李 應(yīng)

（華南師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，廣東廣州510631）

1 概念圖研究綜述

1.1 概念圖的起源

20世紀(jì)60年代初期,由于行為主義理論不能很好的解釋人是如何獲得知識(shí)的,奧蘇貝爾于1962年第一次提出人學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論,認(rèn)為人的學(xué)習(xí)應(yīng)該是意義學(xué)習(xí)。奧蘇貝爾認(rèn)為意義學(xué)習(xí)的心理機(jī)制是同化,除學(xué)齡前兒童外,學(xué)生的學(xué)習(xí)都是通過概念同化來獲得新概念的。概念的上位關(guān)系、下位關(guān)系和組合關(guān)系的層級(jí)排列形成學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

如何知道學(xué)生掌握了哪些知識(shí)?美國(guó)康奈兒大學(xué)的諾瓦克教授等人根據(jù)奧蘇貝爾的意義學(xué)習(xí)和概念同化理論開發(fā)出概念圖這一了解學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)工具。他們首先在研究?jī)和軌蚶斫庵T如能量、細(xì)胞和進(jìn)化等抽象概念的過程中進(jìn)行了應(yīng)用,后來發(fā)現(xiàn)概念圖同樣適用于教學(xué)設(shè)計(jì)、幫助學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)等教學(xué)過程中的其它方面,由此引出人們對(duì)概念圖更為深入的研究,概念圖也從一種評(píng)價(jià)工具逐漸發(fā)展為教學(xué)技能與教學(xué)策略。

1.2 概念圖的涵義及其延伸

現(xiàn)在大家普遍認(rèn)為概念圖最早是在20世紀(jì)60年代由諾瓦克教授等人提出的,不過概念圖這一名詞的真正確定卻是在20世紀(jì)80年代。概念圖又被稱為概念構(gòu)圖或概念地圖,前者注重概念圖制作的具體過程,后者注意概念圖制作的最終結(jié)果,現(xiàn)在一般把概念構(gòu)圖與概念地圖統(tǒng)稱為概念圖而不加于嚴(yán)格的區(qū)別。

諾瓦克教授把概念圖作為一種有效組織和表征知識(shí)的工具,它通常是“將某一主題的有關(guān)概念置于圓圈或方框之中,然后用連線將相關(guān)的概念或命題連接,連接上標(biāo)明兩個(gè)概念之間的意義關(guān)系”。概念、連線和連接詞是概念圖三個(gè)基本的組成結(jié)構(gòu),概念、命題、交叉連接和層級(jí)結(jié)構(gòu)則是概念圖的4個(gè)基本圖表特征[1]:

概念是感知到的事物的規(guī)則屬性,通常用專有名詞或符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記;

命題是對(duì)事物現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)和規(guī)則的陳述,在概念圖中,命題是兩個(gè)概念之間通過某個(gè)連接詞而形成的意義關(guān)系;

交叉連接表示不同知識(shí)領(lǐng)域相互關(guān)系;

層級(jí)結(jié)構(gòu)是概念的展現(xiàn)方式,通常最一般、最概括的概念置于概念圖的最上層,從屬的概念安排在其下面。

同樣在20世紀(jì)60年代,英國(guó)“記憶之父”——東尼·伯贊在研究大腦力量和潛能的過程中,提出思維導(dǎo)圖的創(chuàng)見。思維導(dǎo)圖剛開始是作為一種記筆記的方法,后來發(fā)展成為一種有效的思維方式。東尼·伯贊提出的思維導(dǎo)圖有以下4個(gè)基本特征:

1)注意的焦點(diǎn)集中在中央的圖形上；

2)主題的主干作為分支從中央向四周放射,呈現(xiàn)“中心—四周”模型;

3)分支由圖形和連接圖形的關(guān)鍵詞構(gòu)成,子主題以分支的形式表現(xiàn)出來,依附在上一主題的分支上;

4)各分支形成一個(gè)連接的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在專家學(xué)者對(duì)于概念圖與思維導(dǎo)圖存在以下3種觀點(diǎn):

1)等同論:認(rèn)為概念圖與思維導(dǎo)圖可以等同,思維導(dǎo)圖是概念圖的別稱,如黎加厚教授在比較概念圖與思維導(dǎo)圖的時(shí)候曾說:“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,我認(rèn)為這個(gè)說法也很好”;

2)相異論:認(rèn)為概念圖與思維導(dǎo)圖理論基礎(chǔ)、表現(xiàn)形式和應(yīng)用范圍都不相同,應(yīng)該嚴(yán)格區(qū)分,如下表1是沈建強(qiáng)教授對(duì)概念圖與思維導(dǎo)圖的比較[2],由此可以看出部分專家學(xué)者對(duì)兩種圖示相異的觀點(diǎn):

表1 概念圖與思維導(dǎo)圖的對(duì)比

3)無需區(qū)分論:承認(rèn)概念圖與思維導(dǎo)圖存在一定的差別,但是概念圖與思維導(dǎo)圖都是使思維可視化的工具,可以展示人們的思維過程,在幫助人們分析問題和整理知識(shí)方面發(fā)揮積極有效的作用,并且類似的“中心—四周”結(jié)構(gòu)圖還被稱為知識(shí)結(jié)構(gòu)圖、體系圖、心智圖等,因此求同存導(dǎo),沒有必要對(duì)它們進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分,研究的方向是對(duì)它們的綜合應(yīng)用,而沒有拘泥于其中的細(xì)微差異。

其實(shí),諾瓦克教授在20世紀(jì)60年代提出概念圖的時(shí)候,概念圖主要是作為一種檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)工具,但是隨著研究的深入發(fā)展,概念圖的應(yīng)用范圍發(fā)生了很大的變化,其涵義也應(yīng)該作適當(dāng)?shù)难由?。概念圖包含著概念構(gòu)圖,概念構(gòu)圖所側(cè)重的是圖示的建構(gòu)過程,展現(xiàn)構(gòu)圖過程中的思維,這一點(diǎn)與思維導(dǎo)圖是非常相似的。因此,隨著概念圖的發(fā)展,我們有必要對(duì)“概念”的涵義適度地放寬,對(duì)其進(jìn)行廣義的理解,使其吸引思維導(dǎo)圖的優(yōu)點(diǎn),在應(yīng)用的中更加靈活。除此之外,在連接概念或命題的時(shí)候,并不一定要生硬地在連線上加連接詞,而應(yīng)該隨著學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展,在有必要添加的地方才標(biāo)明連接詞,這樣可以使制作出來的概念圖更加簡(jiǎn)潔明了,而且更有實(shí)效,符合使用者的實(shí)際情況。

1.3 國(guó)外對(duì)概念圖的研究現(xiàn)狀

從20世紀(jì)60年代發(fā)展至今,國(guó)外對(duì)概念圖的研究已經(jīng)比較成熟,成果也頗為豐富。在西方國(guó)家,概念圖在中小學(xué)教學(xué)中已得到廣泛的應(yīng)用,并收到良好的教學(xué)效果。1990年美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究會(huì)認(rèn)知到概念圖在教學(xué)中的重要作用,出版了一期特刊《概念圖展望》,專門論述概念圖的使用。2004年9月,包括諾瓦克教授在內(nèi)的世界各國(guó)概念圖研究專家齊聚西班牙,參與“第一屆國(guó)際概念圖大會(huì)”,這次大會(huì)的成功召開,標(biāo)志著概念圖研究發(fā)展的全新高度?？偟膩碚f,國(guó)外對(duì)概念圖的研究可以概括為以下幾個(gè)特點(diǎn):

1)教學(xué)功能從評(píng)價(jià)工具發(fā)展為教學(xué)技能與教學(xué)策略

由概念圖的起源可以知道,概念圖本身是作為一種評(píng)價(jià)工具提出來的。但是,隨著概念圖的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)概念圖的作用遠(yuǎn)不止于此。概念圖還可以幫助教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),也可以在講解習(xí)題時(shí)作為展現(xiàn)教師思維的載體;概念圖可以幫助學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí),使學(xué)生擁有良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),也可以作為思想交流的工具,在頭腦風(fēng)暴中發(fā)揮導(dǎo)向與記錄的作用。概念圖在教學(xué)中蘊(yùn)涵著豐富的功能,人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)也從單一的工具觀逐漸發(fā)展為一種教學(xué)技能與教學(xué)策略。

2)繪制技術(shù)由手工繪制發(fā)展為軟件制作

由于概念圖的教學(xué)功能豐富,人們對(duì)其繪制技術(shù)也越來越重視,概念圖由手工制作逐漸發(fā)展為軟件制作。目前常用于概念圖制作的軟件有十多種,如 : Cmap-Tools、 Inspiration、 MindManger、MindMap、Thinking Map、Mapmaker等，使用軟件制作概念圖具有界面漂亮、修改方便、便于交流分享等優(yōu)點(diǎn)。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展,研究者還開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)協(xié)作概念圖平臺(tái)IHMC等工具,使網(wǎng)上實(shí)行概念圖的交互學(xué)習(xí)和小組合作學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)。

3)應(yīng)用領(lǐng)域由科學(xué)學(xué)科向其它學(xué)科和社會(huì)應(yīng)用發(fā)展。

由于科學(xué)學(xué)科具有抽象的概念內(nèi)涵、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)命題和清晰的邏輯層次,因此諾瓦克最初把概念圖應(yīng)用于研究?jī)和茖W(xué)知識(shí)的掌握。但是隨著概念圖涵義的發(fā)展,概念圖的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越大,在人文學(xué)科上也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。概念圖在教學(xué)上的豐富功能使得一些大型的跨國(guó)公司也開始使用概念圖進(jìn)行管理,在培訓(xùn)員工時(shí)使用概念圖,大大減少培訓(xùn)時(shí)間,由此引發(fā)概念圖在社會(huì)應(yīng)用的熱潮,概念圖逐漸被廣泛應(yīng)用于公司決策、產(chǎn)品研發(fā)、人員管理等方面,收到良好的社會(huì)效益。

1.4 國(guó)內(nèi)對(duì)概念圖的研究現(xiàn)狀

我國(guó)從20世紀(jì)90年代未開始研究概念圖在教學(xué)中的應(yīng)用,起步較晚,還處于介紹、引進(jìn)階段,港臺(tái)地區(qū)則相對(duì)發(fā)展較快。但我國(guó)近年來與概念圖相關(guān)的論文和著作越來越多,如:廣西師范大學(xué)出版社在2007年出版了中學(xué)階段各個(gè)科目的概念地圖和圖析題典,對(duì)中學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化的基本整理;胡小勇在2008年出版了《概念圖教學(xué)實(shí)訓(xùn)教程》,系統(tǒng)地介紹概念圖教學(xué)應(yīng)用的理論和方法;李曉鵬在2008年出版了國(guó)內(nèi)首部漫趣版《思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)法》,詳細(xì)介紹運(yùn)用思維導(dǎo)圖解題的方法，由此可見,概念圖的研究已經(jīng)引起我國(guó)越來越多專家學(xué)者的注意。

總的來說,我國(guó)對(duì)概念圖的研究既有一定的成果也有很多需要提高的地方。從概念圖引入我國(guó)到發(fā)展至今,國(guó)內(nèi)的專家學(xué)者一直積極吸收外國(guó)的研究成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),密切關(guān)注國(guó)外的研究動(dòng)態(tài),從不同視角切入,對(duì)概念圖進(jìn)行全方位、多層次的研究,豐富了我們教育、教學(xué)的理論。但是,我國(guó)對(duì)概念圖的理論研究還不夠深入,通過在期刊網(wǎng)上搜索可以發(fā)現(xiàn),大多數(shù)發(fā)表的論文都是介紹、推廣性質(zhì),很少結(jié)合教學(xué)理論去分析、開發(fā)概念圖作用。其次,我國(guó)對(duì)概念圖的實(shí)證研究不足,對(duì)概念圖的探討停留在理論的層次,沒有結(jié)合實(shí)際教學(xué)工作進(jìn)行研究。理論對(duì)實(shí)踐具有指導(dǎo)作用,實(shí)踐對(duì)理論具有反作用。我們對(duì)概念圖的研究積累了一定的理論知識(shí),但是實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),我們引進(jìn)來的理論是否符合我國(guó)國(guó)情,是否收到理想的教育效果,概念圖的推廣還存在什么問題，這些都要在實(shí)踐中探索其解決方法,才可以促進(jìn)概念圖在我國(guó)的發(fā)展。

2 概念圖的類型及其制作方法

一般來說,概念圖可以根據(jù)其所包含概念的數(shù)量分為微觀概念圖、中觀概念圖和宏觀概念圖三種類型,使用者在制作概念圖的過程中,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)數(shù)量的概念進(jìn)行創(chuàng)作。在教學(xué)過程中,由于教學(xué)課時(shí)安排、學(xué)生需求等客觀因素的限制,教師在課堂上所繪制的概念圖所包含的概念都不多,我們可以把這樣的概念圖稱為微觀概念圖。在復(fù)習(xí)的時(shí)候,一章書或一個(gè)知識(shí)模塊的內(nèi)容可以整合在一張概念圖內(nèi),這時(shí)候這張概念圖所包含的概念比較多,這樣的概念圖可以稱為中觀概念圖。幾章書或幾個(gè)知識(shí)模塊間如果有密切聯(lián)系,那么它們可以整合成為一張更大的概念圖,而這樣的概念圖則可以稱為宏觀概念圖。

早期的概念圖是用手工繪制的,后期才逐漸發(fā)展為軟件制作?？偟膩碚f,概念圖的制作過程沒有嚴(yán)格、固定的模式可循,但是,在制作的時(shí)候,可以從以下幾個(gè)方面綜合考慮:

1)明確知識(shí)范圍。在制作概念圖的時(shí)候,首先要明確知識(shí)范圍,熟悉所要制作知識(shí)的具體內(nèi)容,在頭腦中初步建立起對(duì)這一知識(shí)內(nèi)容的認(rèn)知結(jié)構(gòu);

2)選擇概念并分層。劃定概念圖的知識(shí)范圍后,要選擇合理的概念進(jìn)行建構(gòu),確定其中的關(guān)鍵概念,利用發(fā)散思維,逐步確定下一級(jí)主題,分清各個(gè)概念的主次、從屬關(guān)系;

3)草擬概念圖的層級(jí)布局。概念圖可以根據(jù)“縱向分層、橫向分支”的原則,對(duì)其層級(jí)布局進(jìn)行設(shè)計(jì),使整張概念圖條理清晰、關(guān)系明了,同時(shí)在腦海中的知識(shí)結(jié)構(gòu)也具有層次化;

4)實(shí)施連接。確定概念圖的層級(jí)布局后,在需要標(biāo)示層級(jí)意義關(guān)系的地方添加連接詞,挖掘圖中可以交叉連接的概念,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力;

5)反思交流與擴(kuò)充完善。初步制作出對(duì)某一知識(shí)領(lǐng)域的概念圖后,可以通過自己反思或者與其他同學(xué)交流,檢驗(yàn)圖中概念是否有缺漏,連接是否恰當(dāng),布局是否合理,并且在以后的學(xué)習(xí)中還可以對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充完善,使自己在這一知識(shí)范圍內(nèi)建立起良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

在具體制作概念圖的過程中,由于微觀概念圖所包含的概念數(shù)量不多,直接用手工繪制即可達(dá)到滿意的效果。不過,宏觀概念圖所包含的概念數(shù)量眾多,概念之間的連接復(fù)雜,整體布局也可能需要作多次的調(diào)整,因此從易于修改和布局清晰的角度考慮,宏觀概念圖適合用軟件制作。中觀概念圖位于兩者之間,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇手工繪制或者軟件制作。

3 概念圖在教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 概念圖在教學(xué)中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

概念圖從剛開始作為一種評(píng)價(jià)工具被人研究,發(fā)展到一種教學(xué)技能與教學(xué)策略,其教育功能不斷地被人們開發(fā)、利用,收到了良好的教育效果。概念圖應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域,其理論基礎(chǔ)主要有如下3個(gè)方面[4]:

1)視覺教育理論。據(jù)測(cè)試,人們接受信息的時(shí)候,83%是通過視覺獲得的,因此在教學(xué)的過程中,也需要一種能夠表征知識(shí)體系中知識(shí)點(diǎn)之間聯(lián)系的視覺化工具,而概念圖恰好可以起到這樣的作用。概念圖通過將思維以視覺化的方式呈現(xiàn),促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)事物的形象認(rèn)知,加深對(duì)知識(shí)的理解深度,理清知識(shí)間的聯(lián)系,優(yōu)化學(xué)習(xí)效果;

2)認(rèn)知工具觀。認(rèn)知工具觀是由美國(guó)教學(xué)設(shè)計(jì)專家喬納森提出的,它是指可以幫助人們完成認(rèn)知任務(wù),增強(qiáng)人們?cè)谒伎紗栴}、解決問題及學(xué)習(xí)過程中認(rèn)知能力的工具。概念圖是對(duì)特定主題知識(shí)結(jié)構(gòu)的視覺化表征,是一種促進(jìn)認(rèn)知和語義建構(gòu)的腦力工具,學(xué)生應(yīng)用概念圖可以獲得充分的感知信息,產(chǎn)生意義建構(gòu),從而促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知能力與創(chuàng)新能力的發(fā)展;

3)學(xué)習(xí)支架理論。支架教學(xué)是建構(gòu)主義教學(xué)理論中的一種重要教學(xué)策略,在支架教學(xué)中,通過提供支架或支持來促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展,通過臨近發(fā)展區(qū),促使學(xué)習(xí)者完成自己無法獨(dú)立完成的任務(wù)。概念圖可以通過某種特定的圖示來隱含特定的思維結(jié)構(gòu)關(guān)系,為教學(xué)者和學(xué)習(xí)者提供使用的加工信息的認(rèn)知支架。

3.2 概念圖在教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1)區(qū)別于傳統(tǒng)測(cè)評(píng)的評(píng)價(jià)優(yōu)勢(shì)。早在1983年,諾瓦克曾選擇7年級(jí)的學(xué)生作為研究對(duì)象,把他們的概念圖成績(jī)與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化考試的成績(jī)進(jìn)行比較。根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算,傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化考試成績(jī)和概念圖測(cè)試成績(jī)的相關(guān)系數(shù)很低,這顯示出概念圖所測(cè)查的能力正是傳統(tǒng)測(cè)評(píng)無法測(cè)出的。概念圖不僅考查學(xué)生對(duì)知識(shí)整體把握能力,還可以考查學(xué)生對(duì)知識(shí)之間有機(jī)聯(lián)系的理解程度,突出對(duì)學(xué)生歸納能力和理解能力的考查。由于認(rèn)識(shí)到概念圖在評(píng)價(jià)學(xué)生認(rèn)知能力的優(yōu)勢(shì),近年來我國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)化考試中,概念圖作為一種新型題,在中考、高考的試卷上也逐漸出現(xiàn)它的身影。

2)輔助教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教師在備課的時(shí)候,可以借助概念圖聯(lián)系緊湊、條理清晰的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),使自己對(duì)課堂有整體的把握,課堂的每一環(huán)節(jié)的聯(lián)系也更為緊密。在對(duì)一個(gè)章節(jié)或知識(shí)模塊的內(nèi)容進(jìn)行備課的時(shí)候,教師可以通過概念圖把握整個(gè)章節(jié)或知識(shí)模塊的內(nèi)在聯(lián)系,站在高觀的角度去安排知識(shí)點(diǎn)的講解。

3)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)。由前面概念圖的制作過程可以看出,學(xué)生在制作概念圖的同時(shí),也會(huì)對(duì)頭腦中相關(guān)概念重新進(jìn)行組合、連接,主動(dòng)尋找新舊概念間的意義關(guān)系,把新概念納入到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)。學(xué)生對(duì)概念進(jìn)行交叉連接,發(fā)現(xiàn)不同分支間的意義連接,常常可以促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,提高學(xué)生的綜合能力。學(xué)生反思概念圖的時(shí)候,也是一個(gè)溫故知新、反省提高的過程,有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

4)高效做筆記,提高課堂效率。東尼·伯贊認(rèn)為傳統(tǒng)做筆記有埋沒關(guān)鍵詞、不易于記憶、浪費(fèi)時(shí)間和不能有效刺激大腦等四大不利之處。概念圖與傳統(tǒng)直線式的記錄方法不同,它以可視化的圖示建立起各個(gè)概念之間的聯(lián)系,突出關(guān)鍵概念以及概念之間的聯(lián)系,是一種簡(jiǎn)單有效的思維工具。應(yīng)用概念圖做筆記,不但可以節(jié)省做筆記的時(shí)間,還可以提高學(xué)生對(duì)關(guān)鍵問題的注意力,把握重難點(diǎn),從而提高課堂效率。

5)小組合作,促進(jìn)頭腦風(fēng)暴。自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)是我國(guó)基礎(chǔ)教育課程改革中極力倡導(dǎo)的三種學(xué)習(xí)形式,在這三種學(xué)習(xí)形式中,概念圖都可以找到“用武之地”。在進(jìn)行頭腦風(fēng)暴的時(shí)候,運(yùn)用概念圖可以對(duì)思維進(jìn)行正確的導(dǎo)向,使發(fā)散思維始終緊緊圍繞著關(guān)鍵問題去展開。小組討論的時(shí)候,用概念圖去組織、記錄大家的觀點(diǎn),可以提高討論的效率,從中發(fā)現(xiàn)小組共同的觀點(diǎn),找到解決問題的最佳方法。

[1]希建華,趙國(guó)慶.“概念圖”解讀:背景、理論、實(shí)踐及發(fā)展——訪教育心理學(xué)國(guó)際著名專家約瑟夫·D·諾瓦克教授[J].開放教育研究,2006(12):4-8.

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