（教育技术学专业论文）基于概念图的学习支架设计研究.pdf

摘要 随着全国课程改革的深入推进，要求在新理念的指导下进行新的教学实 践，强调要坚持以学生为中心的主导思想，教师变成了学生学习的引导者、 组织者、合作者和交流者，因此，在建构主义的教学模式f ，作为比较成熟 的教学方法之一的支架式模式得到了广泛应用。那么，在教学过程中，教师 应该何时搭建“支架”，搭建什么样的支架，就成为了迫切需要解决的问题。 本文以概念图所能提供的学习支架为研究核心，对概念图从支架的角度进行 探索分析。论文主要分为三部分： 第一部分首先对国内外概念图和学习支架的相关研究进行了系统梳理， 对相关概念加以界定，并依据意义学习理论、认知工具观和支架教学观，提 出概念图与学习支架之间的关联。 第二部分对基于概念图的学习支架进行分类，将其分为五大类，导航性 学习支架、组织性学习支架、认知性思维支架、学习协作支架与学习评价支 架。通过实例研究法，总结和借鉴已有的研究成果，为分类提供依据和参考。 最后一部分以分类为依据，通过三个概念图在探究性学习中的案例，讨 论概念图在探究性学习中能起到哪些支架作用。 其中第二部分和第三部分是论文的核心和主体。 【关键词】概念图；学习支架；分类研究；关联设计 a b s t r a c t a st h ei n n o v a t i o no fc u r r i c u l ad e e p e n s ，i tr e q u i r e st h en e wi n s t r u c t i o n p r a c t i c e ，a n de i e i p h a s i z e st h es t u d e n t - c e n t e r e di d e a t h et e a c h e rb e c o m e st h e g u i d e ，t h eo r g a n i z e r , t h ec o l l a b o r a t o r t h e r e f o r e ，s c a f f o l d i n gi n s t r u c t i o ni sp o p u l a r 舔o n eo ft h et e a c h i n gm o d eo fc o n s t r u e t i v i s m t h e n , t h eq u e s t i o nw h e nt h e t e a c h e rs h o u l do f f e rs c a f f o l d i n ga n dw h a ts c a f f o l d i n gs h o u l do f f e rn e e d st ob e r e s o l v e du r g e n t l y t h i sp a p e rf o c u s e so nt h es c a f f o l d i n gt h a tc o n c e p tm a po f f e r s ， a n da n a l y s e st h ec o n c e p tm a pf r o mt h ev i e wo ft h es c a f f o l d i n g t h ep a p e ri s d i v i d e di n t ot h r e ep a r t s ： t h ef i r s tp a r tc o o r d i n a t e st h er e s e a r c ho fh o m ea n da b o a r da b o u tc o n c e p t m a pa n dt h el e a r n i n gs c a f f o l d i n g ，a n dd e f i n e st h er e l e v a n tc o n c e p t s ，i n d i c a t e st h e r e l a t i o nb e t w e e nc o n c e p tm a pa n dl e a r n i n gs c a f f o l d i n ga c c o r d i n gt ot h et h e o r yo f m e a n i n g f u ll e a r n i n g , c o g n i t i v et o o la n ds c a f f o l d i n gi n s t r u c t i o n t h es e c o n dp a r tc l a s s i f i e sf i v ek i n d so ft h ec o n c e p t - m a ps c a f f o l d i n g ，w h i c h i st h e i n t r o d u c t o r y l e a r n i n gs c a f f o l d i n g ，t h eo r g a n i cl e a r n i n gs c a f f o l d i n g ， c o g n i t i v et h i n k i n gs c a f f o l d i n g ，c o l l a b o r a t i o ns c a f f o l d i n g a n da s s e s s m e n t s c a f f o l d i n g b yc a r r y i n go 哦i n s t a n c er e s e a r c ht os u m m a r i z ea n da n a l y z et h e d e p a r t e dp r o d u c t i o n , t h e s eo f f e rr e f e r e n c e t h el a s tp a r td i s c u s s e st h e e f f e c to ft h ec o n c e p t - m a ps c a f f o l d i n gi nt h e r e s e a r c h - b a s e dl e a r n i n ga c c o r d i n gt ot h ec l a s s i f i c a t i o n t h es e c o n dp a r ta n dt h et h i r dp a r ta r et h ec o r eo f t h ep a p e r 1 k e y w o r d s lc o n c e p tm a p ，l e a r n i n gs c a f f o l d i n g ，t a x o n o m yr e s e a r c h ， a s s o c i a t e dd e s i g n 第一章绪论 第一章绪论 第一节选题背景及研究意义 一、选题产生背景 1 概念图教学应用发展的需要 自2 0 世纪6 0 年代，教育心理学家诺瓦克( j e s e p hd n o v a k ) 教授等人 首次提出概念图后，这方面的研究很快便成为西方国家科学课程教学中探讨 的一个前沿性热点课题。随着建构主义理论发展和网络教学的普及，概念图 的时代特征更为明显，推广概念图已成为许多国家的教育改革策略之一。 随着实践的发展，概念图在教学应用中的不足之处同益凸显。首先，教 师仍然是教学活动的主导者，学生的自主性得不到体现，其次，概念图作为 教学与学习工具的潜能没有充分发挥，主要作用是教学评价，另外，概念图 教学重知识、轻能力，忽视了学生学习能力的培养，学生在制作概念图的过 程中缺乏反思，除此之外，虽然概念图在评价方面的应用比较普遍，但在很 多方面仍存在欠缺，等。 分析概念图教学应用中存在的各种问题可以发现，目前概念图的教学支 持作用还远没有被挖掘出来。因此，针对这些概念图教学中的不足，在建构 主义学习理论指导下，进一步挖掘概念图在教学过程中的学习支架作用，将 进一步丰富和完善概念图教学的理论与实践，为概念图教学活动的开展提供 有意的参考，从而使概念图教学焕发新的活力。 2 支架式教学模式发展的需要 随着建构主义的完善使得支架式教学模式的研究同趋成熟。支架式教学 是以维果斯基的最近发展区理论及“辅助学习”为基础提出的，它用建筑业 中的“脚手架”来形象的比喻支架式教学模式，强调通过支架的支撑作用， 把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平，把管理调控学习的任 务逐渐由教师转移给学生自己，最后撤去支架。 国外对支架的研究无论在理论上，还是在实践方面都已经比较成熟，而 我国对支架的研究才刚刚起步。各学科教师都在探讨如何在教学中为学生提 供合适的学习支架。 第一章绪论 3 中小学教育教学改革的需要 自2 0 世纪9 0 年代末，我国基础教育课程改革i e 式启动，中小学各学科 的国家课程标准相继研制完成，全国各地都在进行着轰轰烈烈的课程改革。 新课改要求学生要从“学会”到“会学”。新课改提出，要改变课程过于注 重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本 技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。改变课程实施中过 于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，提倡学生主动参与、乐于探 究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、批判 性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，强调要培养 学生的创新精神。 在新课程理念中，非常强调学生的自主学习，这就更需要我们思考在教 学中如何l 能真正实现学生的自主学习。为此，教师应从不同角度、不同层 面、不同目标为学生的学习提供学习支架。 概念图与新课改是相通的，运用概念图教学改造现行教学不枉为一个好 的教学策略。概念图可以帮助学生学会学习，帮助学生有意义学习，及认知 结构的形成，促进学生学习过程中的反思，支持学生的探究过程，这些对于 中小学课程改革的发展都是很有裨益的。 二、课题研究意义 1 为深化概念图在教学中的运用提供理论支持 从查阅的文献来看，国内对于概念图的研究还处于初步引入阶段。本论 文试图对国内外的概念图研究作一系统梳理，并从学习支架的角度研究概念 图，探讨概念图在教学过程中可以提供哪些学习支架，从理论到案例，为概 念图在教学中的应用提供有益的理论指导。 2 促进基于概念图的学习支架设计研究与实践 学习支架是教师现代教学技能最充分、最集中的体现，并在教学中占有 重要的作用，而国内对支架的研究还不多。本论文从一个具体的学习支架的 形式之概念图入手，具体的阐述了概念图在教学中的学习支架作用， 将促进学习支架的迸一步研究的发展，并且进一步推动概念图和学习支架的 教学应用的实践发展。 2 第一章绪论 第二节相关的研究现状分析 一、概念图研究与应用现状 1 海外研究与应用现状 概念图最初是由美国康奈尔大学的诺瓦克教授及其同事提出的，它的最 初目的是希望用于科学概念学习的相关研究，了解学生的认知结构，籍以改 善教学策略，提升概念学习成效，随着它的普及和研究成果的积累，概念图 的使用趋向多元化。诺瓦克等人在1 9 8 4 年出版著作学习如何学习 ( l e a r n i n gh o w t ol e a r n ) 之后，概念图引起教育界很大重视。美国的科 学教育研究杂志( j o u r n a lo f r e s e a r c hi ns c i e n c et e a c h i n g ) 在1 9 9 0 年第四 季度以专刊的形式出版一期概念图展望( p e r s p e c t i v e so nc o n c e p t m a p p i n g ) 。e r i c ( 1 9 9 5 ，“1 2 期) 收集了1 9 9 0 1 9 9 4 年的与概念图有关的研 究文献达1 5 6 篇之多。2 0 0 4 年9 月1 4 同至1 7 只在西班牙召开了第一届概念 图国际会议，并邀请诺瓦克做了专场报告。从这次会议的主题可以看出，概 念图在国外已经得到了较广泛的运用，其功能从评价扩展到了教学策略、学 习策略；应用领域也从科学学科扩展到了人文学科、商业领域。 从国外的研究来看，对概念图的研究主要集中在以下几个方面：作为评 价工具，认知工具和学习的工具。 自概念图提出后，国外对各领域的概念图教学进行了大量研究。m a l o n e a n dd e k k e r s ( 1 9 8 4 ) 成功地将它运用至数学领域；n o v a k ( 1 9 8 4 ) 、p e n d l e y ， b r e t z 等使用在改进化学教学及评估学习上；l a r k i n ，m c d e r m o t t ，s i m o n ，a n d s i m o n ( 1 9 8 0 ) 与r o b e r t s o n ( 1 9 9 0 ) 使用在解决物理问题上；j a c o b s - l a w s o n a n d h e r s h e y ( 2 0 0 2 ) 目j j 利用概念图评估大学心理学课程。 在概念图教学的有效性方面，国外也进行了大量的实验研究。e s i o b u & s o y i b o ( 1 9 9 5 ) 在生物教学的实验证明，使用概念图和韦恩图的两组实验组 都比不使用概念图的对照组在最后的测验成绩上表现要好；s c h m i d & t e l a r o ( 1 9 9 0 ) 通过对比实验，发现低水平学生从概念图中受益相对其他层次的学 习者要大；b e i s s n e r 等( 1 9 9 4 ) 认为层级状的概念图能促进学生的推理、综 合和问题解决的能力；k i n c h i n & h a y ( 2 0 0 0 ) 指出教学应建立在学生已有的 知识结构上。 对于概念图的制作软件，国外市场上开发的制作概念图的软件多达十几 种，如i n s p i r a t i o n 、c m a p t o o l s 、m i n d m a n a g e r 、m i n d m a p p e r 、m i n d d r a w 、 3 第一章绪论 f r e e m i n d 等。 2 国内研究与应用现状 我国对概念图的引进和研究较晚，前期主要以港台地区研究较多。台湾 地区对概念图的研究比大陆地区要早，已有近2 0 年的历史。自1 9 9 7 年到2 0 0 2 年，台湾地区以概念图作为关键词的博、硕士论文达3 6 篇。而大陆地区的 研究相对较少，对概念图的研究发展还处于介绍、引进阶段。国内至今还没 有出版有关概念图的专著。但自1 9 9 9 年后，研究已逐步增多，逐渐成为了 国内研究的一个焦点。 本文作者对中国期刊全文数据库、中国优秀博硕士学位论文全文数据库 自1 9 7 9 _ - 2 0 0 6 年有关概念图的论文进行查询，如表l 所示。 表1 国内概念图研究论文数据统计 中国期刊全文数据库中国优秀博硕学位论文全文数据库 检索词 题名芙键词摘要题名芙键词摘要 概念圈 l l o2 3 71 2 81 94 25 4 概念地图1 22 91 0254 概念构图3 68456 通过对以概念图为题名的1 2 9 篇期刊论文和1 9 篇博硕士论文共1 2 9 篇 论文进行统计，结果如下：8 7 的论文是在2 0 0 2 2 0 0 6 年之间发表的，应 用于各学科教学的论文占3 3 ，其中应用较广的是理科教学，文科教学中应 用在语文与生物教学中的比较多。从文献中发现，将概念图作为教学与学习 工具时，主要将概念图视为评价与建构的工具。 由分析的结果不难看出，概念图的研究在最近几年开始受到国内教育领 域的重视，成为一个热点研究问题，越来越多的学者开始将概念图作为研究 课题，研究也越来越深刻。如北京师范大学、华南师范大学、华东师范大学、 上海师范大学，以及一些中小学教师等都对概念图进行了研究。 夺北京师范大学知识可视化研究小组对概念图及思维导图进行了大量 的研究，赵国庆博士对概念图与思维导图进行了辨析，并研究了思维导图在 协同知识建构中的作用。 夺上海师范大学黎加厚教授及其研究生对概念图也做了相关的研究， 黎加厚教授对概念图的定义，及其在教学中的使用方法等进行了阐述。 2 0 0 4 年4 月2 0f 1e l e a r n i n g 大讲堂( 网梯语音教育平台) 上，专家 和学者讨论的主要话题就是概念图以及思维导图在教育实践中的应用。 夺求师得动态与创造社区是国内探讨概念图比较有代表性的论坛。在 4 第一章绪论 论坛帖子中，不仅有对概念图理论及其软件的介绍，还包含各学科教师在课 堂中运用的一些实例。 河北中学物理教师齐伟对概念图进行了一系列的比较系统的理论和 实践研究。 但是，作者在与一些中小学教师座谈时发现，中学教师对概念图有一定 的了解，教学中主要利用概念图对进行评价，以及在高三复习时使用。而小 学老师，他们则对概念图的相关知识知道的很少，更没有在教学中运用过概 念图。因此可见，概念图在中小学教学中还没有被普遍接受和应用。 总体来说，国内对概念图的研究已经有了很大的进展，但与国外相比， 仍存在一定的差距。 二、学习支架理论研究现状 1 海外研究现状 理论层面上，瑞士的皮亚杰最早提出建构主义，科尔伯格在皮亚杰理论 的基础上，在认知结构的性质与认知结构的发展条件等方面作了进一步的研 究，随后，斯腾伯格和卡茨等人则强调了个体的主体性在建构认知结构过程 中的关键作用，并对认知过程中如何发挥个体的主动性作了认真探索，维果 斯基创立的“文化历史发展理论”则强调了认知过程中学习者所处社会文化 历史背景的作用，在此基础上以维果斯基为首的维列鲁学派深入地研究了 “活动”和“社会交往”在人的高级心理机能发展中的重要作用，后来，1 9 7 6 年，伍德( w o o d ，1 9 7 6 ) 最先引入这个术语。此后，普利斯里( p r e s s l y ，1 9 9 6 ) 也为学习支架下了定义。以上这些研究使建构主义理论得到进一步的丰富和 完善，而建构主义的完善也使得支架式教学模式的研究同趋成熟。 在实践层面上，也取得了较大的进步。早在9 0 年代中期，就已将支架 式教学应用到各类课章中，并有向各类教学形式渗透的趋向。国外专家起初 主要将支架应用于认知学徒模型中。1 9 9 6 年，j o n a s s e n 将支架应用于诊断性 评价的训练中，荷兰的w i m p s j c 对支架也有较全面的研究。另外，国外 已经有不少专门介绍支架的各类网站，从定义到如何使用，到如何将该策略 用于具体的课堂，不一而足。美国的a n na r b o r 在其l e a r n i n gt h e o r yi n p r a c t i c e ：c a s es t u d i e so fl e a r n e r - - - c e n t e r e dd e s i g n 中针对两个应用支架进 行教学软件设计的案例进行了详细的分析。 第一章绪论 2 国内研究现状 国内对学习支架的研究才刚刚起步。北京师范大学杨开城教授等人收集 了中国电化教育、电化教育研究、现代教育技术三个刊物在2 0 0 1 2 0 0 5 年间的理论性质的论文共9 8 6 篇文献，通过对它们进行话语分析，总结出在 教育技术研究中复杂性、学习支架、可选择性等研究被忽略了。本文作者以 “脚手架”、“学习支架”为关键词，对中国期刊全文数据库、中国优秀博硕 学位论文全文数据库进行了查询统计，结果如表2 所示。 表2 国内学习支架研究论文数据统计 中国期刊全文数据库中国优秀博硕学位论文全文数据j 荦 检索词 题名笑键词摘要题名关键词摘要 脚手架 1 21 7 26 4l52 2 学习支架 203ll2 华东师范大学教育信息技术系闰寒冰对学习支架有相应的研究，他 对支架的定义、理论基础、形式及作用作了较全面的介绍。 夺北京师范大学的何克抗教授在建构主义的教学模式与教学方法 中对支架的涵盖步骤作了相应研究。 英特尔未来教育项目在全国的中小学教师培训领域取得了两人瞩目 的成绩，已有6 0 多万的一线学科老师从中受益，有效地提高了教师的信息 化教学设计水平。近几年，有一个新的概念出现在英特尔未来教育的学习内 容中，它就是“学习支架”。在其“教学指导手册”中，将“学习支架”作 为一个重要学习内容，向教师介绍学习支架的基本知识，在学习过程中的引 导、帮助作用，以及教师应怎么设计学习支架，另外还有关于学习支架的教 学案例。 总之，我国针对中小学生学习提供的“学习支架”还很少，这说明我们 对于有关“学习支架”理论的学习和理解还停留在理性思维阶段，要将其真 正运用于教师培训之中还需要我们的进一步研究和努力。 概念图与学习支架关联研究 国外已有一些将概念图作为学习支架方面的研究。t h e n a t i o n a l t e a c h i n g & l e a r n i n g 论坛1 2 卷中，v i r g i n i as l e e 博士指出概念图可以用作支持学生 的思考和调查研究的支架。r o b e r t s ，d m 等( 1 9 9 7 ) 提出概念图作为学习支 架可以用来进行较权威的评价。c h a n g ，c h e r t ，& s u n g ( 2 0 0 2 ) 指出任何形 6 第一章绪论 式的概念图支架都可以作为一种有意的图形化策略来改进学生的课文学习。 目前，国内关于概念图作为学习支架的研究还甚少，主要代表是华东师 范大学的教育技术学博士闰寒冰博士提出，概念图是学习支架的形式之一。 除此之外，将概念图从学习支架的角度进行分析研究的博、硕士论文还尚属 空白。在中国期刊网中，也仅搜索到一篇相关文章，即可视化思维支架： 概念图研究的新视角。 综上所述，从国内外研究现状看来，还没有出现系统的对基于概念图的 学习支架的研究。因此，从学习支架的角度对概念图进行研究具有一定的理 论和实践意义。 第三节研究方法与论文框架 一、课题研究方法 论文的研究方法主要包括文献调研、实例研究、案例研究方法。通过查 阅有关概念图、支架式教学及学习支架等方面的文献资料，借鉴已有的研究 成果；通过调查分析已有的概念图应用实例，总结和借鉴其设计经验和方法， 为论文及案例设计提供依据和参考。 二、论文研究框架 图l 论文的结构体系框架示意图 7 第一章绪论 本文共分为5 章，框架体系结构如图1 所示： 第一章：介绍论文的研究背景、研究现状和研究方法； 第二章：概念图与学习支架理论概述及理论基础。综述概念图与学习支 架理论，并对二者关系进行阐述，指出本研究的理论基础。 第三章：基于概念图的学习支架分类。从学习支架的角度，按概念图在 教学中的支持作用对概念图进行分类，将概念图分为导航性学习支架、组织 性学习支架、认知性思维支架、学习协作支架及学习评价支架。并对每个类 别进行解释，举例，进行详细分析。 第四章：基于概念图的学习支架的教学案例。根据第三章的分类，将概 念图应用于探究性学习过程中，发现概念图在探究性学习中的支架作用。 第五章：总结与展望。总结本论文的研究成果，并进行反思，提出进一 步的研究方向。 8 第二章概念图0 学习点架的关联分析 第二章概念图与学习支架的关联分析 第一节概念图的涵义与作用 一、概念图相关的术语界定 1 概念 概念就是把所感知的事物的共同本质特点抽象出来，加以概括，就形成 为概念。概念是人类在认知过程中，组织内化外在世界的基本单位，是建构 人类知识的细胞或基本要素。透过将事物概念化的过程，使得人类可以进一 步简化复杂的现象。概念通常是以具有一般社会意义的词或词组来表示，在 某些概念之间往往存在着一些关系。 2 知识 认知心理学把知识定义为，个体通过与其环境相互作用后获得的信息及 其组织。它认为，知识的本质在于概念和命题之间的内在联系。在知识的系 统中，概念是构成和联结知识的“节点”。知识具有建构性。 3 概念图 “千言万语不如一张图，一图胜过千言”，将知识和思想通过图的方式 表示出来，以图的形式展示概念与概念之问的关系，有利于学习者对概念的 学习和理解，可以大大增强人的思维能力，促进人与人之间的沟通等等。 概念图由c o n c e p tm a p 翻译而来，与之相仿的还有概念构图( c o n c e p t m a p p i n g ) 和概念地图( c o n c e p tm a p s ) ，但前者注重概念图制作的具体过程， 后者注重概念图制作的最后结果。现在一般把概念构图和概念地图统称为概 念图，而不加以严格的区别。 概念图的研究缘于早期认知心理学的研究。其原型是美国心理学家托尔 曼( e c t o l m a n ) 的“认知地图”。托尔曼认为，学习者在达到目的的过程中， 学习的是能达到目的的符号及其符号所代表的意义，是形成一定的“认识地 图”。在此之后，结合“图式”的概念，皮亚杰从发生认识论的角度探讨认 知结构的发展变化。 q u i l l i a n 和c o l l i n s 于1 9 6 9 年在研究用语言理解计算机程序时，首次提 出了概念的层次网络模型。该模型认为，在人类记忆中，概念作为节点是以 9 第一二章概念图j 学习支架的关联分析 层级的形式进行表征的，即概念与概念之间在逻辑上具有上下位关系；类概 念在上，属概念在下；下层概念所具含义存储在上层概念之中，亦即遵循“认 知经济”的原则。 n o v a k 和g o w i n ( 1 9 8 4 ) 综合图式理论和概念网络，首次提出了概念图这 一概念。他们最初的概念图定义是：一些加圈的概念用线相互连接，并且在 连接线上用短语加以命名以表达两个概念日j 的联系。理想的概念图是分阶层 的，概念从上往下排列，并且只有连接线水平或者向上的时候用箭头表示。 同时，诺瓦克指出，概念图是组织和呈现知识的工具，通过概念构图可以将 概念与认知结构以视觉化形式表现。 在概念图的概念提出后，很多学者从不同的研究视角、目的对概念图的 定义进行了不同的论述。 表3 各国学者对概念图的定义 专家定义 n o v a k & g o w i n ( 1 9 8 4 ) 某个主题的概念及其关系的图形化表示。 在某一个特定领域中概念及其如何相关联的表 m i l e s & h u b e r m a n ( 1 9 9 4 ) 示。 把教学内容组织到个人圈式中，以便更好的记忆 g r a s h a ( 1 9 9 6 ) 和理解。 m a x w e l l ( 1 9 9 6 )在定性研究中一种展示理论的可视化方法。 j o n a s s e n ( 1 9 9 7 )某个主题的一绢概念及其关系的表示。 a n d e r s o n - i n m a n h o m e y表征一个知识领域中概念之间关系的图示。 ( 1 9 9 6 ) m c a l e e s e ( 1 9 9 8 ) 认知过秤的表征。 f e r r y th e a b e r g ，& h a r p e r ( 1 9 9 9 )二维或二维的表示概念闻关系的方法。 w a t t e r s & z h o u ( 1 9 9 9 )在团体中表祉和交流的可视化语言。 通过群体头脑风暴和多元统计分析发展的对概 t r o c h i m ( 2 0 0 0 ) 念的图式表征。 我国上海师范大学黎加厚教授为概念图下的定义是：所谓“概念图”， 是指利用图式的方法来表达人们头脑中的概念、思想和理论等，把人脑中的 隐形知识显性化、可视化，便于人们思考、表达和交流。 本论文中，采用n o v a k 对概念图所做的定义，即概念图是关于某个主题 的概念及其概念间关系的图形化表示。 1 0 第一二章概念图j 学习支架的关联分析 二、概念图在教学中的作用 夺作为合作交流工具。一个人制作的概念图代表了一种组织信息或思 想的方法，一组人制作的概念图代表了集体的思想。通过学生共同合作制作 概念图，或者教师和学生共同合作来完成概念图，共同完成知识建构。无论 哪一种情况，概念图可以作为人们讨论概念和概念之间关系的交流的工具。 师生之间、生生之问使用概念图进行交流，利用概念图软件，可以远程共同 设计和交流概念图，促进学习者之问的相互理解。最终，他们可以设法赞同 一个共同的结构，以此作为下一步行动的基础。 夺作为师生整理知识的工具。在教学过程中，教师可以利用概念图展 示复杂的知识结构，形象的呈现各知识点之自j 的联系，使学生产生有意义学 习。 概念图是高级思维辅助工具。学习者在概念图的引导下或利用概念 图可以进行概念比较、分析、假设、推断、综合等思维活动，并用来支持相 关的问题解决的过程。 概念图是学习工具。研究发现，在学习中使用概念图的学生，在较 长一段时间以后，其知识的保持超过不用概念图学习的学生。用画概念图和 看概念图学习的学生，他们的知识面也比用死记硬背来学习的学生宽，更能 解决问题。 夺概念图是评价的工具。概念图作为评价工具，可以评价学习者在某 一特定领域内对知识理解的水平、深度和知识的相互联系程度等。诺瓦克的 研究小组发现，学生经常由于对概念的理解不完全而造成误解。学生绘制的 概念图可以表达出他们正确的或错误的理解，教师就可以通过概念图清楚被 学生误解的概念，进而分析影响教学效率的原因。 三、概念图制作的软件工具 绘制一个概念图可以用“纸+ 笔”的方式，也可以用计算机软件。用“纸 + 笔”绘制概念图时，最好选用多种颜色来绘制，以便能够使概念及概念闯 的关系更加清晰明了。 随着计算机技术的发展，已经开发出了很多制作概念图的软件。用计算 机绘制概念图比“纸+ 笔”有很多优势，比如修改容易、表达形式多样、能 够包含的概念数量大、能够用多媒体方式诠释概念等。目前绘制概念图的软 第一二章概念图吁学习支架的关联分析 件多达十几种，如c a m p t o o l s 、i n s p i r a t i o n 、k i d s p i m t i o n ，m i n d m a n a g c r 、 m i n d m a p p e r 、v i s u a lm i n d 、c o n c c p t d r a w 等。c a m p t o o l s 主要是根据意义学 习和建构主义的所有原则而专门设计开发的。使用比较普遍的是i n s p i r a t i o n ， 已经被美国、台湾、新加坡等国家和地区的很多教育工作者所采用，它的优 点是界面直观、易用，可以形象地表达抽象的思维及复杂概念之日j 的关系， 学习者容易上手。另外，像a u t h o r w a r c 、w o r d 等常用软件也可用来绘制概 念图。这些通过计算机绘制的概念图，就像计算机其他文件样可以被存储、 发送、使用、打印或删除，管理方便。 第二节学习支架的功能与形式 一、学习支架的基本概念 “支架”( s c a f f o l d ) 原是建筑行业的术语，又译作。脚手架”，是建筑 楼房时施与的暂时性支持，建筑工人通过攀登脚手架来完成建筑施工任务， 当楼房建好后，这种支持就撤掉了。根据这个建筑隐喻，伍德最先借用了这 个术语，后来，普利斯里( p r e s s l y ，1 9 9 6 ) 等人也为“支架”下了定义，如 表4 。 表4 各学者对学习支架的定义 提出者定义 同行、成人或有成就的人在另外一个人的学习过程中 伍德( w o o d ，1 9 7 6 ) 所施予的有效支持。 普利斯里( p r e s s l y ，根据学生的需要为他们提供帮助，并在他们能力增艮 1 9 9 6 ) 等人 时撤占帮助。 支架就楚我f f j 为学生提供的支持机构，用来帮助他们 英特尔未来教育 组织和支持调查或探究过程。 静苏联著名心理学家维果斯基( v y g o t s k y ，1 9 7 8 ) 的“最近发展区”理 论，为教师如何以助学者的身份参与学习提供了指导，也对“学习支架”提 出了意义明晰的需求说明。如图2 所示。 第一二章概念豳吩学习支架的关联分析 学习支架 图2 学习支架帮助学生穿越最近发展区 维果斯基将学生的实际发展水平与潜在发展水平相交叠的区域称为“最 近发展区”。发展区存在于学生的已知与未知，能胜任与不能胜任之间 ( v y g o t s k y ，1 9 7 8 ) ，是学生需要“支架”才能完成任务的区域。在教学中， 教师为了使学生能够得到发展，就要根据学生的实际情况，创设恰当的教学 条件，这个教学条件实际上就是为学生提供各种合适的学习支架。 从图2 中我们可以得到很多启示。在教学过程中，教师要考虑班级中学 生的起点情况，根据教学目标的终点要求，分析预测学生学习的困难，从而 准确预计学生学习的最近发展区，并为学生提供合适的、及时的学习支架， 从而使学生能顺利的学习。此外，还要分析学生学习的心理状态，通过学习 支架，使学生处在较佳的学习状态。 但是，如果教师举的例子或布置的作业很难，或者学生学习的新知识， 超出了学生的最近发展区，那么，无论怎样提供学习支架，效果都是不理想 的，有时甚至使学生无法学习。即当学生学习的知识难度超过一定的限度时， 使学生的实际发展水平与潜在发展水平相脱离时，图2 中的二个圆就会产生 不相交的情形，这时教师提供的学习支架就会失去作用，学生学习就进入机 械的死记硬背状态，学生的学习效果就会变得很差。这就提示教师，一方面 要准确把握教学难度；另一方面又要善于设计和使用学习支架，这是教师在 备课过程中应该掌握的一项重要技术。 在学习过程中，作为学生的监控者、指导者、促进者和帮助者，教师需 要对学生的主体活动进行观察，需要介入学习过程中并提供学习支架，但学 习支架只是暂时性的支持、协助学生发展学习能力，这个暂时性的支持会随 着学习者能力的提升，教师会逐渐将学习的责任转移到学生身上。当学生逐 渐学会为自己寻求和搭建合适的“脚手架”以获得所需要的信息时，他们已 经逐渐从已知区域顺利穿越“最近发展区”到达未知区域。这时，学习支架 第一二章概念图j 学习支架的关联分析 就可以“隐退”。如图3 所示。 从图3 可以看出支架是如何发生作用的。左面白色的条形表示对学生的 支持，右面的黑色条形表示学生逐步的发展。在结束时，学生可以依靠自己 的方式完成任务。即当学生逐渐取得进步时，使用支架会趋向于减少，最终 达到撤去支架。 期单值 学 习 水 平 口 支架的支持 l 学生的学习水平 时间轴 图3 学习支架与学生学习水平关系图 总的来讲，学习支架的作用就在于支援学生以延伸他们的能力，对学生 解决问题和建构意义起辅助作用的概念框架，通过其支撑作用，帮助学生的 认知发展不断从实际水平提升到潜在水平，使学生顺利穿越“最近发展区” 以获得更进一步的发展，最终完成学习任务。当管理学习的任务逐渐由教师 转移给学生自己，即学习过程被内化之后，相应的学习支架即可被撤销，因 此学习支架在学习过程中只是一种短期存在。 二、学习支架的教学应用价值 学习支架在教学中的作用可以表现为以下几点： 夺学习支架使得学习情境能够以保留了复杂性和真实性的形态被展 示、被体验。 夺学习支架让学生经历了一些更为有经验的学习者或教师所经历的思 维过程，有助于学生对于知识，特别是隐性知识的体悟与理解。学生通过内 化支架，可以获得独立完成任务的技能。 保证学生在不能独立完成任务时获得成功，提高学生先前的能力水 第一二章概念圈0 学习支架的关联分析 平，帮助他们认识到潜在的发展空问。 对学生日后的独立学习起到潜移默化的引导作用，使他们在必要的 时候，可以通过各种途径寻找或构建支架来支持自己的学习。 为帮助学生完成某种任务，在需要时，教师要搭建支架，但“支架”并 非所有学生都必须使用的工具，当学生已经熟练地掌握了这种类型的工作 后，“支架”就可以拆除。学生使用支架主要有以下几种方式： 夺学生利用教师所提供的支架。教师在教学过程中，提供各种可以辅 助学生学习的学习支架，学生可以直接利用这些支架： 学生根据自己的需要对支架进行修改。由于学生的水平不同，所以 对支架的需要不同，当教师提供向学生提供了学习支架后，学生可以根据自 己的需要对支架进行适当的修改； 夺学生学会创建自己的支架，从而成为独立的学习者； 夺学生通过自己的设计而使学习更为有效。 三、学习支架的应用设计原则 在教学过程中，教师设计学习支架，以及为学生提供学习支架时，应遵 循以下几点原则： 1 适时性原则：要在学生恰需帮助时提供适合的支架，并在适当的时 候撤除支架； 2 适度性原则：学习支架应当有坡度，要给学留有恰当的发展空间。 一方面，学生站在支架上，必须经过自己的奋力一跳，才能达到目 标；另一方面，又要让学生经过努力，能够达成学习目标； 3 适量性原则：学习支架的设计不是越多越好，应该做到“恰到好处”， 给学生提供支架要精，不能多多益善； 4 动态性原则：学习支架要随着“最近发展区”的变化而变化； 5 个性化原则：不同水平的学生需要不同程度的学习支架。对于水平 已知的学生而言，任务的难度越大，支架提供得越多。要根据学生 的年龄特征、学科特点、学习内容及学习环境的需要，选择适当的 支架类型和具体内容； 6 引导性原则：学习支架在于引导学生，而不是给出答案或替代学生 完成学习任务。 7 多元性原则：主要指支架角色的多元。支架并不是只能由教师给出， 第一章概念图j 学习支架的关联分析 学友、家长、专家甚至学生自己都可以提供支架。 8 渐退件原则：当学习者能够承担更多的责任时，支架就要逐渐移走， 给学生更多的意义建构空间，使学生形成自己真正的能力。 总之，无论设计什么样的学习支架，都要以促进学生学习，帮助其顺利 达成学习目标为目的，考虑支架使用的有效性，发挥支架的最大功效。 四、学习支架的几种常见形式 学习支架的形式随任务的不同、支架目的的不同而变化。从支架的表现 形式来看，学习支架可以分为范例、问题、建议、向导、图表等。 夺范例：范例是符合学习目标要求的学习成果或阶段性成果，一般包 括了特定主题的学习中最重要的探究步骤或最典型的成果形式。好的范例在 技术和主题上都会对学生的学习起到引导作用，范例展示可以避免拖沓冗长 或含糊不清的解释，帮助学生较为便捷地达到学习目标。 夺问题：问题是学习过程中最为常见的支架。有经验的教师会在学生 的学习过程中自然地、应机地提供问题支架。 耷建议：建议支架与问题支架类似，当设问语句改为陈述语句时，问 题支架就成了建议支架。但与问题支架的启发性相比，建议支架的表现方式 更为直接。 夺向导：向导是问题、建议等片段性支架根据某个主题的汇总和集合， 关注整体性较强的绩效。比如观察向导可以避免学生错过关键细节；采访向 导可以帮助学生收集特定信息；陈述向导可以帮助学生组织思维等。 图表：图表用可视化的方式对信息进行描述，尤其适合支持学生的 高级思维活动，如解释、分析，综合、评价等。图表的形式变化多端，在皮 尔斯博士( p i e r c ej h o w a r d ) 的知识工作者的可视化工具批判性思考 的助手一书中总结了4 8 种图表形式，包括概念地图、维恩图、归纳塔， 组织图、时间线、流程图、棱锥图、射线圈、目标图、循环图、比较矩阵等。 这晕主要介绍概念地图。 概念图：适合于展示概念、要素、实例之蚓的相互关系，还会通过对思 维过程的记录激励创造性思考，便于学生自由而有效地产生新的想法或者问 题解决方案。 1 6 第一二章概念图j 学习点架的关联分析 【例2 - l r 在主题为“飞行器发烧友”的单元中，教师和学生可以通过头脑风暴的 方法共同绘制了图4 所示概念图，从而使得整个单元的问题解决思路明了清 晰，体现出对“高级思维能力”的追求。 图4 “飞行器发烧友”概念图 第三节概念图与学习支架的关联 一、概念图与学习支架的内在联系 学习支架是由教师根据学习者背景知识安排提供一个暂时性的支持来 协助学生发展学习能力，这个暂时性的支持可能是一种教学策略或教学工 具。概念图既是一种教与学的工具、又是一种教与学的策略，并且作为学习 支架的形式之一，它与学习支架存在羞内在关联。这种关联的理论依据主要 表现在以下几个方面： 1 意义学习 诺瓦克教授根据意义学习和概念同化理论开发出了概念图。美国心理学 闰寒冰信息化教学的学习支架研究【j 】中固电化教育，2 0 0 3 ，( 1 1 ) 第一二章概念图j 学习支架的关联分析 家戴维奥苏贝尔( d a v i de a u s u b e l ) 1 9 6 2 年第一次提出关于人的学习的认知 理论，并在第二年发表的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。奥苏贝尔认为，人的学习是意义学习，影响学习的最主要因素 是学习者已掌握的知识。他指出，有意义学习过程的实质，就是符号所代表 的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联 系。意义学习有两个条件：( 1 ) 学生在学习新内容的时候表现出一种在新知 识与自己原有知识之问建立联系的倾向；( 2 ) 学习的内容对学生具有意义， 即能与学生已有知识结构联系起来。符合这两个条件的学习都是意义学习。 因此，在教学时应注意：( 1 ) 要尽可能先传授学科中具有最大包摄性、 概括性和最有说服力的概念和原理，以便能对学习内容加以组织和综合；( 2 ) 要注意渐进性。这样一来，就需要一种工具，能够表示知识体系中概念以及 概念之问固有的联系，还有学习者认知结构中已有的概念以及相互的关系， 只有这样，才能以最快的速度发现学习者内在的认知结构和知识本身的结构 体系之间的差别，决定是通过同化或是顺应达成一致，从而完成学习的过程。 概念图i f 是符合奥苏贝尔这一理论的最佳工具。 奥苏贝尔同时对概念的形成和同化进行了区分，认为意义学习的心理机 制是同化，除了学龄前儿童，学生的学习都是通过概念同化习得新概念的。 概念的上位关系、下位关系和组合关系的层级排列最终形成了学生的认知结 构，上位概念相对稳定。学生发生意义学习时把新学的知识与自己的认知结 构联系起来，并且根据层次把这些新的概念放在他们知识结构中相应的位置 上，这样新知识就被贮存在与认知结构中有关概念的相互关系中。为了使新 知识习得后能长久保持还需要对新知识逐渐分化，使它的意义越来越精细， 也就是只有通过知识不断地改组和重新组合彳能将新知识习得并保持下来。 l 例2 - 2 1 2 图5 导向概念的教学示意图 2 陈索乎幕于概念图的小学科学教学探索以溶解单元为例 e b o l h t t p ：w w w c n s y y x e o m b l o g m o r e p ? n a m e