概念图及其应用

概念图及其应用概念图及其应用 概念图是一种用节点代表概念 连线表示概念间关系的图示法 康乃尔大学的 Joseph D Novak 博 士根据 Ausubel 的学习理论在 1960 年代着手研究概念图技术 并使之成为一种教学的工具 事实上 概 念图的用途极其广泛 它除了用作辅助学生学习的工具外 还是教师和研究人员分析评价学生对知识的 理解和构建的方法 也是人们产生想法 头脑风暴 设计结构复杂的超媒体 大网站以及交流复杂想 法的手段 一 概念图的理论基础一 概念图的理论基础 概念图的理论基础是 Ausubel 的学习理论 Ausubel 认为新知识的学习取决于新旧知识能否达到意 义的同化 换言之 知识的构建是通过已有的概念对事物的观察和认识开始的 学习就是建立一个概念 网络 不断地向网络增添新内容 Ausubel 的另一个重要观点是有意义学习 为了使学习有意义 学习 者个体必须把新知识和学过的概念联系起来 新知识必须和学习者现有的认知结构产生相互作用 有意 义学习与死记硬背截然不同 尽管死记硬背也能把新信息纳入知识的结构 但是 它缺乏新知识与知识 结构的相互作用 死记硬背固然对记忆事物的顺序有用 可是 它无法帮助学习者理解事物之间的联系 而有意义学习能使学习者认识概念之间的关系 不管采用哪一种教学策略 死记硬背和有意义学习都有 可能发生 接受式学习和发现学习都可能导致有意义学习 因此 问题并不一定在信息呈现的方式上 而是新信息怎样与已有知识结构整合 这是实现有意义学习的关键 Ausubel 的第三个主要观点是概念 有不同的深度 可以非常笼统 也可以非常具体 而且 笼统的概念中包含着不太笼统的概念 在这些 不太笼统的概念中又含有相当具体的概念 所以 根据概念具体的程度可以渐进地对概念进行区别 Ausubel 认为 学习者应会辨别新概念的层次 根据层次 把这些概念放入他们知识结构中相应的位置 上 Ausubel 的 先行组织者 advance organizer 是一种广泛使用的传递大量学科知识的方法 他主 张用一幅 大的图画 首先呈现最笼统的概念 然后逐渐展现细节和具体的东西 他认为 如果教师在 学生开始学习课文前用这种形象化的手段呈现知识要点 可以帮助学生在新旧知识之间建立联系 同时 也有利于学生按阶段进行学习 用概念图来考察学生组织和理解知识的变化 强调学生知识构建的过程时 概念图与建构主义的学 习观是一致的 二 如何构建概念图二 如何构建概念图 制作概念图可以使新旧知识之间 概念之间的关系清晰可见 迫使学习者将这些关系外化 从这个 意义上说 概念图帮助学生了解知识的结构 了解知识构建的过程 这就是帮助学生学会学习 那么 怎样构建概念图 根据 Novak 博士的介绍 要确定一篇研究报告 一章内容的主要概念 或哪怕想到某一门学科的概念 第一步是必须列出概念 有人觉得把概念写在卡片上 便于移动 对构成概念图很有帮助 第二步是把含义最广 最有包容性的概念放在图的顶端 可是 有时要确定含义最广 最有包容性 的概念比较困难 这时 可以注意一下概念的背景 或了解概念出现的顺序也会有帮助 第三步 继续往下写 以增加更多具体的概念 但 Novak 博士向教师建议 任何一个概念下面不 要有三个以上连接的概念 用线条把概念连接起来 并用连接词语注明连线 概念间的连线可以是单向 双向或无方向的 连接词语应能说明两个概念之间的关系 这种说明语可视为一句陈述 或叫命题 连线使概念之间建立了意义 当许多相互联系的概念捏到一起时 就看到了这方面知识的意义 第四步 寻找概念图不同部分概念之间交叉连线的联结 并标明连接线 第五步 把说明概念的具体例子写在概念旁 对同一组概念可以画出许多不同形式的概念图 所以概念图的画法不是一种 随着对概念之间关系 理解的变化 概念图也会发生变化 学生制作的概念图一例 三 概念图的应用三 概念图的应用 概念图是创作的工具 画一幅概念图好比经历一次头脑风暴 当一个人把自己的想法顺利地写下 来时 想法会变得更加清晰 头脑也会接受新想法 这些新的想法可能与已经写下来的想法有联系 而 且会引发新的念头 概念图是超文本设计的工具 由于万维网已变得日益强大 是无处不在的信息传播媒介 因此 作家必须改变线性的写作方式 去创建与其它文件相联系的超文本格式文件 超文本的设计与概念图在 结构上相似 这就使概念图成为超文本概念结构设计非常合适的工具 超文本和概念图结构可视为一幅 指导图或知识图 如果概念图上有可点击的区域 以超文本格式放在网上的概念图就可用作网的导航工 具 概念图是交流的工具 一个人制作的概念图代表了一种组织信息或思想的方法 它是可以被其他 人共享的东西 一组人制作的概念图代表了集体的思想 无论哪一种情况 概念图可用作人们讨论概念 和概念之间关系的交流的工具 他们可以设法赞同一个共同的结构 以此作为下一步行动的基础 概念图是学习工具 Novak 研究概念图的初衷是用来帮助学习 建构主义的学习理论认为 要记 住知识 并懂得意义 那么 新知识就应当与现有的知识结构整合 概念图的作用是促进这个过程的形 成 这是因为概念图可以把整合的过程清晰地呈现出来 并使学习者看到概念之间的关系 研究发现 在学习中使用概念图的学生 在较长一段时间以后 其知识的保持超过不用概念图学习的学生 用画概 念图和看概念图学习的学生 他们的知识面也比用死记硬背来学习的学生宽 更能解决问题 研究人员 还发现 当学生试图用图来表示知识的理解时 他们最肯动脑筋 概念图是评价的工具 概念图还可用作评价的工具 Novak 博士的研究小组发现 通过概念图可 以了解学习者在解释内容时被误解的概念 学生对概念的理解常常出现不完全或者有缺陷 结果造成了 误解 学生画的概念图表达了他们对概念正确的或错误的理解 有助于教师诊断被学生误解的概念 以 致影响教学效率的原因 四 概念图的评价标准四 概念图的评价标准 Novak 和 Gowin 1984 提出了概念图分析记分的四条标准 命题 每个有效命题记 1 分 层 级 每个有效的级为 5 分 交叉连接 每个有效的 有重要意义的交叉连接记 10 分 虽然有效 但 不反映命题或相关概念组之间的综合则记 2 分 例子 概念图有效的例子记 1 分 Cleare 1983 在研究中采用的标准与上述标准相同 只是在分数的分配上有些差别 后来 Wallace 和 Mintzes 1990 的研究在上述四条标准的基础上又增加了一个标准 分支 并建议每个分支记 1 分 Markham Mintzes 和 Jones 1994 认为 分支的记分应根据形成分支的层级来定 第一层上的分支 记 1 分 以后每个层级上的分支记 3 分 Liu 1994 认为 Schreiber 等人的记分方法不仅包括了概念图的命题和有层级的结构 而且对概 念图组成部分的实际效度与隐含效度之比进行测量 这就便于用含有四个不同变量的数学等式来计算总 分 由此可见 记分法由于对概念图各组成部分的权重不同而有所不同 评分者通常要对有效性和精确性或 组成部分的重要性作一些调整 结果使同一概念图的得分因评分者不同而有差别 所以 Liu 认为在使 用这种记分法时 应当估计到评分人之间的信度可能不是很高 像 Novak 这样的分析记分在评价有具体概念或比较结构化的任务时 是有用的 但是 用它来评 价开放性任务时 就很难了 而 Schreiber 和 Abegg 的评分方法又太复杂 不便于中小学教师使用 所 以 根据 Novak 和 Gowin 1984 以及 Wallace 和 Mintzes 等人确定的六个标准设计的一个评分表作 为评价工具 是概括性较强的整体分析评分的方法 教师也比较容易接受 考虑到区分度的问题 评 分一般按 4 最完全 有效 0 缺失或无效 五个等级记分 六条标准及其定义是 1 命题 在概念之间建立起有意义的联系 2 层级 最高层的概念分解成若干有效的层级 从最一般到最具体 3 分支 从最高层的概念分解出最概括的概念或下一层概念 4 交叉连接 不同分支中的下一层概念之间的联结整合是有效的 有意义和重要的 5 例子 最能区别次一级的概念 6 概念化程度 理解最高层概念和与之相连接的次级概念的程度 五 在线概念图制作及评分系统五 在线概念图制作及评分系统 概念图制作软件可以用来组织概念 进行头脑风暴 把想法构成图形 图中的节点形状可由用户预 先设置 连线可以是直线也可以是弧线 再贴上注释标签 箭头可以放在任意一边 每一样东西的颜色 也都可任意设定 加利福尼亚大学的美国国家评价 标准和学生测试研究中心 CRESST 用在线制作知识概念图和评分 系统研究学生的概念理解与发展过程 CRESST 的做法是建立一个网站 将有关数据库的使用与知识图 的构建整合起来 该网站支持学生 教师和专家的知识图的制作与维护 提供实时评分结果和知识图的 报告 CRESST 用数据库收集一段时间内学生的概念图 并保持连续的记录 这样就可以产生整个知识 形成情况的报告 再将报告转变成标准的 HTML 格式 使用户可以用浏览器在网上浏览 学生在线制作的知识图将由三个不同的系统进行评分 1 将学生的知识图和五位专家和教师的 知识图进行对比 可获得一个总分 以了解学生总的概念理解的情况 2 专家对学生知识图中每一 个命题的精确性和复杂水平打一个质量分 以了解学生对哪些概念之间关系的理解发生了变化和发展的 情况 3 对互相连接进行评分 以考察学生知识图中概念间相互连接的水平 这三个分数结合起来 便可以了解到学生概念理解的实质和发展过程 概念