概念圖的構建與應用分析

“概念圖”（concept map）可以用來組織與表征知識，它以一種科學命題的形式顯示概念節點之間的意義聯系，形成空間網絡結構圖，幫助學習者進行知識建構。它作為知識可視化的工具通常包含了兩層含義，即概念構圖（concept mapping）和概念地圖（concept maps），概念構圖更加強調對概念建構的過程進行分析討論，而概念地圖相比更加注重對建構的結果進行分析。本文將結合實際案例，分析概念圖在教學設計中的優勢；并結合自身實踐體會，分析概念圖在教學、學習、評價三方面的研究意義，如圖1所示。

（1）在教學方面，概念圖作為一種教學策略可以更有效地監控教師的教學過程，促使教師更加明確教學內容，梳理課堂結構。

（2）在學的方面，促進自我反思。在制作概念圖中促使學習者對知識進行整理歸納、同化順應，在一定程度上抑制了機械記憶而促進意義學習。

（3）在評價的方面，提供了一種新的評價手段。可以評估學習者對概念的理解、轉變以及發展情況，更深層地了解學生對知識的建構情況，有利于學生更好地學習知識。

由以上分析可見在教學、學習、評價方面合理運用概念圖，有利于創設高效課堂，提高學習效率，豐富評價方式。下面將對概念圖各要素在建構中的作用進行分析。

一、概念圖各要素在建構知識上的作用

概念圖的基本要素包括節點、連線、連接詞以及命題和層次結構。

（1）建構概念圖需要在各個概念之間尋找聯系，從而形成命題。每一個概念在作圖時充當一個節點，在實際作圖時我們發現充當節點的概念并不一定是我們所說的一般概念，如重力、電荷等，也可以是有廣泛內涵的知識濃縮，如牛頓第一定律、相對論等。尋找節點其實質是對某部分知識的抽象、整理和概括的過程，也是對知識的梳理過程。（2）節點間通過連線連接，而連接詞反映線兩端概念的邏輯關系。連線可以是直線、弧線，也可以利用單向箭頭線指示概念間的建構方向，或雙向箭頭線反映線兩端的概念與連接詞間的雙向可逆關系。

（3）連接詞，由詞匯或短語組成，連接詞加概念就構成了意義命題，尋找連接詞的過程就是明確概念間關系、建構命題的過程，這些命題是意義學習的基本單元，最終幫助形成知識建構過程。

實例分析：圖2是關于運動分類的概念圖，從關鍵概念“運動”出發到一般概念如直線運動、變速運動，再過渡到更具體的概念如平拋運動等。在運動分類時，學生易出現類似于勻速圓周運動是勻速運動的錯誤認知，而通過概念圖可以突出概念的層次，明確概念的邏輯關系，并且可以由抽象概念到具體概念過渡。此圖屬于1984年諾瓦克教授給出的一般層級的概念圖模型，這種概念圖各節點概念以層級的方式展現，在層級排列中最高級概念放在最上面，從屬概念次之，依次排開；這種層級式的知識結構有利于提高知識的檢索效率，明確相關概念之間的不同聯系，最終在認知中進行加工并感知知識的層次性，有助于創新能力的培養。

二、利用概念圖優化教學設計，促進教師反思

概念圖作為一種教學策略，有助于創新教學設計，幫助教學者把握教學內容，促進教學反思。

實例分析：在選修3-3的學習中往往要通過統計的方法，利用宏觀量來研究微觀量。對于“氣體實驗定律及微觀解釋”這部分知識的處理常常是先定量再定性，即先通過實驗模擬得到相關結論，再從微觀的角度解釋結論。考慮到學生在學習本節之前，已經理解了相關狀態參量所代表的微觀含義，比如對溫度是氣體分子熱運動劇烈程度的量度的認識，以及氣體壓強的微觀解釋等。可以利用先前學習的概念作出概念圖（如圖3），在討論、合作、探究中學習這部分內容。

1.“氣體實驗定律”概念圖的結構分析

氣體是關鍵概念，層次1是相關的宏觀概念，層次2是相關的微觀概念，用連接詞將其連接并產生命題，其中如壓強—單位面積分子作用力，溫度—分子平均動能等均為縱向連接；單位面積分子作用力—分子平均動能，單位面積分子作用力—分子疏密度是橫向連接；在概念圖中包含三個回路，分別是：

（1）溫度-分子平均動能-單位面積分子作用力-壓強-溫度；

（2）體積-分子疏密度-單位面積分子作用力-壓強-體積；

（3）體積-分子疏密度-單位面積分子作用力-分子平均動能-溫度-體積；

2.“氣體實驗定律”概念圖中的層次分析

第一個回路不包含體積，可以認為體積不變，微觀上可以認為分子疏密度不變；當溫度升高時，微觀表現為氣體分子的平均動能增大，分子對單位面積分子作用力增大，宏觀表現為氣體壓強變大。既可以認為是當體積一定時，氣體壓強隨氣體溫度的升高而增大，可以發現這是對查理定律的定性分析，同時是它的微觀解釋。

同理在第二個回路中不包含溫度，認為溫度一定，仿照分析回路一的方法，即可以定性認為當氣體溫度一定時，體積增大壓強減少，這正是對玻意耳定律的微觀解釋。

在第三回路中涉及的概念比其余回路多，這正是蓋呂薩克定律。利用以上分析可以認為壓強不變，單位面積分子作用力不變，當溫度增加時，氣體分子的平均動能增大，要保持單位面積分子作用力不變，必須增大分子的密集程度，宏觀表現為體積增大。

概念圖中三個回路將三個實驗定律的定性分析以及微觀解釋，通過顯現化的結構框架完整展現，也許概念圖的應用還有很多需要思考的地方，但這無疑也為創新教學設計帶來了新的思考。

總之，概念圖的運用無論是作為一種教學策略、學習策略還是評價策略都將起到重要作用，而在教學實際中如何能發揮更大的作用，還需要我們不懈地探索。

（責任編輯易志毅）