吳曉郁 上海教育科學(xué)研究院
概念圖是一種用節點(diǎn)代表概念、連線(xiàn)表示概念間關(guān)系的圖示法?？的藸柎髮W(xué)的Joseph D. Novak博士根據Ausubel的學(xué)習理論在1960年代著(zhù)手研究概念圖技術(shù)，并使之成為一種教學(xué)的工具。事實(shí)上，概念圖的用途極其廣泛。它除了用作輔助學(xué)生學(xué)習的工具外，還是教師和研究人員分析評價(jià)學(xué)生對知識的理解和構建的方法，也是人們產(chǎn)生想法（頭腦風(fēng)暴），設計結構復雜的超媒體、大網(wǎng)站以及交流復雜想法的手段。
一、概念圖的理論基礎
概念圖的理論基礎是Ausubel的學(xué)習理論。Ausubel認為新知識的學(xué)習取決于新舊知識能否達到意義的同化。換言之，知識的構建是通過(guò)已有的概念對事物的觀(guān)察和認識開(kāi)始的。學(xué)習就是建立一個(gè)概念網(wǎng)絡(luò )，不斷地向網(wǎng)絡(luò )增添新內容。Ausubel的另一個(gè)重要觀(guān)點(diǎn)是有意義學(xué)習。為了使學(xué)習有意義，學(xué)習者個(gè)體必須把新知識和學(xué)過(guò)的概念聯(lián)系起來(lái)。新知識必須和學(xué)習者現有的認知結構產(chǎn)生相互作用。有意義學(xué)習與死記硬背截然不同。盡管死記硬背也能把新信息納入知識的結構，但是，它缺乏新知識與知識結構的相互作用。死記硬背固然對記憶事物的順序有用，可是，它無(wú)法幫助學(xué)習者理解事物之間的聯(lián)系。而有意義學(xué)習能使學(xué)習者認識概念之間的關(guān)系。不管采用哪一種教學(xué)策略，死記硬背和有意義學(xué)習都有可能發(fā)生。接受式學(xué)習和發(fā)現學(xué)習都可能導致有意義學(xué)習。因此，問(wèn)題并不一定在信息呈現的方式上，而是新信息怎樣與已有知識結構整合，這是實(shí)現有意義學(xué)習的關(guān)鍵。Ausubel的第三個(gè)主要觀(guān)點(diǎn)是概念有不同的深度，可以非?；\統，也可以非常具體。而且，籠統的概念中包含著(zhù)不太籠統的概念，在這些不太籠統的概念中又含有相當具體的概念。所以，根據概念具體的程度可以漸進(jìn)地對概念進(jìn)行區別。Ausubel認為，學(xué)習者應會(huì )辨別新概念的層次。根據層次，把這些概念放入他們知識結構中相應的位置上。
Ausubel的“先行組織者”（ advance organizer）是一種廣泛使用的傳遞大量學(xué)科知識的方法。他主張用一幅“大的圖畫(huà)”，首先呈現最籠統的概念，然后逐漸展現細節和具體的東西。他認為，如果教師在學(xué)生開(kāi)始學(xué)習課文前用這種形象化的手段呈現知識要點(diǎn)，可以幫助學(xué)生在新舊知識之間建立聯(lián)系。同時(shí)，也有利于學(xué)生按階段進(jìn)行學(xué)習。
用概念圖來(lái)考察學(xué)生組織和理解知識的變化，強調學(xué)生知識構建的過(guò)程時(shí)，概念圖與建構主義的學(xué)習觀(guān)是一致的。
二、如何構建概念圖
制作概念圖可以使新舊知識之間、概念之間的關(guān)系清晰可見(jiàn)，迫使學(xué)習者將這些關(guān)系外化。從這個(gè)意義上說(shuō)，概念圖幫助學(xué)生了解知識的結構，了解知識構建的過(guò)程。這就是幫助學(xué)生學(xué)會(huì )學(xué)習。那么，怎樣構建概念圖？
根據Novak博士的介紹，要確定一篇研究報告、一章內容的主要概念，或哪怕想到某一門(mén)學(xué)科的概念，第一步是必須列出概念。有人覺(jué)得把概念寫(xiě)在卡片上，便于移動(dòng)，對構成概念圖很有幫助。
第二步是把含義最廣、最有包容性的概念放在圖的頂端?？墒?，有時(shí)要確定含義最廣、最有包容性的概念比較困難。這時(shí)，可以注意一下概念的背景，或了解概念出現的順序也會(huì )有幫助。
第三步，繼續往下寫(xiě)，以增加更多具體的概念。但Novak博士向教師建議，任何一個(gè)概念下面不要有三個(gè)以上連接的概念。用線(xiàn)條把概念連接起來(lái)，并用連接詞語(yǔ)注明連線(xiàn)。概念間的連線(xiàn)可以是單向、雙向或無(wú)方向的。 連接詞語(yǔ)應能說(shuō)明兩個(gè)概念之間的關(guān)系。這種說(shuō)明語(yǔ)可視為一句陳述，或叫命題。連線(xiàn)使概念之間建立了意義。當許多相互聯(lián)系的概念捏到一起時(shí)，就看到了這方面知識的意義。
第四步，尋找概念圖不同部分概念之間交叉連線(xiàn)的聯(lián)結，并標明連接線(xiàn)。
第五步，把說(shuō)明概念的具體例子寫(xiě)在概念旁。
對同一組概念可以畫(huà)出許多不同形式的概念圖。所以概念圖的畫(huà)法不是一種。隨著(zhù)對概念之間關(guān)系理解的變化，概念圖也會(huì )發(fā)生變化。
學(xué)生制作的概念圖一例
三、概念圖的應用
概念圖是創(chuàng )作的工具。 畫(huà)一幅概念圖好比經(jīng)歷一次頭腦風(fēng)暴。當一個(gè)人把自己的想法順利地寫(xiě)下來(lái)時(shí)，想法會(huì )變得更加清晰，頭腦也會(huì )接受新想法。這些新的想法可能與已經(jīng)寫(xiě)下來(lái)的想法有聯(lián)系，而且會(huì )引發(fā)新的念頭。
概念圖是超文本設計的工具。 由于萬(wàn)維網(wǎng)已變得日益強大，是無(wú)處不在的信息傳播媒介，因此，作家必須改變線(xiàn)性的寫(xiě)作方式，去創(chuàng )建與其它文件相聯(lián)系的超文本格式文件。超文本的設計與概念圖在結構上相似，這就使概念圖成為超文本概念結構設計非常合適的工具。超文本和概念圖結構可視為一幅指導圖或知識圖。如果概念圖上有可點(diǎn)擊的區域，以超文本格式放在網(wǎng)上的概念圖就可用作網(wǎng)的導航工具。
概念圖是交流的工具。 一個(gè)人制作的概念圖代表了一種組織信息或思想的方法。它是可以被其他人共享的東西。一組人制作的概念圖代表了集體的思想。無(wú)論哪一種情況，概念圖可用作人們討論概念和概念之間關(guān)系的交流的工具。他們可以設法贊同一個(gè)共同的結構，以此作為下一步行動(dòng)的基礎。
概念圖是學(xué)習工具。 Novak 研究概念圖的初衷是用來(lái)幫助學(xué)習。建構主義的學(xué)習理論認為，要記住知識、并懂得意義，那么，新知識就應當與現有的知識結構整合。概念圖的作用是促進(jìn)這個(gè)過(guò)程的形成。這是因為概念圖可以把整合的過(guò)程清晰地呈現出來(lái)，并使學(xué)習者看到概念之間的關(guān)系。研究發(fā)現，在學(xué)習中使用概念圖的學(xué)生，在較長(cháng)一段時(shí)間以后，其知識的保持超過(guò)不用概念圖學(xué)習的學(xué)生。用畫(huà)概念圖和看概念圖學(xué)習的學(xué)生，他們的知識面也比用死記硬背來(lái)學(xué)習的學(xué)生寬，更能解決問(wèn)題。研究人員還發(fā)現，當學(xué)生試圖用圖來(lái)表示知識的理解時(shí)，他們最肯動(dòng)腦筋。
概念圖是評價(jià)的工具。 概念圖還可用作評價(jià)的工具。Novak 博士的研究小組發(fā)現，通過(guò)概念圖可以了解學(xué)習者在解釋內容時(shí)被誤解的概念。學(xué)生對概念的理解常常出現不完全或者有缺陷，結果造成了誤解。學(xué)生畫(huà)的概念圖表達了他們對概念正確的或錯誤的理解，有助于教師診斷被學(xué)生誤解的概念，以致影響教學(xué)效率的原因。
四、概念圖的評價(jià)標準
Novak 和 Gowin（1984）提出了概念圖分析記分的四條標準：命題 （每個(gè)有效命題記1分），層級（每個(gè)有效的級為5分），交叉連接（每個(gè)有效的、有重要意義的交叉連接記10分。雖然有效，但不反映命題或相關(guān)概念組之間的綜合則記2分），例子（概念圖有效的例子記1分）。
Cleare（1983）在研究中采用的標準與上述標準相同，只是在分數的分配上有些差別。后來(lái)Wallace 和Mintzes（1990）的研究在上述四條標準的基礎上又增加了一個(gè)標準——分支，并建議每個(gè)分支記1分。
Markham、Mintzes和Jones (1994)認為，分支的記分應根據形成分支的層級來(lái)定。第一層上的分支記1分，以后每個(gè)層級上的分支記3分。
Liu（1994）認為，Schreiber等人的記分方法不僅包括了概念圖的命題和有層級的結構，而且對概念圖組成部分的實(shí)際效度與隱含效度之比進(jìn)行測量。這就便于用含有四個(gè)不同變量的數學(xué)等式來(lái)計算總分。
由此可見(jiàn)，記分法由于對概念圖各組成部分的權重不同而有所不同。評分者通常要對有效性和精確性或組成部分的重要性作一些調整。結果使同一概念圖的得分因評分者不同而有差別。所以，Liu認為在使用這種記分法時(shí)，應當估計到評分人之間的信度可能不是很高。
像Novak 這樣的分析記分在評價(jià)有具體概念或比較結構化的任務(wù)時(shí)，是有用的。但是，用它來(lái)評價(jià)開(kāi)放性任務(wù)時(shí)，就很難了。而Schreiber 和 Abegg 的評分方法又太復雜，不便于中小學(xué)教師使用。所以，根據Novak 和 Gowin (1984) ，以及Wallace 和 Mintzes等人確定的六個(gè)標準設計的一個(gè)評分表作為評價(jià)工具，是概括性較強的整體分析評分的方法，教師也比較容易接受。 考慮到區分度的問(wèn)題，評分一般按4（最完全、有效）——0（缺失或無(wú)效）五個(gè)等級記分。六條標準及其定義是：
1. 命題：在概念之間建立起有意義的聯(lián)系；
2. 層級：最高層的概念分解成若干有效的層級，從最一般到最具體；
3.分支：從最高層的概念分解出最概括的概念或下一層概念；
4.交叉連接：不同分支中的下一層概念之間的聯(lián)結整合是有效的、有意義和重要的；
5.例子：最能區別次一級的概念；
6.概念化程度：理解最高層概念和與之相連接的次級概念的程度。
五、在線(xiàn)概念圖制作及評分系統
概念圖制作軟件可以用來(lái)組織概念、進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，把想法構成圖形。圖中的節點(diǎn)形狀可由用戶(hù)預先設置，連線(xiàn)可以是直線(xiàn)也可以是弧線(xiàn)，再貼上注釋標簽，箭頭可以放在任意一邊。每一樣東西的顏色也都可任意設定。
加利福尼亞大學(xué)的美國國家評價(jià)、標準和學(xué)生測試研究中心（CRESST）用在線(xiàn)制作知識概念圖和評分系統研究學(xué)生的概念理解與發(fā)展過(guò)程。CRESST的做法是建立一個(gè)網(wǎng)站，將有關(guān)數據庫的使用與知識圖的構建整合起來(lái)。該網(wǎng)站支持學(xué)生、教師和專(zhuān)家的知識圖的制作與維護，提供實(shí)時(shí)評分結果和知識圖的報告。CRESST用數據庫收集一段時(shí)間內學(xué)生的概念圖，并保持連續的記錄，這樣就可以產(chǎn)生整個(gè)知識形成情況的報告。再將報告轉變成標準的HTML格式，使用戶(hù)可以用瀏覽器在網(wǎng)上瀏覽。
學(xué)生在線(xiàn)制作的知識圖將由三個(gè)不同的系統進(jìn)行評分：（1）將學(xué)生的知識圖和五位專(zhuān)家和教師的知識圖進(jìn)行對比，可獲得一個(gè)總分，以了解學(xué)生總的概念理解的情況；（2）專(zhuān)家對學(xué)生知識圖中每一個(gè)命題的精確性和復雜水平打一個(gè)質(zhì)量分，以了解學(xué)生對哪些概念之間關(guān)系的理解發(fā)生了變化和發(fā)展的情況；（3）對互相連接進(jìn)行評分，以考察學(xué)生知識圖中概念間相互連接的水平。這三個(gè)分數結合起來(lái)便可以了解到學(xué)生概念理解的實(shí)質(zhì)和發(fā)展過(guò)程。
概念圖制作系統用Java語(yǔ)言編寫(xiě)。要考察的概念都列在菜單內，學(xué)生只需用鼠標器點(diǎn)擊概念術(shù)語(yǔ)，就可以將概念添加到圖內。再從另一個(gè)菜單中選擇所要用的連接語(yǔ)（按字母順序排列），就形成了命題。例如，生理學(xué)的概念有身體、大腦、呼吸系統、循環(huán)系統、血液等等，連接語(yǔ)為吸收、控制、分泌、構成、制造等等。研究人員和教師事先對一整套概念和連接語(yǔ)都作了界定。菜單中的概念只允許學(xué)生使用一次，而菜單中的概念間的連接語(yǔ)，學(xué)生可根據自己的需要使用。
