概念图在中学信息技术课程中的应用研究，本文主要内容关键词为：中学论文,信息技术课程论文,概念图论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、概念图的特征
20世纪60年代，美国康奈儿大学诺瓦克教授在进行学生12年的学校生活中知识结构变化情况的研究时提出概念图并将其运用于教学。概念图有以下特征：
1.概念图的结构特征
概念图主要由节点、连线、连接词三个部分组成。节点表示概念，用几何图形、图案等符号来表示。连接各节点的连线表示两个概念之间存在某种关系，连线可以是单向的、双向的或非方向的。连接词即连线上的文字，是节点之间关系的文字描述。概念和连线通过节点和连接词按顺序形成简单的命题。[1]因此，单纯从可视化的概念图的组成上来看，概念图可以被认为是表示概念和概念之间相互关系的空间网络结构图。
2.概念图的知识呈现特征
（1）层级性。在概念图中，相关的知识、概念是用层级结构的方式来呈现的。最一般、最基础的概念置于概念图的上端（或中心），次一般和更具体的概念按等级排在下面（或周围）。特殊知识领域的层级结构根据知识应用或思考的情境而定。
（2）交叉、连接性。交叉连接用于表示概念图中各概念之间的相互关系。这种交叉连接是对知识深度思考建构整合的结果，有利于意义学习的发生。
二、概念图的认知理论基础
认知心理学家奥苏贝尔（D.Ausubel）提出关于人的学习的认知理论，并在《有意义的言语学习心理学》一书中对该理论作了精辟的论述。[2]他根据学习者是否理解要学习的材料，将人的学习分为意义学习和机械学习，他们的主要区别在于有没有新旧知识的同化。奥苏贝尔极力强调，学习者必须自己发现知识的意义，并将之纳入原有的认知结构中，加以统合、融会贯通，这才是有意义学习。为了促进有意义学习的产生，奥苏贝尔强调在教学中应积极运用以下两个组织原则：一是先行组织者，也就是对所要学习的具有高度抽象与概括化特点的知识，作简要的提示，为新学习的任务提供观念上的固着点。二是综合贯通，教师与学生的观念要融会贯通才能产生有意义的联系。
奥苏贝尔的理论受到了社会的广泛关注。对于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，由此导致了对概念图更深入的研究。[3]
三、概念图的绘制流程
概念图的一般制作流程是：选取一个熟悉的知识领域→确定关键概念和概念等级→初步拟定概念图的纵向分层和横向分支→建立概念之间的连接→连线上标明关系→不断修改和完善，运用图形颜色美化概念图。
下面以普通高中《信息技术基础》书中2.2.1节搜索引擎为例，介绍制作概念图的流程。
1.选出课本中重要的概念，包含词汇和事件（见表1）
2.描述上述词汇和事件的基本概念，区分主要概念和次要概念，定义概念层次
①主要概念：搜索引擎；②次要概念：目录索引类搜索引擎、全文搜索类搜索引擎；③更次要概念：拥有自己的检索程序和数据库、租用其他引擎的数据库。
3.寻找连接词，使两个概念形成有意义的句子
例如，搜索引擎由全文搜索引擎、目录索引类搜索引擎组成。
4.制作“前概念图”并进行美化（见图1）
四、概念图在信息技术课程中的应用
将作为教学策略的概念图合理地运用到中学信息技术课程中，一方面，可以促进教师教学。教师掌握了概念图的教的策略，能够更好地做教学设计，更加清晰地展示课堂内容，从而提高教学效果。另一方面，还能帮助学生学习。学生掌握了概念图的学的策略，能够更好地组织所学内容，更长久地记忆所学知识，从而实现意义学习提高学习效果。另外，概念图还能够促进师生的交流，使学生学会与人合作，最终共同提高教学效果。[4]
1.概念图作为教的策略在信息技术课程中的应用
（1）课前的教学设计
教师要上好课，在课前必须要认真地备课，进行教学设计。由于概念图能够将大段的文字变成简单的结构图，它将教学内容、教学理论以可视化的形式清晰地表现出来，无形中它还能训练教师思维的严密性、条理性，使教师不容易遗忘知识点，从整体上把握知识结构，这种图在课堂板书或投影中可以直接使用。从图1搜索引擎的概念图中我们可以看到，利用概念图策略备课，知识的呈现更清晰，知识间的关系更明确，视觉效果更好，更容易使学生接受，可以直接作为课堂板书内容呈现给学生，达到事半功倍的效果。
（2）课堂教学
课堂教学是整个教学过程的中心环节，在信息技术课堂上，教师的活动一般有两种，在理论课上，教师常常是“读课本”，对课本内容没有深加工，板书内容没有条理性，常常是即兴所写。在实验课上，教师常常是稍微交代主要学习的内容，然后直接上机操作演示，剩余时间就留给学生自己练习。有的学生理解能力差，上机练习的时候就跟不上进度。将概念图运用到课堂中，在一定程度上能够解决这种问题。[5]概念图能够条理清晰、直观形象地展示教学内容，学生能够一目了然地看到这节课要学习的内容、重点以及知识点之间的联系，还可以看到教师在教学设计过程中的思维过程。这样学生容易跟着教师的讲课进度走，不容易疲劳走神。另外，教师将备课时所作的概念图直接投影出来，省时省力还可以资源共享。
（3）课后测试和评价
课后的测试和评价是教学过程的重要组成部分，为师生调整和改进教学提供充足的反馈信息。概念图作为一种总结性评价的工具，应用到中学信息技术教学中，通过对学生头脑中关于知识结构的图示再现情况进行测试，教师可以清晰地了解学生有没有在头脑中建立所学知识的图示，是否理解某些概念的含义以及概念之间的相互关系，有没有深入地掌握所学知识，从而有针对性地帮助学生巩固提高。
运用概念图进行测试，在平时的课后小测验中，可以只提供一个与课堂上所学相关的大主题，要求学生选定一些概念，创建连接词将不同概念相联系，以及安排概念的层级，并标出某些交叉连接。教师通过对学生概念图作业的检查，可以清楚地了解学生掌握了哪些知识及其掌握程度。中学《信息技术基础》中基础性概念多，知识点零碎，而在程序设计时有严密的逻辑推理过程，比较适合用概念图测试方式。[6]
2.概念图作为学的策略在信息技术课程中的应用
（1）课前预习准备
学生预习功课是一个好的学习习惯，能够让学生提前了解所学知识，做到心中有数，上课时能够有针对性地听讲。概念图由于其结构特点，学生预习时简单地画一幅或几幅概念图，少不了概念节点，这样预习的内容在学生头脑中就有了一个清晰印象，不至于读了一遍书还不知主要内容是什么。同时画概念图也少不了连线和连接词，这个过程可以在无形中引导学生思考知识之间的联系，将已有知识融入到新的知识中。在预习新知的同时还达到了复习旧知的效果，使学生整体把握知识。
（2）课堂听讲讨论
在课堂教学中，学生不仅要听课还要做课堂笔记，使用概念图可以帮助学生高效记笔记。概念图可以引导学生从教师的讲解中迅速地提取几个中心的概念性的文字，用一些简单的图和方向性的线将知识彼此联系，节省文字和空间而且清晰明了，便于复习和再记忆。有效的课堂学习还要求学生积极参与课堂讨论，课堂上可以将概念图应用到小组讨论学习中，辅助学生进行“头脑风暴”的活动。例如在学习《信息技术基础》中3.3.1节揭开人工智能的神秘面纱时，就可以让学生分组讨论人工智能与人类的关系，各小组在讨论时安排一个学生通过概念图的方式记录组员的观点，大家展开“头脑风暴”，将各自的观点表达出来，最后共同完成小组的概念图，然后全班进行讨论交流。在这个过程中，不仅锻炼了学生的发散思维，还培养了学生的合作精神。
（3）课后复习记忆
根据艾宾浩斯遗忘曲线，人的遗忘是先快后慢，学生课后需要及时复习。但是，学生自己复习后，在应对测试时，仍然会出现遗忘的情况，不知道如何灵活运用所学知识解答综合性题目。这说明学生在复习时没有掌握知识之间的联系，机械地记忆了某些概念，这些知识在头脑中只是一些无序排列的符号，不能形成系统的有意义的认识，从而导致不能有效地提取知识。加涅的信息加工学习理论中讲到，将短时记忆变成长时记忆必须要经过编码过程，编码的过程不是把有关信息收集在一起，而是用各自的方式把信息组织起来。[7]概念图能较好地辅助学生整理加工信息，通过连线、连接词以及层级关系，将零散的知识点集合在一起，帮助学生从纷繁的信息中找到信息间的联系，在头脑中形成清晰的知识网络图，学生在回忆时可以“按图索骥”，回忆出一个知识点就可以顺着知识间的联系回忆出其他知识。
结束语
综上所述，将概念图应用于高中信息技术教学中，教师掌握了概念图策略能够更加轻松高效地进行知识传授，引导学生进行意义学习，评价测试学生的学习情况，能够帮助教师更有效地教、学生更有效地学，促进师生的双边交流。学生掌握了概念图策略，能够真切地感受到学习是有趣的活动，概念图能不断形成、调整、改变、扩大学生的知识结构，帮助学生建立知识网络，让学生感觉到知识不是杂乱无章的，概念图式的作业和测试也让学生轻松许多，学生会乐于思考，主动地投入到意义学习中，从而也使学习变得更加有意义。
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