知识网络图——一种有效的教学设计方法和工具方法知识网络图

从优秀到卓越 -从好文档开始 知识网络图一种有效的教学设计方法和工具 (Concept Map A Useful Method and Tool of Instructional Design) 张文兰 陕西师范大学新闻与传播学院教育技术系 知识网络图既是心理学中一种重要的研究工具，也可作为教学设计的有效方法。本文在介绍知识网络图背景的基础上，探讨了知识网络图可作为分析学习者知识结构特征、分析和组织教学内容、开展有效教学、培养学习者元认知技能及作为有效的测评工具的多种功能。 关键词：知识网络图 知识结构 有效教学设计方法 一、引言 知识网络图又称概念关系图或认知地图，（ concept map）是由美国康奈尔大学的著名心理学家诺瓦克和高温（ Novak&Gowin）基于奥苏伯尔的概念同化理论在 80 年代初期首次提出的。它实际上是一种由节点和连线组成的知识之间关系的结构表征，是一种表征、检查、修正和进一步完善个体知识结构的认知工具。 自诺瓦克提出知识网络图概念之后，许多心理学家从不同角度对知识网络图在教学、学习中的作用进行了大量的研究，取得了很多理论研究成果，但这些研究成果到目前为止，仍主要停留在心理 学和教育学的理论研究范畴中，没有纳入教育技术学研究的视野，为教学设计研究所关注。笔者曾查阅了近几年国内外比较有影响和有代表性的几本教学设计专著和教材，有关知识网络图的内容的介绍和应用非常之少，表明人们尚未认识到知识网络图作为教学设计的一种有效方法和工具的应用潜力。造成这种问题的原因，笔者认为和教学设计理论体系本身的封闭性有一定的关系。近些年，在 相关学科理论都有了长足的发展时，教学设计理论的演进却仍主要停留在对模式形式的变化或模式中局部要素的改变中，不能及时反映教学系统外部环境的变化，不能有机的整合相关学科理 论研究的成果。本文意在把知识网络图引入教学设计方法体系中，探讨如何将心理学关于知识网络图的研究成果有机的整合到教学设计研究中，利用这一工具进行有效教学设计，促进学生的学习。 二、知识网络图可作为一种有效的分析学习者的知识结构特征的方法 教学系统设计的目的是为了有效促进学习者的学习，学习者是学习活动的主体，学习者具有的认知的、情感的、社会的特征都会对学习过程产生影响，学习者已有的知识结构特征会对新的学习的产生更为重要的、直接的影响。美国著名教育心理学家奥苏贝尔在其最有影从优秀到卓越 -从好文档开始 响的著作教育心理学：一种认知观再版扉 页上写到：“如果我不得不把教育心理学的所有内容归纳为一条原理的话，我会这样说：影响学习最重要的一个因素就是学习者已经知道了什么，确定了这一点，就可据此进行教学。”那么，在实际的教学中，如何比较准确的了解学习者对新的学习已经知道了什么呢？在以往教学设计中，教师或是通过谈话和提问的方式了解学习者对新知识学习的准备状况，或是根据经验设定一个教学起点，将该起点以下的知识技能作为预备能力，并以此为依据编写预测题对学习者施测，了解学习者已有的知识技能。这种方法可以测查出学习者对一些事实性的、零散的、具体的知识点的掌握情 况，却无法据此来判断学习者对各个知识点之间关系的把握程度，无法掌握学习者原有知识结构的整体状况，如各知识点是高度整合的、还是松散的，原有知识点之间的联系是否稳定、是否有组织的、可分辨的、知识点之间联系的丰富性等特征。但知识网络图却能避免上述方法存在的缺陷，弥补其不足。具体做法是在教学之初，教师可以采用让学习者将已学过的知识画网络图的方法，外化学习者的知识结构，掌握学习者知识结构的总体特征。在实际教学中，可以采取将一般性的前测和画知识网络图两者结合的方式全面、深入的分析和了解学习者的知识结构特征。 三、知识网 络图是一种有效的分析和组织教学内容的方法 诺瓦克等人开发知识网络图的最初目的是想把它作为一种查明学习者原有知识，外化学习者知识结构的研究工具，但实际上该工具的作用远不限于此，它还可以作为一种有效的分析和组织教学内容的方法。在教学设计中以往常用的内容分析和组织方法包括归类分析法、图解分析法、层级分析法、信息加工分析法和使用卡片的方法，这些方法应该说各有其优点，他们分别适用于不同类型的学习结果，如：层级分析法和信息加工分析法都比较适合于智慧技能类内容的分析，归类分析法比较适合于言语信息类内容的分析，但这些方法存 在的一个共同的问题是它们所揭示的知识点或是孤立的，或是单维的，不能够直观、清晰的反映某一领域各类知识点之间的丰富的、精细化的多纬联系，不符合知识在人脑中存贮的方式。认知心理学关于知识表征研究表明，在某一知识领域中，所有知识点都是围绕着中心概念来组织的，所有概念都被纳入到一个高度整合的知识结构之中，知识点之间既存在纵向的联系，也存在横向的联系。纵向联系表征了知识之间不同的概括抽象水平及知识之间的类属关系，横向联系表征了处于同一水平的知识点之间的联系。知识领域中的各个知识点之间的内在联系可因学习、训练或经验而加 强，并且教育心理学的大量研究表明，有组织的学习材料将有助于学习者的识记、理解和应用。因此，通过绘制相关内容的知识网络图，既可以深入的分析各知识点之间的内在逻辑联系，合理的安排教学内容的顺序，另一方面，借助于教师所呈现的知识网络图，学习者能够比较清晰地、全面地、系统地掌握所学知识的整体结构及各知识点之间的联系，了解当前所学的某一知识点在整个知识结构中的位置及与其它知识的关系。 四、知识网络图也可作为一种有效的教学策略和学习策略 知识网络图不仅可以作为一种有效的内容分析和组织方法，在实际教学中，它还可以作 为一种有效的教学策略和学习策略，提高教师的教学效果和促进学生的学习。在教学中，教师可以利用知识网络图这种形象的、直观的方法为学习者讲解和充分展现教学内容中不同概念间的相互联系和内在联系，使学习者在正确理解的基础上建构起所学材料的具体意义，因此笔者认为，由于基于知识网络图的教学过程能够更好的帮助学习者通过自己对知识的探索与建构，改造、充实并丰富自己的知识结构，能够更好的体现学习者在教学过程中的主体地位。对学习者来说，画知识网络图可以有效的帮助学习者组织、建构和整合信息，可以使学习者的知识结构更为合理、整合水平 更高。 此外，画知识网络图也是一种培养学习者的元认知技能的有效工具。因为画知识网络图从优秀到卓越 -从好文档开始 看起来象制作一个没有箭头指向的流程图，但其中所蕴含的心理操作却非常的复杂。编制网络图要求学习者在学习过程中，能识别组成知识的基本概念，努力发现并理解概念与概念之间的多种关系及不同概念领域之间的隐含关系，同时编制知识网络图，还可以使学习者意识并发现对不熟悉的新知识的模糊理解。因此绘制知识网络图的过程，一方面是学习者不断获取新知识和建构意义的过程，是学习者系统地整理所学到的知识，将新的知识融入自己原有的知识结构，使新旧知识建立更 为丰富的、多向的联系；另一方面也是学习者检查和诊断自己已有知识结构的稳定性、完善性的过程。所以，笔者认为，教师在教学中应首先使学生掌握绘制知识网络图的方法，然后有意识的引导他们利用知识网络图有效地呈现自己已有的知识，鼓励他们善于并乐于利用知识网络图对自己的知识结构进行评价，有效的监控和调节自己的学习过程，进而发展自己的元认知技能。虽然学生最初所能画出的概念图可能往往是十分粗糙和简单的，但随着学习的深入，会逐渐变得精细和丰富。 五、知识网络图可作为教学设计中一种有效的测评工具 在教学设计中了解学习者对所学知识 的掌握情况最常用的方法是测验，通过设计各种形式的测试题，了解学习者对已学知识的学习水平。但笔者认为，传统的测验方法一般只能测出学习者对某些零散的知识点的掌握情况，无法考查学习者已有知识结构的总体特征。用知识网络图作为考查学习者学习的评价工具，既可以有效的帮助学习者在学习过程中或学习告一段落时，对自己、他人所掌握的知识结构和认知过程进行反思，又可巩固所学到的知识，考查学生的成绩，激励学生在不断完善知识结构的过程中进行更加深入的、更有意义的学习。因此，用知识网络图进行测评，可以补充传统测验方法的许多不足。 在用 知识网络图做测评工具时，测评形式可以有多种：可已让学生用线段将给出的相关概念连接在一起，也可以让他们从几十个词中选出一门学科中的最重要的概念，并用这些概念表示该学科的基本结构，还可以让学生按照所给出的标题画出相应的知识网络图或将和某一论题有关的概念列举出来，并解释原因；此外，还可以让学生用所给出的词画出相应的知识网络图并根据知识网络图的内容写一篇短文。那么如何对基于知识网络图的测验进行评定呢？依据测验形式的不同，计分的方法也有所不同，一般可以将学生所画的知识网络图与标准的权威的知识网络图进行对比；还可以从知 识网络图中构成有意义命题的数量、知识网络图中所表现出来的层级数、知识网络图中横向连接的数量以及能否说出相应的概念例证等纬度进行评定。 知识网络图从结构特征来看，主要有两种：一种是层级网络图，一种是语义网络图。图1 是一个有关光和作用的层级知识结构网络图，在图中，节点用以表示某一知识领域的一些重要概念，连线则用以表示一组或几组概念之间的内在联系。一般在连线上或连线旁一般还会有一些词或词组对概念节点之间的内在关系进行标注。用标志线相互连接的两个概念节点可以组成一个命题。命题是知识网络图的最基本的意义单元。由于知识 网络图一般是高度浓缩的，并具有层级和网状结构，这种结构有助于设计者把关键性的概念或知识点以及知识点之间的各种关系组织在一起，并同时揭示一种从一般到具体的知识序列。 从优秀到卓越 -从好文档开始 光合作用二氧化碳光 水碳原子 氧原子产生能量结合起来氢原子氧气空气碳水化合物食物植物 动物植物结构产生进入从构成形成储存于所用产生产生将需要 图 1 有关光和作用的知识结构网络图 1 层级网络图一般具有明确的包摄关系和知识层次结构，不同层级的知识点之间有丰富的联系，知识点之间的内在关系可以用合适的词或词组标示出来。而语义网络图中的各知识点之间不存在明显的类属或层级关系，各知识点之间由带有箭头的标志线联结在一起，并由此而产生出不 同的命题，不同知识点之间的连线可以表示不同的关系且任何两个知识点之间的连线的数量可以完全不同。在实际教学中，绘制什么样的知识网络图依学科和内容不同而不同，并且笔者认为，在学生基本掌握了知识网络图的绘制方法后，可以不需要在其外在的形式的规范、美观上过于苛求，更应注重知识网络图中构成有意义命题的数量、知识网络图中所表现出来的层级数、知识网络图中横向连接的数量。 知识网络图自诺瓦克等人提出后，在心理学和教育学领域一直被作为一种重要的研究方法而广泛使用，但从前面的分析中我们可以看出，知识网络图实际上既是一种非常有效 的分析学习者的知识结构特征和组织教学内容的有效方法，又是一种帮助学习者建立良好的知识结构的教学策略和学习策略，同时还是一种调节认知、反思学习过程的智能化的工具与方法。这样一种智能化的工具与方法却一直被屏蔽在教学设计方法体系之外，被人们所忽视。因此，研究如何把知识网络图和传统的教学设计方法有机结合，优势互补，逐步完善教学设计方法体系应成为教学设计研究的重要内容。 参考文献 1 高文 教学模式论上海教育出版社 2002 年 2 李新成 多媒体条件下的概念图导航及其对学习者学习的影响 博士论文 1999.6 Concept map can be an important research method as well as a useful tool of instructional design. Based