概念圖在計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：概念圖是一種基于傳統(tǒng)認(rèn)知理論之下的一類思維可視化的工具。隨著計(jì)算機(jī)計(jì)術(shù)的不斷發(fā)展，這一工具也在軟件教學(xué)當(dāng)中備受肯定。作為當(dāng)前高校在課程體系當(dāng)中重要的一環(huán)，計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)也是其重要組成部分，本課程具有非常強(qiáng)烈的嚴(yán)謹(jǐn)性與邏輯性，而概念圖這一工具的引入，無(wú)疑可以更好地幫助相關(guān)學(xué)習(xí)者在整個(gè)軟件的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中樹(shù)立更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S與邏輯聯(lián)想。

關(guān)鍵詞：概念圖；計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP317.1-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599（2012）24-0226-02

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)軟件是各高校的課程體系當(dāng)中一個(gè)非常重要的構(gòu)成部分。它的目的就在于幫助學(xué)生正確掌握各類軟件開(kāi)發(fā)工程，且可以用來(lái)解決在實(shí)際生活當(dāng)中的一些問(wèn)題，提升整體實(shí)踐力。對(duì)于一般的軟件課程而言，可視性、邏輯性是它們的共同規(guī)律，因此，在學(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中，必須要保持良好的思路。隨著信息化技術(shù)的不斷加快，類似概念圖之類的概念也被更多學(xué)者所熟知，它是基于一定的認(rèn)知基礎(chǔ)之上，進(jìn)行的一種將思維可視化的表達(dá)方式，尤其最近幾年，相關(guān)工作者對(duì)于其在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中的可行性研究，也取了顯著成果。

1 概念圖定義

概念圖是諾瓦克在研究有意義學(xué)習(xí)這個(gè)基礎(chǔ)之上，開(kāi)發(fā)總結(jié)而來(lái)的一種以圖表形式將知識(shí)重現(xiàn)的一種教學(xué)技術(shù)。它的原理就在于用圖的形式來(lái)呈現(xiàn)各個(gè)層級(jí)之間的關(guān)系，在有具體事例的幫助之下，將全部概念有機(jī)結(jié)合從而形成一套完整的構(gòu)圖，它是一種有效的表征工具與知識(shí)組織 。其主要包含連接詞、連線與節(jié)點(diǎn)三個(gè)部分。在這里，節(jié)點(diǎn)表示的是概念，而連線則表示的是各概念之間的一種邏輯關(guān)系，概念的方式與各類的一般用連接詞來(lái)表示。而我們依照諾瓦克闡述的

概念模型，可以看出概念圖一般由關(guān)鍵概念—一般概念—具體概念—實(shí)例這四個(gè)層級(jí)自上而下構(gòu)成，因而在進(jìn)行概念圖的制作時(shí)，要先將所有概念一一展現(xiàn)出來(lái)，再綜合概念之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行層級(jí)關(guān)系的構(gòu)造。

2 在軟件教學(xué)過(guò)程當(dāng)中使用概念圖幫助學(xué)習(xí)者促進(jìn)認(rèn)知負(fù)荷優(yōu)化的分析

2.1 關(guān)于軟件學(xué)習(xí)結(jié)果與內(nèi)容的探討

計(jì)算機(jī)的軟件是可以幫助用戶運(yùn)用不同的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言以及用不同的程序來(lái)設(shè)計(jì)語(yǔ)言編制的一種集合，一般來(lái)說(shuō)，它分為用戶程序與應(yīng)用軟件兩部分。鑒于應(yīng)用軟件的廣泛性，本文主要闡述的將是應(yīng)用軟件部分。從學(xué)習(xí)內(nèi)容的角度來(lái)看，一般應(yīng)用軟件其學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容就是程序性知識(shí)，簡(jiǎn)言而之，它就是用來(lái)回答究竟怎么辦的一種知識(shí)，通常表現(xiàn)為某一種可以用操作的操作程序。除此之外，

程序性知識(shí)是以其產(chǎn)生式系統(tǒng)作為表征的，從某種程度上說(shuō)，應(yīng)用軟件是某些對(duì)象的特定處理平臺(tái)，它的菜單當(dāng)中囊括了各類不同的操作命令，而這種操作命令一般則是不同規(guī)則的一個(gè)集合體。因此，對(duì)于應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)，我們可將其歸結(jié)為掌握各類操作菜單，并對(duì)其操作對(duì)象給予有效處理，它的學(xué)習(xí)內(nèi)容一般來(lái)說(shuō)就是程序性知識(shí)，決定學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成果的因素除了態(tài)度與情感因素之外，認(rèn)知技能是其尤為重要的一部分[1]。

2.2 軟件學(xué)習(xí)相關(guān)特點(diǎn)分析

我們知道，軟件的學(xué)習(xí)結(jié)果與內(nèi)容主要是認(rèn)知技能與程序性知識(shí)，但從學(xué)習(xí)的過(guò)程層面來(lái)看，學(xué)習(xí)者在軟件的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，其首要需要理解的則是菜單的命令與概念，然后方可進(jìn)行相關(guān)指令的操作。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，學(xué)習(xí)者的操作實(shí)際上處于一種非自動(dòng)化的、非連續(xù)的狀態(tài)當(dāng)中，各菜單當(dāng)中的相互關(guān)系對(duì)于學(xué)習(xí)者而言也是孤立的。此后，學(xué)習(xí)者通過(guò)不斷的使用與練習(xí)，逐步建立起各操作之間的相互關(guān)系，形成各類生產(chǎn)式，這個(gè)過(guò)程是不斷重復(fù)，從陌生到熟悉的一個(gè)變化過(guò)程。因此，在學(xué)習(xí)軟件的時(shí)候，一般具有實(shí)踐性與及時(shí)反饋兩個(gè)特征。對(duì)于實(shí)踐性在這不多做過(guò)多闡述，在這里主要對(duì)及時(shí)反饋這一特點(diǎn)稍加解釋。應(yīng)用軟件產(chǎn)生的操作結(jié)果由其本身的交互界面在最短的時(shí)間內(nèi)得到呈現(xiàn)即是通常所說(shuō)的及時(shí)反饋。而這種反饋又包括負(fù)反饋與正反饋兩個(gè)方面。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)者不正確的操作模式產(chǎn)生的錯(cuò)誤提示，或者軟件的交互界面沒(méi)有出現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果即是負(fù)反饋；與此相反，合法的操作途徑再通過(guò)軟件的交互界面達(dá)到預(yù)期結(jié)果就是一種正反饋。

2.3 認(rèn)知技能學(xué)習(xí)與認(rèn)知負(fù)荷之間的關(guān)系

學(xué)習(xí)的結(jié)果是認(rèn)知技能，學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中所出現(xiàn)的心理過(guò)程是認(rèn)知負(fù)荷，要將認(rèn)知技能與負(fù)荷厘清，首先必須分析關(guān)于認(rèn)知技能獲取的過(guò)程。安德森的ACT（思維適應(yīng)性控制）就描述了有關(guān)認(rèn)知技能在獲取過(guò)程當(dāng)中的機(jī)制與過(guò)程。他們首先將知識(shí)分成了程序性知識(shí)與陳述性知識(shí)兩大類。ACT理論上認(rèn)為獲取認(rèn)知技能的知識(shí)首先是通過(guò)陳述性的格式而進(jìn)入到記憶系統(tǒng)當(dāng)中的，再由弱方法來(lái)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決以為案，最后通過(guò)知識(shí)的編輯形成新的認(rèn)知技能。綜合其產(chǎn)生過(guò)程，我們可以看到，將零碎的具有陳述性質(zhì)的知識(shí)內(nèi)化為生產(chǎn)式，就可以有效降低記憶陳述性知識(shí)本身的負(fù)擔(dān)。然而，在陳述性知識(shí)沒(méi)有形成系統(tǒng)的程序性知識(shí)之前，一般學(xué)習(xí)者使用弱方法對(duì)新的情景進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過(guò)程當(dāng)中需要提取線索、排除干擾等其它相關(guān)的活動(dòng)，而這個(gè)過(guò)程正是同較高認(rèn)知負(fù)荷相聯(lián)系的。但當(dāng)這種知識(shí)轉(zhuǎn)化之后并形成了生產(chǎn)式，也即是說(shuō)，不同生產(chǎn)式組合就構(gòu)成了一種領(lǐng)域知識(shí)圖式，而這種圖式的形成就迫使學(xué)習(xí)者對(duì)原有的程序性知識(shí)進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)用，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，可以優(yōu)化認(rèn)知負(fù)荷，釋放認(rèn)知資源，因而對(duì)學(xué)習(xí)其它的知識(shí)、提高認(rèn)知技能有積極作用[2]。

3 概念圖對(duì)于學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷優(yōu)化的促進(jìn)適用性剖析

運(yùn)用概念圖到具體的軟件教學(xué)之時(shí)，是否可以起到優(yōu)化認(rèn)知負(fù)荷的作用？如果可以，那么它又是在怎樣的條件之下方能優(yōu)化？下面將從其適用性方面展開(kāi)分析。

概念圖是表征知識(shí)與組織的認(rèn)識(shí)工具，它的主要作用是將概念之間的相互關(guān)系進(jìn)行可視化。概念圖連接相關(guān)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)、線段與命題，不僅將這么規(guī)則進(jìn)行了可視化，而且還可表述各規(guī)則之間的相互關(guān)系，即生產(chǎn)式。除此之外，它還可以對(duì)不同問(wèn)題進(jìn)行空間上的表征，有利于解決問(wèn)題。上文已提出，學(xué)習(xí)程序性知識(shí)是一種過(guò)程，而在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，本文所提到的概念圖可將結(jié)構(gòu)、命題與線段三者可以連接，提供可視化的路徑，這樣就有利于學(xué)習(xí)者在不同概念之間建立關(guān)系，不需要在自身的記憶當(dāng)中留存大量陳述性知識(shí)，這就間接幫助學(xué)習(xí)者節(jié)省了認(rèn)知資源，從而促進(jìn)了接收的陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)的速度。一系列的產(chǎn)生式組合為單一生產(chǎn)式，且仍保留產(chǎn)生式功能就是合成。同理，這個(gè)知識(shí)的轉(zhuǎn)化過(guò)程也同樣要求工作記憶參與。但在概念圖當(dāng)中，它不僅將三者概念之間的關(guān)系進(jìn)行了表征，而且對(duì)各類規(guī)則之間的相互關(guān)系也做了可視化，而這種可視化方式可大大減少學(xué)習(xí)者在記憶當(dāng)中需要記憶的各類產(chǎn)生式的條件匹配數(shù)量，從而有利于程序性知識(shí)的合成。

此外，概念圖還可以相關(guān)的“問(wèn)題空間”給予表征。在這里，“問(wèn)題空間”就是在解決問(wèn)題這個(gè)過(guò)程當(dāng)中的一種中間狀態(tài)，比如，“問(wèn)題”的結(jié)構(gòu)與目標(biāo)等。這是由于概念圖本峰的“樹(shù)狀”與“網(wǎng)狀”結(jié)構(gòu)可以對(duì)不同問(wèn)題的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與目標(biāo)層次進(jìn)行一種可視化表征，從而有助于軟件學(xué)習(xí)者自已建立相磁的解決圖式，降低記憶負(fù)擔(dān)，以此來(lái)提高解決問(wèn)題的速率。

綜上所述，我們可以認(rèn)為，在進(jìn)行程序化知識(shí)教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中，概念圖的引用有助于在產(chǎn)生式系統(tǒng)化、陳述性知識(shí)程序化和問(wèn)題解決圖式的整個(gè)形成過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行認(rèn)知資源的優(yōu)化，以此提升學(xué)習(xí)速度，有利于學(xué)生邏輯性思維的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]阮春燕.概念圖在辦公軟件應(yīng)用教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2009，21.

[2]張中文，馬德俊，谷素青.概念圖和思維導(dǎo)圖在初中語(yǔ)文教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)教育信息化·基礎(chǔ)教育，2009，6.