资料和背景知识。 概念图的图表结构包括节点(又称结点)、连线和连接词三个部分。节点就是置于圆圈或方框中的概念。连线表示两个概念之间的意义联系，连接可以没有方向，也可以单向或双向。位于上层的概念通常可以引出好几个知识分支，不同知识领域或分支间概念的连线就是交叉连接(又称横向联系)，交叉连接常常形成方向性意义，也是产生创造性思维的关键之处。连接词是置于连线上的两个概念之间形成命题的联系词。如“是”、“包括，、“表示”等。（二）、概念图的基本模型 应用模型： (见下页图一)首先，概念按照一般性程度从大到小的顺序排列，最为一般性的概念写在最顶端，向下依次为次一般性、较为具体的概念，这样排列就形成一种概念等级。其次，概念之间用线和词语连接起来，这些连接词可以看作概念之间的联系，连接线还刻画这同一等级的概念之间，即概念之间既有纵向联系，又有横向联系。概念图的表征形式大致可分为：放射状(树状)、层次、框图。（三）、概念图的基本分类 分类的标准要求不同，可以有多种分类。 1、按给出的条件可分为： 限定型概念图。教师先给出一定数目且随机排列的概念、术语。要求学生必须使用这些概念来画概念图。 引导型概念图。给出一定数目的概念、术语或符号之后，要求学生从中选择一部分来构图，例如，要求学生构建一个关于原子结构方面的概念图，给出15个概念或符号，要求学生从中选出10个来绘制概念图。 创造型概念图。教师给出一个核心概念，要求学生围绕这一概念，联想有关知识、概念，创造性构图。 2、按内容可分为 点概念图。概念图的内容是某一知识点的概念图。如氧化还原反应中的多组概念，氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、被氧化、被还原、氧化反应、还原反应、氧化产物、还原产物等就可作一点概念图，整个概念图就是氧还原反应这一知识点。 节概念图。概念图的内容是某一知识节的概念图。教材中一节知识学习完后，可把这一节的关键词及相互关系找出来形成一节概念图，如第二章第一节钠，其结构、性质、存在、用途、制法及相互关系、实例也可制作成网络图。 章概念图。即一教学章的内容组织成由概念和命题及相互关系与实例等组成的知识网络图。现行教材每章后的小结可看作未完成的概念图，在此基础上用自己的语言、思维进行补充、调整和完善使成为自己的东西，再加上联结词和实例，就是章概念图。 (4)主题概念图。概念图的内容是围绕某一主题来构建的概念图。（四）、制作概念图的基本步骤和方法 由于学生的年龄层次以及学习活动的内容与目的不同，概念图应用的步骤也可以有所不同，但总的说来应有一些关键要素： 1、向学生介绍有关概念的内涵及概念图的意义 老师可以运用如下定义、举例、演示等多种方法，讲清楚概念图中各个概念之间的内在联系，循序渐进地使学生认清概念的性质和作用，将表示概念的词与联结词及其作用加以区分。让学生了解概念图的意义。 2、选取制作人熟悉的某一知识领域 概念图的结构跟其所要运用的情境关系很大，最好找出课文中的某一段、某个实验活动、或想理解的某一问题，来以此创设一种情境，以便确定概念图的层级结构，同时也有利于选出一定范围的知识做出第一个概念图。如高一新生可在刚入学时选取学生熟悉的初中内容作书概念图，也可配合即将讲授的第一章内容作关于化学反应类型的初中部分知识的点概念图。 3、确定关键概念并排序 开始训练时，要求学生把材料中的概念尽量选出来，在学生基本掌握选取概念的技能后，则要求把材料中的关键概念选取出来。在选定的知识领域中挑出关键概念以及与之相关的其他概念，并把这些概念从一般到具体，概括性由大到小排序，识别并标记或包含、或并列、或对立、或融合等关系。 4、绘制、修改概念图 以图解的形式把概念之间的相互关系具体形象地表现出来，把概括性最广、最一般的概念放在顶层，依次向下，概括性较低的位于较低层次，最具体的概念位于最底层。不同层级的概念可用不同的颜色或不同形状的框表示，把每一对相关的概念用连线连接，并在线上标明二者的关系，使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，使各级概念及其关系清晰，概念图就基本做好了。注意要让学生认识到概念图必须经过修改，有时需反复修改，一般来讲，要改三遍或多遍，用计算机就方便些。通过修改概念图，可能还会对各个概念及其关系产生进一步的认识和理解。 5、讲解、评价并反思与完善概念图绘制概念图不是概念图教学的终结，还需要讲解和评价，将图中的概念及其关系讲清楚并给予一定的评分，让学生获得正确完整的知识，明白自己的不足和差距。另外，对己建好的概念图要在整体上予以反思，并随着进一步的学习，要随时重新思考所绘制的概念图，不断修正、充实和发展自己的知识结构，以使概念图真正成为促进意义建构活动的有力工具。（五）、概念图的基本评价 概念图评分可以有三种不同的角度，在应用时的评价如下： 1、概念图的成分评分：即评价其中的命题(数量、准确性或横向联系)、层次水平数以及实例。Novak&Gowin提出了一个较为综合的、针对成分的评分系统(见下表)2、参照标准的概念图来评分：对比学生的和专家的概念图，看它们之间的一致性如何。这种方法首先要确定一个反映理想的知识结构的概念图，研究者一般用学科专家、教师或优等生的概念图作为标准，而后对比学生的概念图与标准的概念图。这种比较可以有不同的方法，Lomask等用综合名词数量和连线强度来衡量，看学生提及的有多大比例，具体如下：3、综合前两种评分方法：既评估概念图中的成分，又参照标准的概念图。White &Gunston提出了一种方法：通过计算被连在一起的“概念对”的数量来评估概念图，这种连线可以是层次性的、横向的或多方向的，根据学生的概念图中与标准概念图中相同的“概念对”的数量来给概念图评分，如果某条连线很有见地，可以多加分，如果连线是无关的，就要倒扣分。具体适用什么方法视情况而定。五、信息技术支持下的概念图制作计算机已经在许多方面取代了“纸笔”，在制作概念图上，计算机也以它的操作快捷、图象形式多样和容量大的特点显示了比“纸笔”工具的优势。除了一般的图形工具软件可以用来编制概念图外，还涌现出了一些专门的软件，如inspiration、mindmanager、mindmapper、personalbrain、brainstorm等，这些软件互有优缺点，在实际应用中可以根据需要进行选择。图2是利用不同软件制作的概念图，从中可以比较出它们的表达方式的特色。这些软件都非常容易掌握，因此不仅是教师可以使用，学生也可以使用，为学生学习又提供了新的工具。用inspiration制作的概念图用mindmanager制作的概念图用mindmapper制作的概念图点击“语言修辞智能”后该内容现实为中心主题，变成如下图所示：用personalbrain制作的概念图图2几种不同软件作品比较对于软件工具则每个人根据自己的不同需要进行选择，在这里，我根据自己的使用习惯向大家介绍inspiration和mindmanager两个工具软件。前者由于灵活多样，操作简单，适用于构造大多数的概念图，并且能够和其他文件进行超文本链接，该软件还可以将概念图转变为大纲形式或者导出为图片、网页文件，能够从外部引入图片；mindmanager是从中心主题辐射展开的概念图软件，它比较适合于围绕中心主题展开，如进行问题讨论的时候用它来记录大家的发言要点（即视觉化笔记），从中能够清晰的发现和比较大家对中心议题的观点或者不同的理解。Mindmanager的文件可以导出为word、powerpoint、网页文件和各种图片，并且在导出为网页文件时还能保留原来的各种链接。对这两个软件的详细介绍可以参考“动态于创造社区”（）的“思维导图”栏目。概念图的构造是一个实现创意的过程，首先不要受什么约束，只要自己认为应该涉及到的或者灵感到的东西都及时记录，通过“头脑风暴”的方式能够将自己的思维过程比较完整的形象化的表达出来，然后在利用各种思维方法对摆在面前的概念进行整理，查找他们的关系，构建整个概念结构，标注有关文字说明等。这样我们通过就能够构造出有创意的概念图了。六、信息化背景下基于概念图的教学设计的教师培训方案信息化背景下基于概念图的教学设计教师培训方案以“概念图理念与技术基于概念图的教学设计基于概念图的信息化教学设计”为内容线索，主要分为三个阶段，每个阶段分别通过创设情境，以问题为向导，通过完成几个难度依次增加并互相联系的任务来实现。（1）第一阶段为概念图理念和技术培训主要任务有:学习概念构图教学理论并写出体会;绘制某一单元知识的概念图。（2）第二阶段为概念图的教学设计应用培训主要任务有:基于概念图设计学习资源;基于概念图设计学习过程;设计并制作概念图试题。（3）第三阶段为基于概念图的信息化教学设计培训主要任务有:学习信息化教学设计理论并写出体会;基于ASSURE教学设计模板设计教案;基于Web Que st教学设计模板设计网页教案。（一）第一阶段具体设计第一阶段为概念图理念和技术培训，具体学习任务和教学活动设计如下: 任务一:学习概念构图教学理论并写出体会1、施训教师(也是本课题的研究者):结合教师的实际，联系目前大家最关心的话题，通过创设情景，以提问的方式，引导教师专心听讲、认真思考、参与讨论，并明确学习任务，说明相关要求。同时施训教师要提供更多教师可能会用到的资源，引导教师在课后开展自主学习。 2、教师:认真听讲和思考，及时提问，积极参与讨论，和其他教师交流看法。在课后开展自主学习，完成施训教师布置的任务。任务二:绘制某一单元知识的概念图施训教师:创设情景，提出问题，引出学习任务;提供学习资源，引导学生开展自主学习合作学习。例如:老师们，作为一名教师，你对自己任教学科的知识结构和内容体系是不是已经梳理清楚、胸有成竹了?你会不会借助概念图工具来实现自己思考过程的可视化，从而更好地分析教学内容呢?结合课程中的某一单元，尝试用概念构图工具绘制该单元的概念图。任务说明:在与所教专业相关的课程中选择一个单元(或一节课)，利用概念构图软件绘制出该单元的知识结构图，要求内容无科学错误、思路清晰、重点难点突出、界面美观。任务完成后把作业的源文件发送到施训教师邮箱，JPg格式图片上传到施训教师开设的“概念图与教学设计”专题博客上。受训教师:利用学习资源，开始自主学习概念图工具的使用方法，及时提问或请求指导教师，或者和其他教师请教、切磋和讨论;然后选择课程中的具体章节或单元，利用概念图工具进行概念建构和内容的梳理与归纳，绘制出该主题的知识网络图。施训教师:观察教师的学习过程，及时提供指导，记录发现的问题，对教师的表现及时给予反馈，收集教师作业，给予及时评价，并鼓励大家到专题博客上发表评论。（二）第二阶段具体设计第二阶段为概念图的教学设计应用培训，具体学习任务和教学活动设计如下:任务一:基于概念图设计学习资源 施训教师:提供教学案例，讲解案例，引导受训教师讨论、分析、总结，创设情景，明确任务，指导受训教师模仿案例设计学习资源。要求施训教师分组协作备课，绘制教学设计思路图，复制分发给每个受训教师，同时上传至专题博客供其他受训教师借鉴和评论。受训教师:分析案例，通过案例学习总结出基于概念图的学习资源设计方法，模仿案例中的做法，选择主题知识，基于概念图设计学习资源，合作备课并把设计成果复制分发给每个同受训教师学，同时上传至专题博客供其他受训教师借鉴和评论。任务二:基于概念图设计学习过程施训教师:提供教学案例，讲解案例，引导受训教师总结讨论，创设情景，明确任务，指导受训教师模仿案例设计学习过程。受训教师:分析案例，通过案例学习总结出基于概念图的学习过程设计方法，模仿案例中的做法，选择主题知识，基于概念图设计学习过程。任务三:设计并制作概念图试题施训教师:收集概念图试题，向受训教师展示，引导受训教师思考、讨论并总结出概念图试题的优点。然后告知本次学习任务，可以就上次所选单元内容的知识设计制作一至两道概念图试题，在课堂上向大家展示，并讲解设计意图。受训教师:分析施训教师提供的概念图试题，思考、讨论并总结出概念图试题的优点;就任务1中所选主题内容的知识设计制作一至两道概念图试题，讲解设计意图，接受施训教师和受训教师的提问，大家交流、分享，共同提高。（三）第三阶段具体设计 第三阶段培训任务是基于概念图的信息化教学设计技能的学习，具体任务和教学活动设计如下:任务一:学习信息化教学设计理论并写出体会施训教师:向受训教师讲解信息化教学设计的相关知识，组织和指导受训教师讨论，对于在受训教师的学习体会中发现的问题及时给予评价和反馈，并随时反思培训的实施过程。受训教师:认真学习信息化教学设计的相关知识，分组讨论，加深对信息化教学设计的理解和认识，并在课后写出不少于600字的学习体会。任务2:基于ASSURE教学设计模板设计教案施训教师:讲解AS SURE教学设计模式的涵义、特点、理论基础、适用的课型和操作流程，提供相关案例供受训教师学习、讨论和模仿。要求受训教师用概念构图软件编制ASSURE教学设计模式的模板，并套用所开发的AS SURE教学设计模板，编写一个行之有效的教案。受训教师:学习AS SURE教学设计模式，分析、讨论教师提供的案例，也可以通过网络资源了解更多的知识。把握该教学设计模式的核心和实质后用概念构图软件编制ASSURE模式的模板。结合所学专业，确定要设计的具体一节课;独立进行教学设计，并套用所开发的AS SURE教学设计模板，编写一个行之有效的教案。利用多媒体网络教学系统进行说课。介绍选取内容、适用对象、教学重难点、教学策略等。回答教师和其他受训教师提出的相关问题。将教案以文件方式保存在文件夹，上交到施训教师机共享文件夹。师生:进行教师评价、受训教师互评;将评价结果反馈给施训教师，施训教师和受训教师分别进行总结与反思。 任务3:基于Web Que st教学设计模板设计专题探究网站 施训教师:讲解WebQuest教学设计模式的涵义、特点、理论基础、适用的课型和操作流程，提供相关案例供受训教师学习、讨论和模仿。要求受训教师用概念构图软件编制WebQuest教学设计模式的模板，并套用所开发的WebQuest模板，编写一个网络专题探究教案。受训教师:结合所学专业，确定要设计的具体一节课;小组协作进行教学设计，并套用所编制的WebQuest教学设计模板，完成基于概念图的专题探究设计，包括引言、任务、过程、评价、结论和教学指南等。利用多媒体网络教学系统讲解专题探究网站的设计理念和思路。回答教师和其他受训教师提出的相关问题。将教案以文件方式保存在文件夹里，上交到教师机的共享文件夹。师生:进行施训教师评价、受训教师互评;将评价结果反馈给受训教师，施训教师和受训教师分别进行总结与反思。（四）培训方案操作示意图图清晰地显示了本研究所设计的培训方案是分三个阶段、以共8级学习任务为主线，精心设计教与学的双边活动，广泛开展基于资源和基于协作的学习，体现以学为中心的原则，施训教师作为指导者、促进者和帮助者，尽量多给予受训教师自主学习、协作学习和交流展示等机会。六、概念图在新课程教学中学与教过程模型的构建深化概念图的理论研究，从教与学两方面梳理概念图与教学的内在联系，在借鉴概念图于非信息技术环境支持下的教学功能的同时，发掘并拓展概念图在新课程整合教学环境中的功能与应用方式，并通过概念图在不同学段与不同学科中的运用，探索和形成可推而广之的应用策略，指导和优化基于概念图的教学实践。 教师和学生一起进行探究性学习的过程中，可用概念图理清思路，明白方向，确定时间计划、实施方案、落实任务与人员等。更强调探究。概念图应用策略图示如下：修正并完善得出结论交流整理资料应 用 明确问题决定探究方案组织探究我们例举应用概念图的学习内容如下：单元课例内容应用阶段目的一3大树和小草大树和小草的比较总结阶段找出大树和小草的相同和不同二4蚯蚓蜗牛和蚯蚓的比较总结阶段找出蜗牛和蚯蚓的异同点三2谁更硬一些金属的特性中间环节记录金属的特性3比较柔韧性塑料的特性中间环节记录塑料的特性四1水水的知识起始阶段把了解的水知识用概念图表示4我们周围的空气空气的知识起始阶段把了解的空气知识用概念图表示从以上表格分析，概念图在探究环节中的应用阶段有起始阶段、中间环节和总结阶段三种类型。由于学生的年龄层次以及学习活动的内容与目的各有不同，概念图的应用步骤也可以有所不同。（一）个人自主学习的概念图教学过程模型课的开始阶段应用主要是教师可以借此了解学生的初始想法，为教学确定起点，明确探究问题，决定研究方案。属于个人自主学习：如种子发芽实验（一），关于种子发芽需要的条件，学生通过生活经验基本能画出，如图，学生通过概念图，暴露了前概念，不管是正确的，还是错误的（土壤）的科学前概念，都将成为科学教学的起始点。二第二次构图则是通过评价、学习，概念修正后的再行为。 图 种子发芽的条件 图金属的特性（二）集体合作学习的概念图教学过程模型概念图在教学中间环节应用，是介入探究的核心地带，在于增加课堂中学生的主动性和合作性。学生个人或以小组为单位，围绕自主选择或分配的学习内容确定中心主题，展开自由讨论，发表自己的观点，提出支持观点的实例，建立知识之间广泛的联系，个人或集体创作概念图。我们构建了学生小组合作学习的概念图教学过程模型，如图示:如教学三上科学“材料”单元谁更硬一些，有关“金属”的内容，在一系列探究活动后，让学生以小组合作的形式回顾，整理金属的各种特性，填写在印好的小纸片上。小组完成后，再请学生把小组的小纸片用磁性贴贴在小黑板上。教师再组织同学展开讨论，加以补充，进行后续的观察和检测活动。这样一幅由师生共同完成的概念图就诞生了。如上图金属的属性。（三）探究性学习的概念图教学过程模型构建探究性学习的概念图教学过程模型，如图示:如教学植物单元的大树与小草一课，系列探究活动后，教