1．2          概念圖的起源與發(fā)展

概念圖技術(shù)的開發(fā)并不是研究者盲目進(jìn)行的，而是研究者根據(jù)研究的需要和相應(yīng)的理論基礎(chǔ)，在實(shí)踐中經(jīng)過不斷檢驗(yàn)、修正和完善而發(fā)展起來的一種促進(jìn)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的策略。它的提出不僅解決了研究中的困惑，給科學(xué)教育研究帶來了便利，也形成了一個(gè)很有價(jià)值的研究領(lǐng)域。概念圖之所以具有上述特點(diǎn)，與它所依據(jù)的理論、要解決的問題以及所發(fā)揮的作用密切相關(guān)。

概念圖技術(shù)(concept mapping)的起源可以追溯到20世紀(jì)六七十年代Ausubel、Novak和Gowin等人在康奈爾大學(xué)所進(jìn)行的著名研究。因?yàn)樗麄兊某錾ぷ鳎拍顖D在當(dāng)時(shí)引起了相當(dāng)大的關(guān)注，帶動(dòng)了各國研究者的一系列研究工作，大量有關(guān)概念圖的研究報(bào)告開始出現(xiàn)，概念圖成為科學(xué)教育研究和科學(xué)教學(xué)的一種有用而具有無限價(jià)值的工具。20世紀(jì)六七十年代，Novak和Gowin等人對(duì)200名學(xué)生進(jìn)行了一項(xiàng)長達(dá)12年的縱向追蹤研究。在研究的第一年要對(duì)學(xué)生進(jìn)行幾次訪談，很快他們就發(fā)現(xiàn)訪談結(jié)果的解釋和轉(zhuǎn)錄存在很大問題，從訪談?dòng)涗浐娃D(zhuǎn)錄中很難看出學(xué)生概念理解的具體變化，要想?yún)^(qū)別改變的類型更難。在研究中，他們經(jīng)常遇到這樣一個(gè)難題：他們所設(shè)計(jì)的任何一種書面測(cè)驗(yàn)，都不能有效地測(cè)量兒童所掌握的知識(shí)。很顯然，他們需要更好的工具或方法來表征兒童知識(shí)結(jié)構(gòu)和概念結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化。

1978年，Rowell在研究了一些磁帶錄音和研究性訪談?dòng)涗浿?，決定要設(shè)計(jì)一個(gè)“概念圖模型”。在這些早期的概念圖中，并沒有使用連系詞。他們認(rèn)為研究者可以根據(jù)連結(jié)的兩個(gè)概念理解它們之間的意義。但是在討論過程中，Posner對(duì)概念圖中內(nèi)在的模糊不清提出了嚴(yán)厲的批評(píng)。后來的研究也發(fā)現(xiàn)，評(píng)分者對(duì)同一個(gè)連結(jié)的理解存在很大的差異，甚至完全不是繪圖者的意思。因此，他們改進(jìn)了概念圖，要求繪圖者在概念圖的連線上做標(biāo)注，這就是我們今天所說的比較完善的概念圖。當(dāng)然，用概念圖來表征學(xué)生知識(shí)的想法不是憑空想象的，而是有一定的理論依據(jù)。Novak與康奈爾大學(xué)的研究小組在課堂實(shí)踐中開展了大量的教育研究工作，他們非常注重課堂觀察，這給他們研究結(jié)論的推廣帶來了很大的便利。但是，在最初的研究中，Novak等人的研究結(jié)果經(jīng)常與理論的預(yù)期不一致，這讓他們非常困惑。此時(shí)，Ausubel (1963)發(fā)表了《有意義言語學(xué)習(xí)理論》，其中的某些理論恰好可以合理解釋他們的研究結(jié)果。而且，他們發(fā)現(xiàn)Ausubel的理論能更精確地解釋學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)者的成功和失敗。此后，Novak等人在發(fā)展研究和課程改進(jìn)項(xiàng)目時(shí)，主要以Ausubel的有意義學(xué)習(xí)的同化理論為框架。他們?cè)谡n堂里實(shí)驗(yàn)Ausubel學(xué)習(xí)理論的各種思想，由于他們的研究成果，Ausubel對(duì)自己的理論進(jìn)行了一些修正，Novak和Gowin等人也根據(jù)Ausubel學(xué)習(xí)理論的某些思想開發(fā)了幾種促進(jìn)教學(xué)和科學(xué)教育研究的有效工具，概念圖技術(shù)就是影響較大的工具之一。

Ausubel的理論認(rèn)為，認(rèn)知結(jié)構(gòu)是有層次的結(jié)構(gòu)，抽象的概念和命題高于范圍較窄的、較具體的概念和命題，大多數(shù)的新學(xué)習(xí)都是通過派生或相關(guān)類屬，把新信息的意義納入已有的概念命題系統(tǒng)。于是，Gowin等人提出了概念 命題結(jié)構(gòu)層次化表征的思想，這是概念圖思想的來源之一。同時(shí)，Ausubel的理論也認(rèn)為，人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的概念處于逐漸分化的過程之中，在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)從事件和物件中認(rèn)識(shí)到范圍更廣和更具體的概念，會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的包括其它有關(guān)概念在內(nèi)的命題聯(lián)系；當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的概念存在著聯(lián)系，可以構(gòu)成新的命題意義的時(shí)候，或者當(dāng)各個(gè)概念之間的意義矛盾得到解決的時(shí)候，就會(huì)在不同的部分之間進(jìn)行綜合貫通[4]，這些思想都為概念圖的使用和評(píng)分提供了理論依據(jù)。

除了以Ausubel的有意義學(xué)習(xí)理論(層次結(jié)構(gòu)理論、逐漸分化理論、綜合貫通理論)為基礎(chǔ)，概念圖也來源于對(duì)Piaget的臨床訪談法進(jìn)行的調(diào)整。最初，Piaget使用臨床訪談法來分析兒童解釋周圍事件的認(rèn)知過程，后來Novak等人對(duì)此方法進(jìn)行了修改，用概念圖來表征學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并把它客觀化，讓學(xué)習(xí)者和老師都了解學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么，以調(diào)查人們解釋事件的概念和命題框架；同時(shí)，研究者還把概念圖用作一種評(píng)估工具。研究證明，概念圖對(duì)傳統(tǒng)的評(píng)估方法是一種很好的補(bǔ)充。

1．3          概念圖的繪制

Ausubel和Piaget的理論為如何建構(gòu)一個(gè)概念圖提供了指導(dǎo)。Novak和Gowin認(rèn)為，概念圖應(yīng)該是：(1)具有層次性，上位概念在頂端；(2)用適當(dāng)?shù)倪B系詞做標(biāo)注；(3)有交叉連結(jié)，表明層次的子分支之間的關(guān)系。因?yàn)?#8220;新信息經(jīng)常與更一般的、更具有包含性的概念建立聯(lián)系，或類屬于其下”，所以會(huì)出現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)。根據(jù)逐漸分化原理，學(xué)生或者通過創(chuàng)建新的分支，或者通過進(jìn)一步分化已有的分支，把新概念和新連結(jié)添加到層次結(jié)構(gòu)中，豐富和完善已有的層次結(jié)構(gòu)。當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到層次中相同水平上的概念或命題間的新聯(lián)系時(shí)，就理解了它們的意義。

Novak和Gowin對(duì)繪制概念圖的方法步驟，根據(jù)學(xué)生年級(jí)的不同分別進(jìn)行了詳細(xì)介紹。一般而言，教學(xué)生繪制概念圖包括以下部分：(1)向?qū)W生介紹概念圖：概念圖是什么，其用途有哪些，包括哪些組成成分；(2)分析概念圖的建構(gòu)，主要強(qiáng)調(diào)概念圖的四個(gè)方面，即如何識(shí)別一組概念間的關(guān)系，建構(gòu)命題，學(xué)習(xí)識(shí)別好的概念圖，重新畫概念圖；(3)練習(xí)建構(gòu)概念圖。先給學(xué)生提供關(guān)于某一主題的概念列表，教師帶領(lǐng)學(xué)生共同建構(gòu)一份概念圖。然后，重新提供另一組主題概念，讓學(xué)生單獨(dú)繪制概念圖；(4)檢查和討論學(xué)生繪制的概念圖，介紹評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，提供一些評(píng)分后的概念圖例子；(5)鞏固練習(xí)繪制概念圖。

簡而言之，繪制概念圖的大致程序是，先列出某個(gè)主題領(lǐng)域內(nèi)的重要概念，根據(jù)抽象概括程度的不同，有結(jié)構(gòu)、有層次地將其相互之間的本質(zhì)聯(lián)系用連線和相關(guān)詞語表示出來，經(jīng)過反復(fù)修改和討論，達(dá)到對(duì)該主題知識(shí)的融會(huì)貫通。

2                     概念圖的作用

從上述概念圖理論來源的介紹中，可以看出概念圖綜合了結(jié)構(gòu)主義和建構(gòu)主義的觀點(diǎn)。它以Ausubel的學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，體現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)主義的觀點(diǎn)，是對(duì)知識(shí)的一種靜態(tài)形象的描述，可以用來了解學(xué)生已有的知識(shí)和錯(cuò)誤概念等；概念圖的結(jié)構(gòu)層次可以促進(jìn)學(xué)生新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)。概念圖對(duì)皮亞杰的臨床訪談進(jìn)行調(diào)整，體現(xiàn)的則是建構(gòu)主義的觀點(diǎn)，是對(duì)知識(shí)的一種動(dòng)態(tài)的描述，可以用以促進(jìn)和評(píng)估學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化。所以，概念圖的作用與它的理論起源和特點(diǎn)是一致的。

2．1          調(diào)查學(xué)生的先前知識(shí)和錯(cuò)誤概念

概念圖就是一種非常有效的了解學(xué)生先前知識(shí)的工具和技術(shù)。盡管Ausubel在理論中著重闡述了學(xué)生的先前知識(shí)在學(xué)習(xí)中的重要作用，但是，他并沒有給教育工作提供簡單、有用的手段，來幫助教師了解學(xué)生的已有知識(shí)。繪制概念圖可以解決這個(gè)問題，它已經(jīng)經(jīng)過特別的改制，能夠深入每個(gè)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并把它客觀化，使學(xué)生和老師都能弄清楚這個(gè)學(xué)生已經(jīng)知道了什么，進(jìn)而看出學(xué)生的錯(cuò)誤概念，從而糾正概念之間的錯(cuò)誤的連結(jié)。Novak等人也談到，并不是說一張概念圖能夠完全把學(xué)生關(guān)于某個(gè)主題的概念和命題全部展現(xiàn)出來，但是，總的來說概念圖大致上能夠做到這一點(diǎn)。隨后大量的研究也證明了他們的觀點(diǎn)。

同時(shí)，通過學(xué)生繪制的概念圖也可以了解學(xué)生的錯(cuò)誤概念，概念圖在辨別錯(cuò)誤概念上非常有用，概念圖中不正確的連結(jié)形成的錯(cuò)誤命題，或者相關(guān)概念之間沒有進(jìn)行連結(jié)，都是很好反映學(xué)生錯(cuò)誤概念的指標(biāo)。

2．2          幫助學(xué)生“學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)”

Novak及其同事發(fā)現(xiàn)，概念圖可以幫助學(xué)生組織和理解新知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)有意義的學(xué)習(xí)，也能幫助老師更有效地組織教學(xué)。概念圖是一種知識(shí)的客觀化視覺表征，能夠使學(xué)生清楚地看到自己學(xué)習(xí)中存在的問題和錯(cuò)誤，從而有針對(duì)性地進(jìn)行知識(shí)的補(bǔ)充和修正，以及學(xué)習(xí)策略的調(diào)整。繪制概念圖也是一種非常有趣的學(xué)習(xí)活動(dòng)，可以吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生能夠有效地監(jiān)控自己的學(xué)習(xí)過程，針對(duì)自己的情況，調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。概念圖可以幫助學(xué)習(xí)者意識(shí)到并反思他們自己的錯(cuò)誤，幫助學(xué)生負(fù)責(zé)自己的意義理解，有助于他們形成綜合的概念系統(tǒng)?？梢哉f，繪制概念圖的過程也就是理解知識(shí)的過程。概念圖不僅為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的支架，而且是改善學(xué)生學(xué)習(xí)的元認(rèn)知工具。

2．3          促進(jìn)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)

概念繪圖法如何促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)呢?概念圖中的概念不是分離的，而是相互之間存在一定的關(guān)系。交叉連結(jié)是很強(qiáng)有力的連結(jié)，它把相關(guān)的概念組成一個(gè)“網(wǎng)”，可以促進(jìn)知識(shí)在認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)的穩(wěn)定性。概念圖不只是連結(jié)一般概念和具體概念，也把概念結(jié)構(gòu)內(nèi)不同的子領(lǐng)域連結(jié)起來，增強(qiáng)了不同知識(shí)范圍的聯(lián)系。實(shí)際上，這樣提高了聯(lián)系新材料的相關(guān)概念的數(shù)目，使新學(xué)習(xí)的內(nèi)容更容易與已有的相關(guān)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)建立聯(lián)系，聯(lián)系的穩(wěn)固程度也會(huì)有所增強(qiáng)。非常強(qiáng)有力的連結(jié)可以將原先分散的章節(jié)甚至題目聯(lián)結(jié)起來。

只有垂直連結(jié)的命題比那些垂直和水平連結(jié)都有的命題更可能忘記，因?yàn)榇怪边B結(jié)是概念的具體例子，而交叉連結(jié)把概念層次不同領(lǐng)域的概念聯(lián)系起來，可以使新知識(shí)記憶得更牢固。機(jī)械學(xué)習(xí)記住的只是一系列命題，相互之間沒有建立聯(lián)系；使用概念圖，新概念和命題與整個(gè)已有的、相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)系起來，這種類屬、逐步分化以及上位學(xué)習(xí)模式最終造成學(xué)習(xí)者知識(shí)結(jié)構(gòu)質(zhì)量和連結(jié)數(shù)量增多，從而促進(jìn)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)。事實(shí)上，在過去三十年中，大量有關(guān)概念圖的研究也證明，它是一種非常有效地促進(jìn)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的策略和工具。

Heinze Fry和Novak以自修生物的大學(xué)生為被試，調(diào)查了概念圖工具在三個(gè)教學(xué)單元的時(shí)間內(nèi)是否促進(jìn)學(xué)生了學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)。研究結(jié)果顯示，概念圖使學(xué)生更多地進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)，盡管在短期內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組和控制組的成績統(tǒng)計(jì)上沒有達(dá)到顯著水平，但是，實(shí)驗(yàn)組在知識(shí)保持、學(xué)習(xí)效能等方面的平均得分都高于控制組。而且，隨著干預(yù)時(shí)間的延長，概念圖對(duì)有意義學(xué)習(xí)的促進(jìn)效果會(huì)越明顯。

2．4          促進(jìn)和評(píng)估學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變化

概念圖不僅可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，同時(shí)也是測(cè)量學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)變化情況的敏銳工具。極端的知識(shí)基礎(chǔ)重新建構(gòu)，也就是概念轉(zhuǎn)變，可以在概念圖的最高層次水平上反映出來；同樣地，在下位學(xué)習(xí)過程中伴隨著的緩慢、精細(xì)、同化性的變化，也能通過概念圖中低層次水平的增加或減少描述出來。Carey建議，概念圖可用于分析知識(shí)的獲得。她說，“通過比較連續(xù)的概念圖，比較學(xué)生掌握的某個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，研究者可以看出在獲得知識(shí)的過程中，知識(shí)是怎樣被重新建構(gòu)的”。