概念图_一种促进知识建构的学习策略

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概念图:一种促进知识建构的学习策略
袁维新
(淮阴师范学院生物系,江苏淮安223300)
[关键词]概念图:知识建构;学习策略
[摘要]概念图是一种促进建构性学习与教学的有效策略。

本文在简介概念图基本原理的基础上,着重分析了概念图作为一种学习策略,在促进知识建构中的作用:运用概念图,诊断学生的前概念;运用概念图,促进知识的整合;运用概念图,改变学生的认识方式;运用概念图,促进对话与合作。

[文献标识码]A[文章编号]1002-5308(2004)02-0039-06[中图分类号]G633191
概念图是盛行于国外特别是欧美国家的一种教学和学习策略。

人们对概念图的研究经久不衰,据作者向美国教育资源信息中心(ERIC)Educational Resources Information Center)查询,从1984年以来,以概念图作为研究对象的文献多达664篇,而且呈逐年增多趋势。

在国际互联网上,概念图网页或与概念图有关的文章多达二百多万项。

事实上,概念图的用途极其广泛。

它除了用作促进学生进行知识建构学习的工具外,还是教师进行教学设计和分析评价学生对知识的理解和建构的方法。

但在国内,有关概念图的研究才刚刚起步。

那么,究竟什么是概念图?作为一种学习策略,概念图是如何促进学生进行知识建构的?本文试结合生物教学实际对此作些探讨。

一、概念图的基本原理
11什么是概念图
概念图又可称为概念构图(concept mapping)或概念地图(concept maps)。

前者注重概念图制作的具体过程,后者注重概念图制作的最后结果。

现在一般把概念构图和概念地图统称为概念图而不加严格的区别。

概念图是用来组织和表征知识的工具[1]。

它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中,然后用连线将相关的概念和命题连接,连线上标明两个概念之间的意义关系。

概念(concepts)、命题(propositions)、交叉连接(cross-links)和层级结构(hierarchical frame-works)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
[收稿日期]2003-08-10
的展现方式,一般情况下,是一般、最概括的概念置于概念图的最上层,从属的概念安排在下面[2]。

某一领域的知识还可以考虑通过超级链接提供相关的文献资料和背景知识。

因此,概念图是表示概念和概念之间相互关系的空间网络结构图。

图1就是概念图的一个实例,它清楚地显示了概念图的上述四个基本要素。

21概念图的由来及理论依据
概念图最早是在20世纪60年代由美国康奈尔大学诺瓦克(Joseph D.Novak)教授等人提出,但概念图这一概念名词的确定却是在20世纪80年代。

20世纪60年代初期,行为主义理论还在北美盛行,由于行为主义理论不能很好地解释与动物有本质区别的人是如何学习和获得知识的,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5有意义的言语学习心理学6一书中对该理论作了精辟的论述[3]。

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已掌握的知识,当学习者有意义学习的心向,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。

奥苏贝尔甚至在其最有影响的著作5教育心理学:一种认知观6(1968年再版)的扉页上写道:/如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话,我会说:影响学习的最重要的因素是学生已知的内容。

弄清了一点后,进行相应的教学。

0[4]奥苏贝尔同时对概念的形成和同化进行了区分,认为意义学习的心理机制是同化,除了学龄前儿童,学生的学习都是通过概念同化习得新概念的。

概念的上位关系、下位关系和组合关系的层级排列最终形成了学生的认知结构。

奥苏贝尔的理论受到了社会的广泛关注。

但是,如何知道学生已经掌握了哪些知识?诺瓦克教授根据意义学习和概念同化理论开发了概念图这样一种新工具,并首先在研究儿童能够理解诸如能量、细胞和进化等抽象概念的过程中进行了应用。

很快他们发现,该工具同样可以用于教学设计和帮助学生进行有意义的学习,由此导致了对概论图更深入的研究。

后来的研究表明,现代的认知主义学习理论和建构主义学习理论都非常好地支持概念图教学的意义。

令人惊奇的是,被誉为构建21世纪教育新模式的信息技术和脑科学,也为概念图的正确性和无比广阔的应用前景提供了大量的事实说明。

例如,现代脑科学发现,人的大脑是由大约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。

人类对大脑的认识已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[5]。

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。

概念图的结构特征形象化地显示了人脑的这一生理机制。

31如何制作概念图
概念图的制作有一定的程序规范,要学习制作一个好的概念图,一般可以通过以下几个步骤来实现[6]。

(1)确定关键概念。

从选定的知识领域(教材的某一单元或章节)中,挑选出关键概念,以及与之相关联的其它概念,并把这些概念列出一张/关键概念一览表0,如关于光合作用的关键概念有光、二氧化碳、氧、能量等。

(2)概念的排序。

关键概念一经确定,便可以将其排列成序。

即把概括性最强、最一般的概念置于顶层,依次向下,概括性较小的概念位于较低的层次,最具体的概念位于最底层,从而形成概念的层次结构。

如有关光合作用的概念可分为6个层次(见图1)。

(3)进行各级连接。

把每一对相关的概念用连线连接,并在连线上标明二者之间/是什
么0或有/怎么样0的关系。

这样,同一领域或不同领域的知识,通过某一相关概念连接起来,概念图就初步制作完成了。

在进行连接时应注意:¹一定要精选要连接的概念,且要慎重考虑连接词,连接词不可用句子;º找到概念图中不同部分概念之间的相互关系,这样,可在概念图上形成不同层级概念之间的超连接,从而使概念之间形成网络结构(见图1)。

(4)反思与完善。

对已初步编制好的概念图加以重新考虑和重新绘制,这项工作可随着进一步学习和反思以后再做。

总之,要随时调整与充实概念图,以不断完善和重建自己的认知结构,从而使概念图成为促进学生意义建构的有力工具。

图1光合作用的概念图
二、概念图是一种促进知识建构的学习策略
11运用概念图,诊断学生的前概念
大量的生物学教学实践表明,学生在学习生物科学课程之前,头脑里并非是一片空白。

学生通过日常生活的各种渠道和自身的实践,对客观世界中的各种生物现象已经形成了自己的看法,并在无形中养成他们独特的思维方式。

这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为前科学概念(pre-science conception)或前概念(preconception)。

例如,把植物的地下部分都叫做根;把茎一概视为地上部分;把复叶的小叶当作叶;把植物学上的花冠部分叫做花;把肉质可食的果皮叫做果实,等等。

学生在日常生活中形成的这种前概念对学生认识形形色色的变态茎和变态根,正确理解茎和根的概念都会造成困难。

为了克服这种先入为主、凭直觉印象形成的前科学概念对建立科学概念产生的负面影响,在教学中可以采用引发认知冲突的策略,即揭示新知识新现象与学生原有认知结构中的前概念的矛盾,从而动摇其对前概念的确
认,进而通过前概念与科学概念的反复对比,揭示前概念的局限性、表面性,逐步形成科学概念。

为此,就必须诊断与揭示学生的前概念。

概念图技术就可以帮助教师有效地揭示学生的前概念。

例如,通过制作/自然选择0的概念图,就能了解学生对这一概念的理解情况。

21运用概念图,促进知识的整合
国外学者Klausmeir等[7](1974)通过研究发现,画概念图策略,有利于新旧知识的整合,促进学生进行有意义学习:(1)对某一概念的新例做出概括,并能辨别出该概念的反例;(2)通过意义连接,能找到某一概念的上位概念、下位概念及组合关系的概念;(3)找出某概念与其他概念间的各种对应关系(意义连接);(4)解决与某概念相关的实际问题。

在生物学教学中,为了帮助学生形成完整的认识结构,往往需要教师引导学生抓住知识的内在联系与要领,纵揽全局,对所学的知识进行整合,以形成良好的认知结构。

据此,引导学生编制概念图,就是一种最好的方法。

例如,在学习了动物的物质与气体运输之后,可引导学生编制概念图(见图2),以实现对这一领域知识的整合。

图2动物的物质与气体运输的概念图
31运用概念图,改变学生的认知方式
认知方式(Cognitive preference orientations)是个体对外部世界稳定的知觉形式和概念归类
模式(Heath,1964)[8],它是人对所输入的各种信息的一种处理策略。

它赋予个体在感知、记忆、思维和问题解决的常见方式以特征。

据研究,学生在学习中优先选择的认知方式有:记忆(Recall)、规则(Principles)、质疑(Questioning )、应用(Application)。

一般认为,选择规则(P)进行认知的学生,比选择其他认知方式的学生,在进行有意义学习时更具优势。

因为概念图能形象地展示和说明概念的含义及概念间的意义连接(Lehman et al,1985)[9]。

有人通过实验研究表明[10],运用概念图策略,学生主要采用以规则(P)为主要认知方式。

相反,控制组学生则主要以记忆(R)为主要的认知方式。

选择以规则为主要认知方式的学生,在学习新概念时,总是习惯于去分析概念之间的关系,并加以理解与记忆,而选择以记忆为主要认知方式的学生,则总是无数次地去背诵整个概念,用死记硬背的方式来处理新学的概念。

41运用概念图,促进对话与合作
概念图作为一种学习策略,不仅能促进学生进行有意义学习,还能提供合作学习平台,促进学生进行对话与合作,共同建构知识。

例如,在学习动物的物质与气体运输时,让学生绘制概念图,促进学生将所学知识与自己原有知识整合起来。

然后,以小组为单位,引导学生通过对自己制作的概念图与他人的比较、讨论,不断修改、完善自己的概念图,逐步建构起如图2所示的概念图。

总之,概念图策略能有效地促进学生进行合作学习,加速学生对知识的意义建构。

图3 对话与概念图互动关系从概念图的合作建构过程可以发现,概念图是学生对话的
结果,同时,概念图的建立也会反过来作为对话的平台,促进知
识的重新组织。

换言之,概念图原本是作为征询学生的意见而
设计,以支持对话的进行,然而,概念图也作为对话的/话题0,
对对话起组织或结构的作用,从而影响到学生的科学话语。

概
念图与对话之间的关系可如图3表示。

总之,概念图提供了很多的机会让小组成员进行合作与对话,练习将相关概念进行连接、统整;在此过程中,概念似乎成为可触及的具体事物,概念的意义也随着概念与概念间的连接、层级之间的建立而得到固定(solidification)或发展(development)
(Roth,1995)。

[11][参考文献]
[1]Joseph. D.Novak &D. B.Gowin (1984):Learning How to Learn.New York and Cambridge,UK:Cambridge Un-i versi ty Press 1
[2]Joseph. D.Novak (2000):The Theory Underlyi ng Concep t Maps and To Construct T hem,In ternet.
[3]高文.教学模式论[M].上海:上海教育出版社,2002,190)215.
[4]施良方.学习论[M].北京:人民教育出版社,1994,232.
[5]沈德立主编.脑功能开发的理论与实践[M].北京:教育科学出版社,2001,4)9.
[6]高文.教学模式论[M].上海:上海教育出版社,2002,303)304.
[7]Klausmeier ,H.J.Ghatala, E.S.,&Frayer, D. A.Conceptual lear nin g and development:A cogniti ve approach.New York:Academic Press.1974.
[8]Heath,R.W.Curriculum,cogniti on and educational cation and psychological measurement.1964,
239)253.
[9]Leh man,J. D.,Carter, C.,&Kahle,J. B.Concept mapping,Vee mapping,and achievement:Resul ts of a field
study with black high school students.Journal of Research in Science T eaching.1985,22(7):663)674.
[10]刘恩山,徐洪林.运用概念图进行生物教学对学生认知方式的影响[J].生物学通报,2003,(7).
[11]Roth,W.-M.Authentic school science:Knowing and lear ning in open inq uiry science laboratories.Dordrecht,
The Netherlands:Kluwer A cademic Press.1995.
The concept map:A learning strategy of promoting
knowledge construction
YUAN We-i xin
(Department of Bi ology,Huaiyin Normal College,J iangsu Huai an223300,China)
Key words:concept maps;kno wledge construction;learning strategy
Abstract:The concept map is a teaching and learning strategy of promoting kno wledge construc tion. Based on introducing basic principle of the concept map,this paper analyses the function that the concept map is as a lear ning strategy while the concept map promotes kno w-ledgs construc tion:Use the concept map to dia gnose the student.s preconception;Use the concept map to promote the integration of kno w-ledge;Use the concept map to change the student.s cognitive modes;Use the concept map to promote d-i alogue and cooperation.
(上接第38页)
Enhancing S T S knowledge teaching to reach the
developmental object
ZHOU Qing,YANG Jian-rong
(School of Chemis try and M ateri als Science of Shanxi Normal University,Shanxi Xi.an710062,China)
Key words:S T S education;developmental evaluation;general object
Abstract:Achieving the general object is the key point to accomplish the curriculum e valuation.S T S teaching is one effective way to accomplish the general object.Based on this vie w,this article pro-posed a S T S teaching evaluation model which including assessment in fields of concept,attitude,ability and initiative.。