概念圖及其軟件Ｉｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ在教學(xué)中的應(yīng)用

葉鵬松

【摘要】本文在簡要介紹概念圖相關(guān)知識(shí)背景的基礎(chǔ)上，結(jié)合一線教學(xué)實(shí)例，論述了概念圖及其軟件平臺(tái)Inspiration在教學(xué)中的應(yīng)用方式與積極影響?！娟P(guān)鍵詞】概念圖；Inspiration；教學(xué)

概念圖及其軟件簡介

概念圖是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念、連線表示概念間相互關(guān)系的圖示方法，是上世紀(jì)60年代美國康奈兒大學(xué)諾瓦克(Joseph D.Novak)教授等人，根據(jù)奧蘇貝爾(David P.Ausubel)學(xué)習(xí)理論提出的一種教學(xué)工具和思維工具。

圖1就是基于這一理論繪制的概念圖。它以圖示的形式，清晰地呈現(xiàn)出了初中物理教材中與“能”這一主概念相關(guān)的各級(jí)子概念及其相互間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，從抽象到具體層層展開，融大量結(jié)構(gòu)化信息于一圖，簡潔而明快。

概念圖既可以像圖1那樣手工制作，也可以利用電腦軟件進(jìn)行繪制。由于概念圖巨大的應(yīng)用前景，國內(nèi)外開發(fā)的制作概念圖的軟件已多達(dá)十幾種，主要有Inspiration、MindDraw、Free-Mind、MindMapper、MindManager，以及我國自主開發(fā)的易思一認(rèn)知助手等。但從軟件的功能性、易用性、專業(yè)性以及普及面等角度進(jìn)行綜合比照，可以發(fā)現(xiàn)：Inspiration是最值得推薦的一款優(yōu)秀概念圖專業(yè)繪制軟件，并且該軟件的最新國際版還實(shí)現(xiàn)了思維導(dǎo)圖與概念圖繪制的和諧統(tǒng)一，這也是筆者文中沒有糾纏與二者差異辨析的原因。需要的讀者，可從Inspiration Software公司主頁http：／／www.inspiration.com下載其試用版。

圖2呈現(xiàn)的是概念圖軟件Inspira-tion8.0的繪制界面及其繪制圖例——碳循環(huán)。利用Inspiration制作概念圖界面美觀，圖符豐富，結(jié)構(gòu)清晰，修改便捷，可以直接打印。在秉承手工繪制概念圖的優(yōu)特點(diǎn)外，還可以進(jìn)行信息化教育資源動(dòng)態(tài)鏈接，生成多層次、多維度、超媒體、動(dòng)態(tài)化、網(wǎng)絡(luò)化概念圖，實(shí)現(xiàn)跨時(shí)空資源交流共享等時(shí)代特征和功能，有效提升了概念圖在信息化教學(xué)背景下的時(shí)代價(jià)值，非常適合普及和推廣整合教學(xué)的實(shí)際需要。最為關(guān)鍵的是，從使用技術(shù)上看，Inspiration軟件幾乎是零障礙的，大凡熟悉Office軟件的人都能很快上手，非常適合普及和推廣整合教學(xué)的實(shí)際需要。

概念圖理論十分重視概念之間的層次、結(jié)構(gòu)與相互聯(lián)系，在它的指導(dǎo)下可以方便地繪制出各種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)關(guān)系的概念圖，有利于優(yōu)化思維與認(rèn)知過程，提高教與學(xué)的有效性。但是它所用的語言卻非常簡單，主要是圖形(含色彩)與想象，必要時(shí)輔助以簡要的文字說明即可。現(xiàn)在的腦科學(xué)研究表明，人類是按圖3所示的圖譜形式思考的?？梢姼拍顖D利用圖形(含色彩)和想象進(jìn)行思維，不僅可以開發(fā)左腦，而且還可以同步開發(fā)右腦。

概念圖模擬學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)的層次性，并以層級(jí)結(jié)構(gòu)組織知識(shí)，有利于學(xué)習(xí)者把握新知識(shí)的“同化點(diǎn)”，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。同時(shí)概念圖將知識(shí)以圖形的方式表示，增強(qiáng)了信息的回憶和識(shí)別，為基于語言的理解提供了很好的輔助和補(bǔ)充，大大降低了語言通道的認(rèn)知負(fù)荷，從而加速了思維的發(fā)生。鑒于概念圖理論的科學(xué)價(jià)值，以及功能日益完善的信息技術(shù)軟件對(duì)概念圖的支持，概念圖在教育教學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用更加廣泛，它不僅可以用來評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)、建構(gòu)知識(shí)、進(jìn)行頭腦風(fēng)暴、合作交流、促進(jìn)意義學(xué)習(xí)，還可以用來進(jìn)行課程開發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)及整合教學(xué)實(shí)踐等等。目前隨著建構(gòu)主義理論、認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的普及，概念圖的時(shí)代特征更為明顯，推廣概念圖已成為許多國家的教育改革策略之一。

概念圖在教學(xué)中的應(yīng)用

1、進(jìn)行知識(shí)的疏理和意義建構(gòu)

概念是學(xué)科教學(xué)的知識(shí)基礎(chǔ)，然而在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生往往忽視對(duì)基本概念的掌握，不能夠形成合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，難以全面了解概念間的相互聯(lián)系，這成為了影響教學(xué)質(zhì)量提高的重要因素。若引入概念圖理論進(jìn)行合理指導(dǎo)，則能有效改進(jìn)傳統(tǒng)的概念教學(xué)，幫助學(xué)生在零散孤立的各層次知識(shí)與概念節(jié)點(diǎn)間建立聯(lián)系，優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)知識(shí)的意義建構(gòu)。

例如，教學(xué)電磁波及其傳播的知識(shí)內(nèi)容與相互間關(guān)系時(shí)，通過圖4這樣一張簡潔的概念圖就可以清晰地加以呈現(xiàn)，從而有效提高知識(shí)疏理和意義建構(gòu)的效率。圖2中關(guān)于碳循環(huán)的概念圖，也體現(xiàn)著同樣的特點(diǎn)。

這樣的概念圖繪制同時(shí)還可以用于考量學(xué)生對(duì)概念的理解和把握程度，引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、整體性的高度來關(guān)注前后左右各個(gè)知識(shí)點(diǎn)及其相互聯(lián)系，不僅有利于提高知識(shí)復(fù)習(xí)與鞏固的效率，同時(shí)也有利于拓寬學(xué)習(xí)的視角與維度，啟迪創(chuàng)新思維。

2、引發(fā)頭腦風(fēng)暴，建構(gòu)思維支架

繪制概念圖時(shí)，人的思維會(huì)自然而然地發(fā)散開去，甚至發(fā)現(xiàn)自己從來沒有注意和意識(shí)到的知識(shí)及其相互間的聯(lián)系，從而產(chǎn)生一些具有創(chuàng)新性的理解，達(dá)到創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)之目的。這一點(diǎn)，在教學(xué)中通過師生互動(dòng)繪制的一張主題為《白熾燈泡中的物理》的概念圖(如圖5)時(shí)，得到了有效印證。大家思路一下子打開了，并驚奇地發(fā)現(xiàn)小小電燈泡中竟然蘊(yùn)涵了這許多門類的物理知識(shí)，而這正是我們以前教學(xué)模式下很難體驗(yàn)到的。

再如，以往語文寫作訓(xùn)練時(shí)，學(xué)生常常會(huì)因?yàn)槿狈τ行У恼w構(gòu)思和創(chuàng)作思路而效率不高。如果能將概念圖引入寫作訓(xùn)練，建構(gòu)思維支架，引導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地思維發(fā)散，則可以顯著提高創(chuàng)作的效率。圖6是教師結(jié)合一篇童話文本教學(xué)，和同學(xué)們一起進(jìn)行頭腦風(fēng)暴的基礎(chǔ)上，提煉出的關(guān)于童話創(chuàng)作的一般結(jié)構(gòu)，是一幅融知識(shí)和能力于一體的概念圖。以它為支架，來進(jìn)一步拓展延伸學(xué)生的創(chuàng)作思維，顯然要比直接讓學(xué)生們漫無頭緒地去寫作更為有效。

3、促進(jìn)集體研習(xí)，提高工作績效

備課是教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)，對(duì)教學(xué)質(zhì)量有著決定性的作用。那么如何提高備課效果呢?除了教師自己認(rèn)真研究教材、學(xué)生、大綱及查閱相關(guān)資料之外，教師之間的交流研討也是提高備課效果的重要方式。教師在集體備課中共同討論時(shí)，思維處于自由活躍的狀態(tài)，接受和處理信息能力較強(qiáng)，容易激發(fā)靈感，所以將討論中大家的意見和觀點(diǎn)及時(shí)地記錄下來，然后進(jìn)行有效的整理，做到集思廣益、智慧共享，可以形成富有價(jià)值的思維成果。

然而在通常的備課過程中，由于缺乏及時(shí)有效的記錄與整理，集體備課研討的效果時(shí)常不夠理想?，F(xiàn)在運(yùn)用概念圖的思想方法，利用概念節(jié)點(diǎn)和連線這一圖式化的簡約方式來記錄備課過程，則可避免上述不足。圖7是在一次集體備課研討后，用Inspiration整理繪制的概念圖?？梢钥吹?，這樣的集體教研記錄，沒有華而不實(shí)的內(nèi)容，既能體現(xiàn)出思維的過程性與生成性，又能體現(xiàn)知識(shí)

的結(jié)構(gòu)性與關(guān)聯(lián)性，簡明扼要，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)集體教研的記錄與整理模式。

此外，圖中帶下劃線的節(jié)點(diǎn)表示鏈接有對(duì)應(yīng)的媒體文件。這樣教學(xué)中各個(gè)零散的資源就可以結(jié)合概念圖與各個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)地建立聯(lián)系，從而有效地提升信息化背景下教學(xué)資源的利用與管理效率?？梢?，以概念圖Inspi-ration為支架的集體研習(xí)是非常不錯(cuò)的選擇。

概念圖的理論基礎(chǔ)是Ausubel的學(xué)習(xí)理論。為了更為有效地傳遞大量學(xué)科知識(shí)，Ausubel提出了“先行組織者”(advance organizer)策略。即用一幅“大的圖畫”，首先呈現(xiàn)最籠統(tǒng)的概念，然后逐漸展現(xiàn)細(xì)節(jié)和具體的東西。他認(rèn)為，如果教師在學(xué)生開始學(xué)習(xí)學(xué)科內(nèi)容前用這種形象化的手段呈現(xiàn)知識(shí)要點(diǎn)，可以幫助學(xué)生在新舊知識(shí)之間建立聯(lián)系。同時(shí)，也有利于學(xué)生按階段進(jìn)行學(xué)習(xí)：圖7呈現(xiàn)的概念圖同樣很好地體現(xiàn)了這一點(diǎn)，它不僅能促進(jìn)集體教研，同時(shí)也能促進(jìn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。

4、制作一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)與課件

圖8就是一張由Inspiration繪制的關(guān)于《光的折射》㈦網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的簡明概念圖，它所呈現(xiàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)流程讓人一目了然，同時(shí)還可根據(jù)需要進(jìn)一步拓展，例如圖9就是圖8中概念節(jié)點(diǎn)1的延伸；與傳統(tǒng)線性的、封閉的、提綱式、文本化的教學(xué)設(shè)計(jì)相比，它的圖式化、結(jié)構(gòu)化的特征更符合人的認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)的實(shí)際需要。無論教師還是學(xué)生，既可以按概念圖呈現(xiàn)的順序結(jié)構(gòu)進(jìn)行教與學(xué)，也可以很方便地結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)選擇和調(diào)整，這一結(jié)構(gòu)化的特征既體現(xiàn)了教學(xué)的順序性，同時(shí)也很好地滿足了教學(xué)靈活性的實(shí)際需要，從而提高了教學(xué)與設(shè)計(jì)的有效性。

現(xiàn)代腦科學(xué)發(fā)現(xiàn)，人的大腦是由大約140億個(gè)神經(jīng)元組成，每個(gè)神經(jīng)元都與其他的神經(jīng)元形成功能網(wǎng)絡(luò)。泛腦網(wǎng)絡(luò)學(xué)說認(rèn)為，人的大腦可從宏觀到微觀分為回路、神經(jīng)元群、神經(jīng)元及分子序列四級(jí)層次的網(wǎng)絡(luò)。人的學(xué)習(xí)、記憶和思維正是通過這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來進(jìn)行的?？梢姡拍顖D的這一結(jié)構(gòu)特征充分地符合了人腦這一生理機(jī)制。另外，與傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)不同的是，在概念圖Inspiration軟件中，還可以很方便地為每一個(gè)概念節(jié)點(diǎn)建立注釋和相應(yīng)的超鏈接，鏈接資源可以是網(wǎng)頁、視頻、動(dòng)畫、圖片等任何一種電腦文件。這樣用概念圖制作的圖式化教學(xué)設(shè)計(jì)，又可方便地轉(zhuǎn)換變成可視化的多媒體教學(xué)課件，從而可實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)課件的有機(jī)整合，簡化教師勞動(dòng)，提高教師的備課效率。此外多樣化的教育資源和結(jié)構(gòu)化的概念圖結(jié)合在一起，無疑又能極大地提高教與學(xué)的有效性，這一點(diǎn)在“信息泛濫”的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，更顯得尤為重要。

概念圖軟件Inspiration還有另外一個(gè)顯著的特征，即網(wǎng)絡(luò)化特征。關(guān)于這一點(diǎn)，通過選中Inspiration軟件文件菜單中的Export as HTML，即可輕松實(shí)現(xiàn)從Inspiration平臺(tái)下的isf格式概念圖到html網(wǎng)頁格式概念圖的轉(zhuǎn)換。這樣原先的多媒體教學(xué)課件又能在瞬間轉(zhuǎn)變成網(wǎng)絡(luò)課件，從而突破了Inspira-tion自身軟件平臺(tái)的制約，實(shí)現(xiàn)概念圖作品跨平臺(tái)的運(yùn)行和更廣范圍的交流共享。并不像有的文章認(rèn)為的那樣：“Inspiration是單機(jī)運(yùn)行的軟件，不支持網(wǎng)絡(luò)功能。從概念構(gòu)圖教學(xué)來看，In-spiration只提供概念構(gòu)圖功能，尚不能全面支持概念構(gòu)圖的教學(xué)活動(dòng)?！本科湓蛑饕侨狈?duì)概念圖軟件Inspira-tion的深度應(yīng)用和實(shí)踐研究。

如果說概念圖使知識(shí)由一維線性表征形式轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面表征形式的話，那么有了電腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持的概念圖已經(jīng)把知識(shí)延伸為四維的立體網(wǎng)絡(luò)時(shí)空，這不能不說是知識(shí)呈現(xiàn)與學(xué)習(xí)方式的一次革命。

由于Inspiration軟件使用技術(shù)上的零障礙以及良好的網(wǎng)絡(luò)功能，教師在制作好結(jié)構(gòu)化、圖式化教學(xué)設(shè)計(jì)的同時(shí)，又能輕松完成對(duì)多媒體課件及網(wǎng)絡(luò)課件的設(shè)計(jì)與制作，真可謂一舉三得，所以它的普及與應(yīng)用，無疑還能夠有效降低信息技術(shù)門檻，極大地提高教師的工作效率，從而成為促進(jìn)教師信息化背景下專業(yè)發(fā)展的一條快速通道。

結(jié)束語

概念圖軟件Inspiration還可以與Blog或Moodle等網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)進(jìn)行有效整合，進(jìn)一步拓展其網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)功能，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化背景下的教育教學(xué)實(shí)踐，限于篇幅不再贅述。

綜上所述，概念圖在教學(xué)中不僅可以成為教師教的有效策略與工具，同樣也是學(xué)生學(xué)習(xí)與思維的有效策略與工具，不僅可以優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)，而且也可以很好地銜接和支持信息化背景下的整合教學(xué)，作為一個(gè)建立在科學(xué)教育理論基礎(chǔ)之上的專家平臺(tái)，筆者相信概念圖及其軟件Inspiration，一定會(huì)在今后各學(xué)科的教育改革實(shí)踐中發(fā)揮出更大的作用。