概念圖相關知識及其在教育系統中的應用

摘 要：概念圖是由諾瓦克教授等人提出的一種組織和表征知識的工具，隨著概念圖的發展，它被應用于各個領域，尤其它在教育中的作用日益凸顯。概述了概念圖背景及理論基礎、概念圖的特征、概念圖的創建，并重點研究了概念圖在教育系統中的應用，以期概念圖在教育系統中的應用更加廣泛。

關鍵詞：概念圖；教育系統；應用

中圖分類號：G523 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2013）33-0281-02

一、概念圖的背景及理論基礎

概念圖技術是諾瓦克在嘗試理解兒童科學知識變化的一個縱向研究項目中開發出來的，諾瓦克的工作是基于奧蘇貝爾的學習心理學。概念圖是知識的圖式化表征，并由概念及概念之間的關系構成。概念通常被置于圓形或方形的框圖中，概念之間的關系通過連接其的連接線進行表示。連接線上的標簽詳細說明了概念之間的關系。概念—連接線—概念三位一體組成一個“命題”。概念圖的一個重要的特征是“交叉連接線”。這些交叉連接線表示了概念圖中不同領域的概念之間的關系，交叉連接線顯示了概念圖中所表征的某一知識領域的概念如何與概念圖中所表征的另一知識領域的概念之間建立聯系。在新知識的產生過程中，交叉連線通常被認為表征了學習者的創造性學習。

二、概念圖的特征

（一）半分級組織

概念圖中概念的等級安排的基本動機是來自奧蘇貝爾關于“包含”的概念（subsumption），即更為綜合的上位的概念包含更為具體的詳細的概念。在概念圖中體現為更為綜合上位的概念就處于圖式中的頂部位置，而更為具體和詳細的概念則處于概念圖的下部。而在實際操作中，概念圖中的概念并非按照嚴格的等級關系進行分布，而是以一種半分級的形式進行分布。概念圖中允許非等級關系或交叉連線，同樣允許其他非等級形式的安排。

（二）標注連接線

概念圖的另外一個定義性特征是在概念之間使用連接詞。Novak Gowin （1984）認為概念及連接概念之間的連接詞構成了一個有意義的命題，根據奧蘇貝爾的同化理論和有意義學習理論這是一個最基本的意義單元。概念構圖理論對所使用的標簽沒有嚴格限制，允許概念圖制作者更為自由且精確地描述概念之間的關系。

（三）節點的定義

我們所提到的所有的圖式理論都對節點和連接線進行了區分。Novak Gowin’s （1984）關于概念圖開創性的工作中，定義概念為“對物體或時間的感知性規律”。一般而言，概念使用一個或僅僅幾個字詞來進行表示，其中之一為名詞或動名詞。在其他圖式系統中也保持了對概念的如是定義（e.g.， Fisher， 1990； Jonassen， 2000；Herl， O’Neil， Chung Schachter， 1999； O’Neil， 1999）。但是，思維導圖（Buzan Buzan， 1996）方法允許概念（節點）可以為想象、思想、觀點或句子，在認知圖式（Ackerman Eden， 2001； Eden Ackerman， 2001）中，把節點視為觀點“ideas”，可以是句子或者段落。在得克薩斯基督教大學（TCU）版的知識圖式中（Bahr Dansereau， 2001； Chmeilewski Dansereau， 1998； Lambiotte， Skaggs Dansereau， 1993； O’Donnell et. al.， 2002； Rewey， Dansereau Peel， 1991）使用一套受限制的連接詞，節點有時是我們理解的句子中的概念又或者是整個段落中的一些觀點或事件。限制節點內容為概念使得能夠更為清楚地表征概念之間的相互關系，并且是概念圖概念的定義特征。

三、概念圖的建構

可以通過不同的方法來建構概念圖。根據建構概念圖的需要而選擇不同的方法。概念圖可以通過手工或者軟件輔助來完成。概念圖也可以通過個體或者群組來完成。Novak Gowin （1984）定義概念構圖包含下列步驟：

第一，定義主題或核心問題。

第二，一旦確定了主題，下一步就是識別并羅列出最重要的或“最綜合的”的與該主題相關的概念。

第三，按照最綜合和最具包含性的概念到最具體的順序將這些概念從頂部安排到底部，并且概念之間存在清楚的包含關系。

第四，一旦主要的概念被識別并排列好順序，在概念之間添加上連接線以形成一個初步的概念圖。

第五，添加上連接詞來描述概念之間的關系。

第六，一旦建立了初步的概念圖，下一步就是尋找交叉連接，這些連接線連接的是概念圖中不同領域內或子域中的概念。交叉連線有助于詳細闡釋概念之間是如何相關的。

最后，檢查概念圖在結構和內容上有沒有需要修改的地方。

四、概念圖在教育系統中的應用

（一）使用概念圖作為支持學習的工具

在本節中，我們集中于學生創建的培養學生學習能力的概念圖上?？傮w看來，學生創建的概念圖可以以多種方式用來促進有意義學習。Novak Gowin （1984， Chapter 2）曾指出概念圖是對學生知道什么的一種示意性摘要。概念圖可以用來顯示學生關于給定主題的前知識或者可以用來總結學習到了什么。在這一點上，概念圖經常用來作為學生筆記的一種形式。Novak and Gowin指出概念構圖是一種創造性的活動，學生必須通過鑒別重要概念、關系以及特定知識領域的結構來努力闡明其意義。概念構圖活動培養學生對其知識和理解進行反思的活動，給學生的學習情況以反饋來監控他們學習到了什么，或者也可能在教師或者同伴的幫助下能將注意力集中在學習需求上。

通過對文獻的分析可以發現，對概念圖最普遍的應用是用于教與學。許多研究表明概念構圖對學習產生了很多作用。已經證明了的關于概念圖的使用包括：（1）幫助思維的腳手架；（2）鞏固教育體驗；（3）提高學習的情感條件；（4）作為傳統書寫的一種輔助手段；（5）教授批判性思維；（6）作為一種中介表征。

1.鑒別出學生的當前理解、迷思概念和概念轉變

在新的學習活動中學生能夠達到多少概念化的理解取決于他們已經知道了什么。概念圖以被用于檢查學生的前知識、跟蹤學生某課程的知識發展、比較學生不同的知識水平，教師和學生通過使用概念圖能夠更加清楚地識別出迷思概念。EdmondsonSmith （1996） 使用概念圖發現，所有的教學人員都能通過概念圖發現學生的錯誤概念并能由此而調節教學以對學生進行概念轉變教學。

2.合作學習

在一些研究中已經提到了在概念圖建構過程中合作的作用，例如， Esiobu， Soyibo （1995） 通過常規課堂教學活動后實驗組使用概念構圖和V形圖進行總結，分別采用個體建構和小組建構的方式，而控制組任何構圖方式都不采取，對兩組進行同樣的多選測驗，結果研究證明處理組比控制組的得分要好，而且小組合作建構概念圖組表現得要比獨立建構概念圖組要好。

（二）使用概念圖進行評價學習

概念圖可以用于形成性或終結性評價過程中。在形成性評價中，學習者按照要求對學習過程中的不同知識點繪制概念圖，教師既可以診斷學生的理解又可以根據學生的表現來修正課程。終結性評價可以用于教學單元之后來確定學生對該單元的理解并劃分等級。

1.利用概念圖進行評價的有用性

概念圖在課程中進行知識評價或者在學科教學中進行知識評價可以有效地證明學生知識結構的變化，例如，Wallace Mintzes （1990）描述了概念圖作為證明概念轉變的方式。在進行教學后，所有的被試參加了后測，后測中包含與前測相同的客觀測驗和概念圖建構。結果顯示實驗組在進行教學后在客觀測驗上的成績有小幅增加。

2.對概念圖進行賦分的方法

傳統對概念圖進行賦分的方法是Novak和Gowin （1984）提出的，該評分方法是基于概念圖的組分和結構。Novak和Gowin的評分系統包含有效命題（每個1分）、層級水平（每個層級5分）、分支數 （每個分支1分），交叉連線（每個交叉連線10分）、明確的樣例 （每個樣例1分）。層級水平數反映的是概念圖的包含程度，分支數顯示的是漸進分化程度，而交叉連線數顯示的是知識的整合程度。 該評分系統已經被證明為非常耗時，但是該評分系統也確實能夠提供概念圖創建者的知識結構的大量信息。

（三）概念圖作為先行組織者

Ausubel （Ausubel， 1968； Ausubel， Novak， Hanesian， 1978）提倡使用先行組織者來促進有意義學習。先行組織者是對所要學習的材料的全面瀏覽。概念圖可以作為先行組織者（Novak Gowin， 1984；Novak， 1998； Willerman MacHarg， 1991）。作為先行組織者的概念圖可以由教師或專家來進行建構。概念圖先行組織者可以作為課堂學習的一個組成部分來使用。概念圖可以在文本章節或其他教學單元的開頭呈現，或者作為課堂教學指南而在課堂的開始來進行應用。

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