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地理教學中概念圖的制作與使用
概念圖作為一種組織和表征知識的工具,與教學有著緊密的聯系。在西方國家,概念圖是中小學教學中常用的一種策略,且效果良好。隨著現代教學方式的普及,概念圖教學已成為許多國家教學策略改革的重點所在。20世紀90年代,這一教學策略被引入我國,當前正被越來越多的研究者和教師認識并使用。
一、什么是概念圖
概念圖由美國著名教育心理學家約瑟夫·諾瓦克最早提出。他認為:概念圖就是用來組織和表征知識的工具,它通常是將有關某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中,再以各種連線將相關的概念和命題連接起來,這樣就形成了關于該主題的概念或命題網絡,以此形象化的方式表征學習者的知識結構及對某一主題的理解。概念圖研究是基于奧蘇貝爾的意義學習理論基礎之上的,非常強調學習過程中先前知識的重要性。諾瓦克指出,意義學習需要三個條件:①將要學習的材料必須概念清晰且能以語言及與學習者先前知識有關的例子呈現;②學習者必須擁有相關的先前知識;③學習者必須選擇有意義地學習。
概念圖的組成主要包括概念、命題、交叉連接、層級結構四個要素。其中,概念被定義為事件或事物的規律性或模式,或者事件或事物的記錄,通常用專有名詞或符號進行標記;命題是對事件或事物現象、結構和規則的陳述,在概念圖中,命題是通過適當的“連接詞”將兩個或更多的概念連接起來而形成的意義關系,或對某個事件或事物的一句陳述;交叉連接表示不同知識領域概念之間的相互關系,交叉連接常常能夠引發新的創造性見解;層級結構是概念的展現方式,一般情況下,最一般、最概括的概念置于概念圖的最上層,從屬的概念安排在下層,某一領域的知識還可以考慮通過超級鏈接提供相關的文獻資料和背景知識。層級結構有兩層含義: 一是指同一知識領域中的概念依據其概括性水平不同分層排布;二是不同知識領域間的結構,即不同知識領域的概念圖之間可以進行超級鏈接。
在結構上,概念圖包括節點(又稱結點)、連線和連接詞三個部分。節點就是置于圓圈或方框中的概念;連線表示兩個概念之間的意義聯系,可以有方向,也可以沒有方向;連接詞是置于連線上的兩個概念之間形成命題的聯系詞,如“由”、“是”、“形成”等。
二、概念圖在地理教學中的作用
概念圖以命題的形式顯示概念之間的意義聯系,形成所有基本概念有機聯系的知識網絡結構。通過概念圖對相關概念直觀形象的表達,可以使學習者擺脫被動記憶和理解的缺陷,從而主動積極地對概念進行學習和理解。地理教學中運用概念圖主要有以下作用:
1.顯著提高地理教師的教學效果
知識的本質即概念和命題,概念是知識結構的基礎,命題是知識結構的骨架。概念和命題是教學的精髓和核心,形成概念、掌握命題是教學的中心任務。在地理知識概念圖中,以核心概念為中心,次級概念為節點,依次連接不同層級的概念,最終構成一個分層次、多節點的概念網絡結構,實現知識的網絡化和結構化。概念圖以科學命題的形式對不同概念之間的意義聯系進行顯現,結構清晰,一目了然。通過概念圖,教師可以理清不同地理概念間的關系,將相關地理概念以簡明扼要的形式呈現出來,通過其層級結構明確不同概念的學習順序,使整個教學過程直觀清晰。同時,通過概念圖,教師既可以使學生在掌握地理命題的過程中習得地理概念,也可以使學生在學習地理概念的基礎上掌握地理命題。而且,在結構化的概念圖中,教師還可以將地理概念與其他學科概念進行知識間的相互滲透,形成不同領域概念之間聯系的拓展,從而擴大地理教學范圍和視野。
2.積極促進學生學習的知識建構
建構主義認為知識不是單純通過傳授而習得的,而是學習者在一定背景下通過他人(教師、家長及學習同伴等)幫助,利用必要的學習手段及學習資料,通過意義建構的方式而獲得的,并且認為要進行有意義的學習就需要將新學習的知識和舊知識建立聯系,通過同化和順應過程實現認知結構的發展。概念圖剛好具有促進這一過程完成的功能,因為學習者利用概念圖學習的過程,同時也是進行新知識建構的過程。在建構主義學習理論的視野下,概念圖是學生建構知識不錯的腳手架。作為一個有層次的意義網絡,概念圖與人類認知結構中表征、組織和貯存知識的方式是吻合的,它以圖示的結構將各種地理概念及其關系以類似于人腦對知識儲存的層級結構的形式排列,清晰地揭示了各種地理概念之間的意義關系。在地理學習中,通過概念圖,學生既能夠比較清晰地把握相關概念,也能夠比較清晰地辨析不同概念的相對重要性及相互聯系,從而有效地實現對地理知識脈絡的把握和對地理知識網絡的建構。
3.有效進行地理教學的評價診斷
諾瓦克等人最初研究概念圖的目的是為了對學生已經具備的知識水平進行測試。傳統的評價方法通常只是注重對學生離散知識的掌握情況的考查,而概念圖卻可以對學生的知識結構及學生對概念問相互關系的理解做出檢測和評價。使用概念圖進行教學效果評價具有兩個方面的優點:①通過概念圖的層級結構,可以比較清楚的測試出學生搜索已有概念,把握知識特點,聯系和產出新知的能力;②通過概念圖中的節點、連線和連接詞及所舉具體事例,可以較為準確的判定學生對概念意義理解的清晰性和廣闊性。正是基于這兩大優點,在具體的地理教學過程中,可以將概念圖作為評價地理教學效果的重要手段。實踐表明,概念圖可以作為形成性評價的有效工具,教師通過觀察學生制作概念圖的過程,能了解學生思維活動的情況,以便及時進行診斷。
三、地理概念圖的制作
地理概念圖的制作是地理教學中的一個實質性問題,并且是一個動態的過程。通常來說,沒有嚴格的程序規范,主要有如下步驟:
1.選取地理教學內容
制作地理概念圖,非常重要的一點是要明確具體的教學內容,明確教學內容涉及的相關概念。概念圖的建構跟其所要用到的先前地理概念聯系密切,明確的地理背景知識有助于確定概念圖的核心概念及相關概念,并準確地進行概念的層級劃分,據此制作概念圖。
2.確定關鍵概念并進行概念等級排序
地理教學內容選定后,從選定的教學內容中選出關鍵(或稱核心)地理概念以及與之相關的其他概念,并將這些概念按照從一般到具體,概括性由大到小的順序進行排序。
3.初步擬定概念圖的層級布局
把概括性強、包容性廣的概念放在頂層,下面依次為概括性、包容性較低的概念,最具體的概念位于最底層。不同層級的地理概念可用不同形狀的方框或不同的顏色表示。
4.建立概念與命題之間的連接
把每一對相關的地理概念用連線聯結,并在線上標明二者的關系。如此,同一領域及不同領域中的知識便通過某一相關地理概念而連接起來。然后再次修改或修飾, 使各級地理概念及其關系條理清晰,至此,概念圖基本完成。概念之間的聯系有時很復雜,但一般可以分為同一知識領域的連接和不同知識領域的連接兩大類來考慮連接關系。在這里需注意兩點:①針對不同概念慎重考慮連接詞,以準確表明概念之間的關系;②概念框中盡可能采用規范的地理概念,盡量避免在概念框中使用句子,以免引起誤解。
5.反思與完善
地理概念圖初步完成后,隨著在地理教學中的使用,師生會對原有概念圖產生新的認識和看法,可以對原有概念圖進行相應的修改和完善。
概念圖可以手工繪制,也可以電腦制作。利用電腦制作概念圖有許多優點,如修改方便,界面漂亮,可直接打印、網上交流等。針對概念圖的制作,國外有多種制作軟件,如Map2.0, Inspiration, Mind Manager, Cmap Tools等。其中Cmap Tools 和 Inspiration是兩款目前比較流行的概念圖制作軟件,Cmap Tools目前是一款免費軟件,使用者可通過網站(cmap.ihmc.us/download)下載使用。在北京師范大學知識科學與工程研究所的幫助下,Cmap Tools的中文版也已發布。Inspiration是美國Inspiration軟件公司開發的一種專用概念圖軟件,有多種版本,也可在網上(http://www.inspiration.com)下載使用。在地理教學中應用Cmap Tools或Inspiration進行概念圖的制作比較方便、美觀,并可以在概念圖上創制超鏈接等,使其表征更多的地理概念及信息,具體操作在此不作介紹。
四、概念圖在地理教學中的應用
有關概念圖的使用,諾瓦克認為,結合學生熟悉的主題來介紹概念圖是很好的辦法。他對在教學中如何使用概念圖進行了舉例說明,例如以“植物”這個主題為例, 可以采取如下步驟進行:首先,可以讓學生自發地說出一些相關的概念,如葉子、莖、花、根、綠色、水分、光、養料等;接著讓學生找出這些概念中最一般、包容性最廣的概念,并將它放在概念圖的最頂端;然后確定次一級的概念,并將它們放在概念圖的第二層,這時還需要確定恰當的概念間的連接詞,以形成與植物相關的有意義的命題,在此基礎上,繪制簡單的概念圖;最后讓學生以個人或小組的形式向這個框架上添加其他相關的概念和連接詞,引導學生對制作的概念圖進行交流討論,修正完善,完成“植物”概念圖的制作。概念圖在地理教學中的應用可以參照如圖2的程序:
1.提出問題
提出問題是指根據具體的地理教學內容,提出讓學生思考與將要學習的地理知識相關的概念。通過對這些相關概念的回憶,要求學生能夠以概念圖的形式對這些相關概念進行組織和表征,使學生對先前的概念做出整理,作為新學概念的先行組織者,使新知識有固著的基點。例如在學習“地殼物質循環”概念時,首先向學生提出如下問題:回憶巖漿巖、沉積巖和變質巖的概念及其相關概念,以此作為學習“地殼物質循環”的先前概念,并制作先行組織者概念圖。
2.整理概念
依據所作先行組織者概念圖,讓學生在教學內容中尋找與新學地理知識(比如三大類巖石)相關的地理概念,并將這些概念盡可能詳盡的羅列出來,并進行概念的初步整理。這一要求目的很明確,就是通過學生對教學內容的閱讀和對概念的初步整理培養其良好的學習習慣,為學生提供理解概念學習的經驗和感受。
3.實施教學
這一環節是概念圖教學的核心,此過程中,教師應給予學生充分的時間與機會去考慮問題并進行適時的指導。通過啟發提問、參與交流、平等對話等形式,引導學生對相關地理概念進行再次整理及層級劃分,并選擇合適的連接詞建立新舊地理概念之間的意義聯系。作為一種教學策略,概念圖反映了教學規律的概念同化理論。在運用這一策略引導學生學習的過程中,教師已從知識的灌輸者轉變為學習的引導者,支撐著學生的意義學習,個別時候也需要教師的一定講解。比如為了使學生更好的理解“地殼物質循環”的原理和過程,講清重融再生、冷凝凝固、內力作用、外力作用等概念之間的聯系和意義等,以使學生對核心概念及相關概念的聯系有比較清晰的認識和理解。在具體實施教學的過程中,有時不可避免地會產生各種各樣的問題,對于概念圖教學而言,討論或許是一種非常有效的解決方式。因為問題通常是在新舊概念無法同化的過程中產生的,所以討論的重點很明確,即應該集中于新舊概念的聯系問題。討論不僅可以活躍課堂氛圍,鍛煉學生的思維和表達能力,尤其可以使問題的認識逐步深化、明確、清晰,乃至達成共識,從而使整個討論群體均可獲益。
4.建構成圖
當學生對問題有了充分的理解以后,教師可以適時地把學生引向概念圖,要求學生依據所列概念,結合討論結果,繪制出新學地理知識的概念圖。在制作概念圖的過程中,學生需要對相關地理概念進行重新的組織和表征,需要對地理知識網絡結構中概念與概念之間的聯系進行重新的確認和定位,以將新的地理概念整合到原有的地理概念網絡結構中去。概念圖制作完成后,學生便在一個新的層次完成了對原有地理概念的意義建構。
5.評估交流
學生初步制作完成的概念圖,反映了其自身對新學地理概念的理解和建構,不同的學生針對同一個地理學習內容繪制的概念圖會有差別,所以教師在學生完成地理概念圖的基礎上,在對學生繪制概念圖的表現進行肯定的同時,也要對一些典型的錯誤或不足進行糾正。在評估反饋的過程中,引導學生通過相互間的交流,培養學生的自我評價和反思能力,以促進學生認知能力的全面發展。
6.修正完善
在評估交流的基礎上,讓學生結合實際針對自己的概念圖進行反思,并加以完善,以對所學新知適時鞏固。
上述概念圖教學的一般程序并非一成不變的,實際上,在具體的地理教學過程中,可以根據教師、學生、教學環境、教學條件等因素的變化進行適當的調整。
五、概念圖在地理教學中的局限性
概念圖是一種很好的教學策略,但也并非是一種萬能的教學策略,在地理教學的具體運用過程中,也會存在一定的不足和局限。概念圖與結構圖、模式圖、示意圖等地理圖形圖像一樣,都是反映地理知識內容的表現形式。就教學效果而言,概念圖側重于表示概念與概念之間的聯系及意義,而對于教學中涉及地理操作、地理變化以及地理情感等的內容,概念圖就顯得效果不是很明顯了。在肯定概念圖功能的同時,也不能無限地夸大,更要防止概念圖是一種適用于所有地理教學內容的教學策略的錯誤認識。事實上,并非所有的地理知識運用概念圖都能取得最好的效果,有些所謂的概念圖其實僅僅是知識結構圖的一種變形,并且在概念圖中顯現的也并不全是概念,這就有悖于概念圖的初衷,容易陷入形式主義,如圖3。
上圖中自然資源的“分類”和“基本特征”就不是概念,而且圖中概念之間也無特別的聯系,整個概念圖的效果看起來還不如自然資源知識結構圖清晰明了,這種情況下教學中用知識結構圖表示的話可能更好一些,如圖4所示。
那么哪些地理內容在教學中比較適用概念圖呢?筆者認為在概念較多且相互之間有密切聯系又極易混淆的地理知識的學習中,概念圖應該是一種很好的教學策略。概念圖教學通常需要這樣的前提:學生對將要學習的地理概念的前概念已經有所學習或了解,當前要做的就是把這些概念用節點、連線和連接詞的方式建構成一張概念圖,通過概念圖的形式來表現概念與概念之間的相互關系,以促成學生將新的概念納入原有的概念體系之中,完成有意義的學習。如果學生對所學概念的相關前概念還沒有學習或了解,而要求他們通過概念圖掌握相關知識顯然不符合有意義學習的認知規律,效果就不會太好。此外,在能力培養上,概念圖強調對地理概念內涵和外延的理解和把握,是一種非常有效的知識學習和能力培養方式。但對學生的地理野外觀察能力、地理社會調查能力、地理計算能力、地理實驗能力等的提升作用有限。所以,在實際地理教學中,需要將概念圖與其他教學方法相結合,以實現對學生各方面能力的全面培養。
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