知識網(wǎng)絡圖——一種有效的教學設計方法和工具方法知識網(wǎng)絡圖

從優(yōu)秀到卓越 -從好文檔開始 知識網(wǎng)絡圖一種有效的教學設計方法和工具 (Concept Map A Useful Method and Tool of Instructional Design) 張文蘭 陜西師范大學新聞與傳播學院教育技術系 知識網(wǎng)絡圖既是心理學中一種重要的研究工具，也可作為教學設計的有效方法。本文在介紹知識網(wǎng)絡圖背景的基礎上，探討了知識網(wǎng)絡圖可作為分析學習者知識結構特征、分析和組織教學內容、開展有效教學、培養(yǎng)學習者元認知技能及作為有效的測評工具的多種功能。 關鍵詞：知識網(wǎng)絡圖 知識結構 有效教學設計方法 一、引言 知識網(wǎng)絡圖又稱概念關系圖或認知地圖，（ concept map）是由美國康奈爾大學的著名心理學家諾瓦克和高溫（ Novak&Gowin）基于奧蘇伯爾的概念同化理論在 80 年代初期首次提出的。它實際上是一種由節(jié)點和連線組成的知識之間關系的結構表征，是一種表征、檢查、修正和進一步完善個體知識結構的認知工具。 自諾瓦克提出知識網(wǎng)絡圖概念之后，許多心理學家從不同角度對知識網(wǎng)絡圖在教學、學習中的作用進行了大量的研究，取得了很多理論研究成果，但這些研究成果到目前為止，仍主要停留在心理 學和教育學的理論研究范疇中，沒有納入教育技術學研究的視野，為教學設計研究所關注。筆者曾查閱了近幾年國內外比較有影響和有代表性的幾本教學設計專著和教材，有關知識網(wǎng)絡圖的內容的介紹和應用非常之少，表明人們尚未認識到知識網(wǎng)絡圖作為教學設計的一種有效方法和工具的應用潛力。造成這種問題的原因，筆者認為和教學設計理論體系本身的封閉性有一定的關系。近些年，在 相關學科理論都有了長足的發(fā)展時，教學設計理論的演進卻仍主要停留在對模式形式的變化或模式中局部要素的改變中，不能及時反映教學系統(tǒng)外部環(huán)境的變化，不能有機的整合相關學科理 論研究的成果。本文意在把知識網(wǎng)絡圖引入教學設計方法體系中，探討如何將心理學關于知識網(wǎng)絡圖的研究成果有機的整合到教學設計研究中，利用這一工具進行有效教學設計，促進學生的學習。 二、知識網(wǎng)絡圖可作為一種有效的分析學習者的知識結構特征的方法 教學系統(tǒng)設計的目的是為了有效促進學習者的學習，學習者是學習活動的主體，學習者具有的認知的、情感的、社會的特征都會對學習過程產(chǎn)生影響，學習者已有的知識結構特征會對新的學習的產(chǎn)生更為重要的、直接的影響。美國著名教育心理學家奧蘇貝爾在其最有影從優(yōu)秀到卓越 -從好文檔開始 響的著作教育心理學：一種認知觀再版扉 頁上寫到：“如果我不得不把教育心理學的所有內容歸納為一條原理的話，我會這樣說：影響學習最重要的一個因素就是學習者已經(jīng)知道了什么，確定了這一點，就可據(jù)此進行教學?！蹦敲?，在實際的教學中，如何比較準確的了解學習者對新的學習已經(jīng)知道了什么呢？在以往教學設計中，教師或是通過談話和提問的方式了解學習者對新知識學習的準備狀況，或是根據(jù)經(jīng)驗設定一個教學起點，將該起點以下的知識技能作為預備能力，并以此為依據(jù)編寫預測題對學習者施測，了解學習者已有的知識技能。這種方法可以測查出學習者對一些事實性的、零散的、具體的知識點的掌握情 況，卻無法據(jù)此來判斷學習者對各個知識點之間關系的把握程度，無法掌握學習者原有知識結構的整體狀況，如各知識點是高度整合的、還是松散的，原有知識點之間的聯(lián)系是否穩(wěn)定、是否有組織的、可分辨的、知識點之間聯(lián)系的豐富性等特征。但知識網(wǎng)絡圖卻能避免上述方法存在的缺陷，彌補其不足。具體做法是在教學之初，教師可以采用讓學習者將已學過的知識畫網(wǎng)絡圖的方法，外化學習者的知識結構，掌握學習者知識結構的總體特征。在實際教學中，可以采取將一般性的前測和畫知識網(wǎng)絡圖兩者結合的方式全面、深入的分析和了解學習者的知識結構特征。 三、知識網(wǎng) 絡圖是一種有效的分析和組織教學內容的方法 諾瓦克等人開發(fā)知識網(wǎng)絡圖的最初目的是想把它作為一種查明學習者原有知識，外化學習者知識結構的研究工具，但實際上該工具的作用遠不限于此，它還可以作為一種有效的分析和組織教學內容的方法。在教學設計中以往常用的內容分析和組織方法包括歸類分析法、圖解分析法、層級分析法、信息加工分析法和使用卡片的方法，這些方法應該說各有其優(yōu)點，他們分別適用于不同類型的學習結果，如：層級分析法和信息加工分析法都比較適合于智慧技能類內容的分析，歸類分析法比較適合于言語信息類內容的分析，但這些方法存 在的一個共同的問題是它們所揭示的知識點或是孤立的，或是單維的，不能夠直觀、清晰的反映某一領域各類知識點之間的豐富的、精細化的多緯聯(lián)系，不符合知識在人腦中存貯的方式。認知心理學關于知識表征研究表明，在某一知識領域中，所有知識點都是圍繞著中心概念來組織的，所有概念都被納入到一個高度整合的知識結構之中，知識點之間既存在縱向的聯(lián)系，也存在橫向的聯(lián)系?？v向聯(lián)系表征了知識之間不同的概括抽象水平及知識之間的類屬關系，橫向聯(lián)系表征了處于同一水平的知識點之間的聯(lián)系。知識領域中的各個知識點之間的內在聯(lián)系可因學習、訓練或經(jīng)驗而加 強，并且教育心理學的大量研究表明，有組織的學習材料將有助于學習者的識記、理解和應用。因此，通過繪制相關內容的知識網(wǎng)絡圖，既可以深入的分析各知識點之間的內在邏輯聯(lián)系，合理的安排教學內容的順序，另一方面，借助于教師所呈現(xiàn)的知識網(wǎng)絡圖，學習者能夠比較清晰地、全面地、系統(tǒng)地掌握所學知識的整體結構及各知識點之間的聯(lián)系，了解當前所學的某一知識點在整個知識結構中的位置及與其它知識的關系。 四、知識網(wǎng)絡圖也可作為一種有效的教學策略和學習策略 知識網(wǎng)絡圖不僅可以作為一種有效的內容分析和組織方法，在實際教學中，它還可以作 為一種有效的教學策略和學習策略，提高教師的教學效果和促進學生的學習。在教學中，教師可以利用知識網(wǎng)絡圖這種形象的、直觀的方法為學習者講解和充分展現(xiàn)教學內容中不同概念間的相互聯(lián)系和內在聯(lián)系，使學習者在正確理解的基礎上建構起所學材料的具體意義，因此筆者認為，由于基于知識網(wǎng)絡圖的教學過程能夠更好的幫助學習者通過自己對知識的探索與建構，改造、充實并豐富自己的知識結構，能夠更好的體現(xiàn)學習者在教學過程中的主體地位。對學習者來說，畫知識網(wǎng)絡圖可以有效的幫助學習者組織、建構和整合信息，可以使學習者的知識結構更為合理、整合水平 更高。 此外，畫知識網(wǎng)絡圖也是一種培養(yǎng)學習者的元認知技能的有效工具。因為畫知識網(wǎng)絡圖從優(yōu)秀到卓越 -從好文檔開始 看起來象制作一個沒有箭頭指向的流程圖，但其中所蘊含的心理操作卻非常的復雜。編制網(wǎng)絡圖要求學習者在學習過程中，能識別組成知識的基本概念，努力發(fā)現(xiàn)并理解概念與概念之間的多種關系及不同概念領域之間的隱含關系，同時編制知識網(wǎng)絡圖，還可以使學習者意識并發(fā)現(xiàn)對不熟悉的新知識的模糊理解。因此繪制知識網(wǎng)絡圖的過程，一方面是學習者不斷獲取新知識和建構意義的過程，是學習者系統(tǒng)地整理所學到的知識，將新的知識融入自己原有的知識結構，使新舊知識建立更 為豐富的、多向的聯(lián)系；另一方面也是學習者檢查和診斷自己已有知識結構的穩(wěn)定性、完善性的過程。所以，筆者認為，教師在教學中應首先使學生掌握繪制知識網(wǎng)絡圖的方法，然后有意識的引導他們利用知識網(wǎng)絡圖有效地呈現(xiàn)自己已有的知識，鼓勵他們善于并樂于利用知識網(wǎng)絡圖對自己的知識結構進行評價，有效的監(jiān)控和調節(jié)自己的學習過程，進而發(fā)展自己的元認知技能。雖然學生最初所能畫出的概念圖可能往往是十分粗糙和簡單的，但隨著學習的深入，會逐漸變得精細和豐富。 五、知識網(wǎng)絡圖可作為教學設計中一種有效的測評工具 在教學設計中了解學習者對所學知識 的掌握情況最常用的方法是測驗，通過設計各種形式的測試題，了解學習者對已學知識的學習水平。但筆者認為，傳統(tǒng)的測驗方法一般只能測出學習者對某些零散的知識點的掌握情況，無法考查學習者已有知識結構的總體特征。用知識網(wǎng)絡圖作為考查學習者學習的評價工具，既可以有效的幫助學習者在學習過程中或學習告一段落時，對自己、他人所掌握的知識結構和認知過程進行反思，又可鞏固所學到的知識，考查學生的成績，激勵學生在不斷完善知識結構的過程中進行更加深入的、更有意義的學習。因此，用知識網(wǎng)絡圖進行測評，可以補充傳統(tǒng)測驗方法的許多不足。 在用 知識網(wǎng)絡圖做測評工具時，測評形式可以有多種：可已讓學生用線段將給出的相關概念連接在一起，也可以讓他們從幾十個詞中選出一門學科中的最重要的概念，并用這些概念表示該學科的基本結構，還可以讓學生按照所給出的標題畫出相應的知識網(wǎng)絡圖或將和某一論題有關的概念列舉出來，并解釋原因；此外，還可以讓學生用所給出的詞畫出相應的知識網(wǎng)絡圖并根據(jù)知識網(wǎng)絡圖的內容寫一篇短文。那么如何對基于知識網(wǎng)絡圖的測驗進行評定呢？依據(jù)測驗形式的不同，計分的方法也有所不同，一般可以將學生所畫的知識網(wǎng)絡圖與標準的權威的知識網(wǎng)絡圖進行對比；還可以從知 識網(wǎng)絡圖中構成有意義命題的數(shù)量、知識網(wǎng)絡圖中所表現(xiàn)出來的層級數(shù)、知識網(wǎng)絡圖中橫向連接的數(shù)量以及能否說出相應的概念例證等緯度進行評定。 知識網(wǎng)絡圖從結構特征來看，主要有兩種：一種是層級網(wǎng)絡圖，一種是語義網(wǎng)絡圖。圖1 是一個有關光和作用的層級知識結構網(wǎng)絡圖，在圖中，節(jié)點用以表示某一知識領域的一些重要概念，連線則用以表示一組或幾組概念之間的內在聯(lián)系。一般在連線上或連線旁一般還會有一些詞或詞組對概念節(jié)點之間的內在關系進行標注。用標志線相互連接的兩個概念節(jié)點可以組成一個命題。命題是知識網(wǎng)絡圖的最基本的意義單元。由于知識 網(wǎng)絡圖一般是高度濃縮的，并具有層級和網(wǎng)狀結構，這種結構有助于設計者把關鍵性的概念或知識點以及知識點之間的各種關系組織在一起，并同時揭示一種從一般到具體的知識序列。 從優(yōu)秀到卓越 -從好文檔開始 光合作用二氧化碳光 水碳原子 氧原子產(chǎn)生能量結合起來氫原子氧氣空氣碳水化合物食物植物 動物植物結構產(chǎn)生進入從構成形成儲存于所用產(chǎn)生產(chǎn)生將需要 圖 1 有關光和作用的知識結構網(wǎng)絡圖 1 層級網(wǎng)絡圖一般具有明確的包攝關系和知識層次結構，不同層級的知識點之間有豐富的聯(lián)系，知識點之間的內在關系可以用合適的詞或詞組標示出來。而語義網(wǎng)絡圖中的各知識點之間不存在明顯的類屬或層級關系，各知識點之間由帶有箭頭的標志線聯(lián)結在一起，并由此而產(chǎn)生出不 同的命題，不同知識點之間的連線可以表示不同的關系且任何兩個知識點之間的連線的數(shù)量可以完全不同。在實際教學中，繪制什么樣的知識網(wǎng)絡圖依學科和內容不同而不同，并且筆者認為，在學生基本掌握了知識網(wǎng)絡圖的繪制方法后，可以不需要在其外在的形式的規(guī)范、美觀上過于苛求，更應注重知識網(wǎng)絡圖中構成有意義命題的數(shù)量、知識網(wǎng)絡圖中所表現(xiàn)出來的層級數(shù)、知識網(wǎng)絡圖中橫向連接的數(shù)量。 知識網(wǎng)絡圖自諾瓦克等人提出后，在心理學和教育學領域一直被作為一種重要的研究方法而廣泛使用，但從前面的分析中我們可以看出，知識網(wǎng)絡圖實際上既是一種非常有效 的分析學習者的知識結構特征和組織教學內容的有效方法，又是一種幫助學習者建立良好的知識結構的教學策略和學習策略，同時還是一種調節(jié)認知、反思學習過程的智能化的工具與方法。這樣一種智能化的工具與方法卻一直被屏蔽在教學設計方法體系之外，被人們所忽視。因此，研究如何把知識網(wǎng)絡圖和傳統(tǒng)的教學設計方法有機結合，優(yōu)勢互補，逐步完善教學設計方法體系應成為教學設計研究的重要內容。 參考文獻 1 高文 教學模式論上海教育出版社 2002 年 2 李新成 多媒體條件下的概念圖導航及其對學習者學習的影響 博士論文 1999.6 Concept map can be an important research method as well as a useful tool of instructional design. 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