利用概念图开展分布式协作学习的探讨

1、利用概念图开展分布式协作学习的探讨谭姣连 徐晓东(华南师范大学教育信息技术学院，广东 广州 510631)【摘要】本文从对概念图和分布式协作学习出发，在对目前的协作概念图研究现状和趋势分析的基础上，提出了利用概念图开展分布式协作学习研究需要关注的一些问题。【关键词】协作概念图 分布式学习 事例研究一、关于概念图概念图，作为一种教学形式，在国外尤其是欧美等国家特别盛行。美国康奈尔大学的诺瓦尔（Joseph D. Novak）博士根据奥苏贝尔（Ausubel）的学习理论在十九世纪六十年代着手研究并使之成为一种教学工具。归纳起来概念图包括以下一些基本内容：（1）概念图基本要素诺瓦尔（1984）归纳提

2、出，概念图是用来组织和表征知识的工具，也可以这样理解，概念间的学习有一定的先后次序，我们称之为认知顺序，藉由一连串的认知顺序组合，得到的一个拓扑图形，这就是概念图。概念图包括四个基本要素：概念、命题、层级结构、交叉连接。概念通常是感知到事物（事件、物体或相关记录）的规则属性，通常用标签进行标记；命题是对宇宙中事物（自然发生的或建构的）的描述，包含两个或两个以上的概念，并通过某个连接词形成意义描述；层级结构是概念图中展示概念的方式，将最一般、最概括的概念置于最上层，依次排到最具体最特殊的概念；利用交叉连接将概念图中不同知识领域概念之间的关系表现出来。（2）理论基础概念图是以奥苏贝尔的学习理论为基

3、础的。奥苏贝尔认为人的学习应该是意义学习，新知识的学习取决于新知识是否能够达到意义的同化。学生进行意义学习的三个必备条件是：学习材料必须概念清晰且以语言的形式呈现，举例必须与学习者的已备知识有联系；学习者必须具有已备的相关知识；学习者必须选择有意义的学习（Joseph D. Novak，2000）。（3）概念图的应用概念图最早是应用作为一种评价的工具，最初目的是为了测定学习者已有的知识。后来人们发现，作为工具的概念图，在教学上的意义远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等；而且概念图在各个领域上都有一定的应用价值，

4、从科学学科到人文社会学科，从教学到商业产品设计到各种问题解决等等都表现出极大的生命力；在教学上，概念图不仅是作为一种教学工具，而且其作为一种教学技能、教学策略，能够有地改变学生的学习认知方式，促进意义学习、创造性学习、合作学习，最终使学生学会学习（朱学庆，2002）。二、分布式协作学习网络的迅速发展，改变了我们的学习方式，分布在不同地域的学习者可以借助网络和通讯技术进行协作交流，可以面对同一个主题、问题或任务，进行探索，共同解决。分布式认知强调个体、环境与文化产品之间的交互作用。分布式认知有三个基本特征，即交流是分布式认知的必备条件；共享的信息是聚集的信息；分布式系统中各要素必须互相依赖以完成

5、任务。因此分布式协作学习强调的是学习者之间友好的有效的交流和协作，能否学习成功取决于能否发挥各个学习者的主动性、积极性以及团体的力量，这就涉及到是否能够完美的组合，有效的组织等一系列的问题了。那么在分布式的学习环境中如何应用概念图来学习，提高学习者的意义学习、合作、创造性等能力呢？三、有关协作概念图先行研究的分析笔者对目前有关协作概念图研究现状进行调查和分析，下面所举的三个例子均是近年来国内外开展的研究事例。其中，图1、图3分别是ICCE2002、2003香港会议论文中的研究案例。事例1：日本茨城大学人文学院的合作概念图软件用户界面（Hideo FUNAOI等，2002）图1图1展示了学习者共

6、同创作的概念图，系统提供快速选择概念、标签模板、删除操作等快速操作的功能，各个学习者的鼠标均以自己的名字命名，鼠标可以将正在操作概念图的学习者和其他的学习者通过不同的鼠标标志和颜色区分开来，每个学习者都能够很好的把握自己的方向和位置。事例2：台湾资讯教育研究所邱琼慧教授等研究的合作概念图系统用户界面（邱琼慧，2001） 图2图2中显示，在基本的概念图制作界面中加入了实时交流的功能，系统提供快速输入的功能，提供在线文本聊天的功能。事例3：香港浸会大学研究的合作概念图功能界面（Siu Cheung Li，2003） 图3 根据协作学习的原理以及通过对本事例研究发现，本事例即图3，更加加强了协作的功

7、能，增添了视频等功能，除此之外还增加了资源库和概念库，给学生提供了更多的参考案例。通过对各系统进行的详细分析，我们发现目前的合作概念图工具主要提供以下一些功能模块：（1）概念图的制作模块概念图的制作模块是最基本的功能，学习者可以共同制作概念图，每个学习者都可以在概念图上做出自己的贡献，往概念图上添加节点或交叉连接，三个事例都显示出这一功能。 （2）协作交流模块协作交流模块是开展协作交流的必备条件，特别是在分布式的环境下，学习者之间只有通过交流才能够互相理解、促进学习，因此我们需要提供各种同步和异步交流的形式，如基于文本的在线实时聊天，穿插讨论论坛，视频会议等等。学习者可以及时地交流经验和灵感，

8、教师也可以对学习者进行实时指导，为学习者搭建脚手架，引导学习者由新手逐渐走向成熟。合作促成多样性的讨论，小组讨论增加学生聚集有意义的概念，而且通过穿插讨论，学习者能够更好地理解他人的想法和论点的形成过程。（3）概念库或快速输入模块系统为学习者提供快速输入或概念库的功能，这样学习者在进行交流或者操纵概念图的时候可以直接选择输入，节省了学习者花在输入上的时间，减轻了学习者的输入或认知负荷。（4）作品资源库模块作品资源库，收集各不同小组创作的概念图和概念连接，各参与者可以浏览其他小组创作的概念图并对其发表评论。通过分析，引导学习者从多种视角进行理解和思考，从而提出各种解决的方案。四、思考和讨论然而，

9、从上述事例的分析中，笔者也看到，研究者虽然完善了概念图的制作和协作等功能，这是保证学习者利用概念图建构知识的关键。但要想促进学习者的理解，往往还需要对学习者的学习以及作品进行评价，这是上述研究中所忽视的问题，也许是有待完善之处。因为对学习者及时反馈是促进学习和增进元认知能力的必要条件，因此这一功能是必须的（徐晓东，2003；郭锂，徐晓东，2003）。对学习者作品进行及时评价反馈能够及时指出学生的错误之处，及时改正，这样更有助于知识的建构。其次，系统中还可以增加实时统计的功能，包含追踪学习和协作机制，记录整个小组协作过程中的交流情况，即对话交流与构图的结果，这样可以为研究者提供资料来源，也为学习

10、者进行反思提供依据。第三，关于学生如何进行概念建构，如何进行多样性的讨论，使用什么样的合作机制更加有效，现在对此方面的研究很少。目前对协作概念图的制作一般都是采用“轮流构图”方式，即学生轮流控制鼠标来操作概念图，但是效果并不是很好，每个学生都直接在概念图上发表意见，很容易导致学生总体思维的混乱。因此，有人提出“组长构图”方案，就是小组进行讨论，共同协商，由组长统一整理，制作出成果。这样，更需要小组间的和谐协作，沟通和理解，更能够体现出小组的水平。笔者认为，不管用什么样的合作机制，我们首先一定要注意小组的分工和角色的扮演，只有每个学生都积极参与进去了，而且都能够做出贡献，最后能够体现小组协作的效

11、果，这才是最重要的。第四，在协作概念图的应用方面，根据笔者的文献调查和应用实践发现，我们现在还更多的停留在学生学习的方面，教师的应用却还是停留在个别教师的教学设计方面。笔者曾经尝试与一些教师协作，利用概念图来辅助动态进行教学设计和修改设计方案，以适应学生学习活动的需要（谭姣连，徐晓东，2004）。其实如果我们教师能够更加深入地理解和应用概念图，并在合作进行教学设计时，教师之间通过相互合作，集思广益，也许会引发更多的灵感。参考文献：【1】 Joseph D. Novak. The Theory Underlying Concept Maps and How To Construct ThemEB

12、/OL. 【2】 Siu Cheung Li. MindNet: A Web-based Collaborative Concept-Mapping Environment to Support Knowledge Co-constructionC 2003年ICCE论文：283286【3】 Chiung-Hui Chiu. The Authority Structure Problem of Computer Supported Collaborative Concept Mapping System for Elementary StudentsEB/OL. （In Proceedings

13、 of IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies: Issues, Achievements, and Challenges (pp. 57-60), ICALT2001, Madison, Wisconsin, August 6-8.【accept rate: 30%】 ）【5】 Hideo FUNAOI, Etsuji YAMAGUCHI, & Shigenori INAGAKI.Collaborative Concept Mapping Software to Reconstruct Learning ProcessesC ICCE 2002论文：306310【6】 郭锂, 徐晓东. 基于网络的校际协作学习中E-Portfolio学