概念图（增进理解的教学技术）

概念图

增进理解的教学技术

概念图，由方形表示概念，如“狗”和“动物”等等。概念间的关系则以标名(labelled)的箭头线段连结，箭头的方向表示往下发展的层次。这些线段会像是：“引发”、“导致”、“需要”、“提供”等等。

简介

约瑟夫·D·诺瓦克（Joseph D.Novak）于20世纪70年代，在康奈尔大学（Cornell University）发展出概念图绘制技巧。当时，Novak将这种技巧应用在科学教学上，做为一种增进理解的教学技术。Novak的设计是基于大卫·奥苏伯尔（David Ausubel）的同化理论（assimilation theory）。奥苏伯尔根据建构式学习（constructivism learning）的观点，强调先前知识（prior knowledge）是学习新知识的基础框架（framework），并有不可取代的重要性。在Novak的著作《习得学习》（Learning to Learn）中，指出“有意义的学习，涉及将新概念与命题的同化于既有的认知架构中。”

Novak教授认为，概念图是某个主题的概念及其关系的图形化表示，概念图是用来组织和表征知识的工具。它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。概念图又可称为概念构图（concept mapping）或概念地图（concept maps）。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于严格的区别。

概念图的构成主要包括节点、连线、连接词三个部分：

（1）节点表示概念，通常用几何图形、图案等符号来表示；

（2）连线用于连接节点，表示两个概念之间存在的某种关系，连线可以是单向的、双向的或任意方向的；

（3）连接词，是指连线上的文字，用于描述节点之间的关系。如“是”、“包括”、“表示”等。

通过节点、连线和连接词，按一定顺序将概念关联起来，便形成了命题。一般来说，概念图有一个特定的主题；是概念之间关系的建构，反映了概念图创建者的知识结构或思维结构；是一种可视化语义网络或图表特征。

要素

概念（concepts）、命题（propositions）、交叉连接（cross-links）和层级结构（hierarchical frameworks）是概念图的四个图表特征。

1、概念

是感知到的事物的规则属性，通常用专有名词或符号进行标记。

2、命题

是对事物现象、结构和规则的陈述，在概念图中，命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义关系。

3、交叉连接

表示不同知识领域概念之间的相互关系。

4、层级结构

有两个含义：

一是指同一知识领域内的结构，即同一知识领域中的概念依据其概括性水平不同分层排布，概括性最强、最一般的概念处于图的最上层，从属的放在其下，具体的事例位于图的最下层。

二是不同知识领域间的结构，即不同知识领域的概念图之间可以进行超链接。某一领城的知识还可以考虑通过超级链接提供相关的文献资料和背景知识。

特征

层级结构

运用层级结构的方式表示概念之间的关系了。在概念图中，概念是用层级结构的方式来呈现的。其中，最普遍或最一般的概念置于图的上端，次一级和更具体的概念按等级排在下面。特殊知识领域的层级结构根据知识应用或思考情景而定。

交叉连接

运用交叉连接表示概念之间的关系。交叉连接表明了概念图上的某些领域知识相互联系的方式。在新知识的创建中，交叉连接表明了知识创造的跳跃性。

理性与情感交融

虽然概念图表现的是概念和命题，但同样反映了创建者在创建概念图过程中的情感状态，概念图既有理性的、清晰性的特点，也映射了创建者的情感品质。

结构

“概念图”是一种知识以及知识之间的关系的网络图形化表征，也是思维可视化的表征。一幅概念图一般由“节点”、“链接”和“有关文字标注”组成。

1、节点

由几何图形、图案、文字等表示某个概念，每个节点表示一个概念，一般同一层级的概念用同种的符号（图形）标识。

2、链接

表示不同节点间的有意义的关系，常用各种形式的线链接不同节点，这其中表达了构图者对概念的理解程度。

3、文字标注

可以是表示不同节点上的概念的关系，也可以是对节点上的概念详细阐述，还可以是对整幅图的有关说明。

如何构建概念图

1、必须列出概念。

2、把含义最广，最有包含性的概念放在图的顶端。可是，有时要确定含义最广，最有包容性的概念比较困难。

3、继续往下写，以增加更多具体的概念。然何一个概念下面不要有三个以上连接的概念。用线条把概念连接起来，并用连接词注明连接。连接词语应能说明两个概念之间的关系，这种说明可视为一句陈述或叫命题。连线使概念之间建立了意义。

4、寻找概念图不同部分概念之间交叉线的联结，并标明连接线。

5、把说明概念的具体例子写在概念旁。

方法

概念图可采用徒手方式绘制．如采用粉笔、黑板、纸和笔等，也可用平常的办公应用软件如office、wps绘制。但针对概念图的特点，国外研究出了概念图的制作工具。如：Inspiration，MindManager等。不论是采用何种方式制作概念图，所遵循的基本思路和基本步骤是一致的，都要阐述概念和概念的联系，表达对概念的理解。

下面方法是对概念图制作方法的一般步骤。

1、认定中心主题

确定你希望利用概念图理解的问题焦点、知识或概念，并用这个焦点主题作导引，找出与中心主题相关的概念，并罗列出来。

2、将列出来的概念排序

把一般、最抽象和最具涵盖性的概念放在最高位置。在拣选最高层概念时可能会遇上困难，反思中心主题的引导方向可以帮助为概念排序。这个过程可能需要反复思考、修正或乃至重新确定概念图的中心主题。

3、将其余的概念按层级排放在列表上。

4、开始制作概念图

把—般、最抽象和最具涵盖性的概念放在最高位置.在最高层的位置通常只会有两至三个概括性的概念。

5、随后将往下的二、三、四层的子概念放置在概念图上。

6、将概念用画线连接上

在连接线上写上合适的连结词。连结词必须清晰表达两个概念之间的关系，使之成为简单、有效的命题。由连结制造意义。当大量相关的概念连结起来并形成层次后，可以看到对应某一知识、命题、中心主题的意义架构。

7、重新整理概念图的蛄构

这包括为概念图进行概念的增减或改变上下层关系等。这可能需要进行多次的整理，但也正是这些整理的过程能带来新的启示和有意义的学习。

8、在不同分支的概念之间寻找有意义的“横向连结”，并在连线上用连蛄词标明关系

横向连结能有效地帮助在某一知识范畴内看到新的关系。

9、仔细、具体的例子可以用简图或代表符号附在概念上。

10、知识或问题的表达不止是一种形式

对同一系列的概念，可以运用不同结构的概念图来表现。

应用

概念图在教育以及商业中广泛用于脑力激荡（brain-storming）以及传达一些复杂概念。

概念图被认为有助于创意发想。例如，概念图绘制有时被用作为脑力激荡的工具。虽然概念图通常是非常个人化且个殊的，但是也会被用在复杂概念的沟通工作中。

形式化的概念图也被用在软体设计工作中。通常这种概念图会以UnifiedModelingLanguage（UML）的作为开发方法中的表记系统。

在人工智慧与语义网路之类的研究中，概念图绘制也被视为一种初阶的“本体建构（ontology-building）”以表征形式化的论证（formalargument）。

概念图被广泛的运用在教育、企业及广告领域：

1、知识表征的应用：

创造新知识内容。例如，将内隐知识转换为有组织的知识资源。

机构知识保存。例如，引出员工的专业知识。

在文献与相关资料来源中，进行笔记（Notetaking）与归纳关键概念、其关系与阶层。

知识组织的应用：

检验复杂概念与论题的对称性，以及术语联结。

增强后设认知。

2、协同与组织沟通的应用：

沟通复杂概念与论题

协同知识塑模（collaborativeknowledgemodeling）。

促进愿景分享与组织间的互相理解。

3、教育应用：

增进有意义的学习。

评估学习者对学习动机、概念与概念间关系的理解程度。

4、教学设计：

被Ausubelian学派用作为进阶组织工具，以提供后续资讯与学习的初始概念架构。

5、训练：

被Ausubelian学派用作为进阶组织工具，以呈现工作情境，以及情境与其工作、组织的策略目的、与训练目标的关系。

概念图用于教学的优势

根据科学研究发现人的大脑是由两部分组成的。左大脑负责逻辑、词汇、数字，而右大脑负责抽象思维、直觉、创造力和想象力。利用概念图可以充分激发我们使用大脑的左右两个部分，因为我们在创作概念图的时候，不但需要摘取语句中的关键知识点，而且还使用颜色、形状、图案和想象力，这样就使用了我们的视觉感官。通过使用概念图，学生不再被动地去设法记下老师的每句话和阅读一串串长长的句子，而是积极地对关键字进行加工、分析和整理，对知识进行系统化，并和老师积极进行对话。它会自动地激发学生对学习的兴趣；它会使教师的教案不仅不会随着时间的增加而变得相对僵硬，反而会更有弹性，更容易更改；因为概念图只需要把相关的材料以非常清晰和容易记忆的形式提出来，因此学生倾向于在考试中获取更好的成绩。

比较

概念图与心智图(mindmap)是类似的概念绘制（ideamapping）工具，但是仍然有差别。心智图通常只受限于描绘阶层(树状)架构的关系，而概念图图突出概念节点和关系线（即一种truegraph结构）。

有研究证据显示，知识在脑中是以命题为基本单位，采阶层式储存的。因为概念地图的目的是反映知识元素的组织，因此概念图能有助于理解(sense-making)与进行有意义的学习。

另一个概念图与心智图的差别，是两者绘制时速度与自发性的不同。心智图反映心中所想的。而概念图被认为应该是现实(抽象上)的概念地图或系统。

概念图的评价标准

命题：在概念之间建立起有意义的联系。

层次：最高层的概念分解成若干有效的层级，从最一般到最具体。

分支：从最高层的概念分解出最概括的概念或下一层概念。

交叉连接：不同分支中的下一层概念之间的联结整合是有效的，有意义和重要的。

例子：最能区别次一级的概念。

概念化程度：理解最高层概念和与之相连接的次级概念的程度。

概念图制作系统

加利福尼亚大学的美国国家评价，标准和学生测试中心（CRESST）用在线制作知识概念图和评分系统研究学生的概念理解和发展过程。

概念图制作系统用Java语言编写，要考察的概念都列在菜单内，学生只需要用鼠标器点击概念术语，就可以将概念添加到图内。再从另一个菜单中选择所要用的连接语，就形成了命题。例如，生理学的概念有身体，大脑，呼吸系统，循环系统，血液等等，连接语为吸收，控制，分泌，构成，制造等等。研究人员和教师实现对一整套概念和连接语都作了限定。菜单中的概念只允许学生使用一次，而菜单中概念间的连接语，学生可以根据自己的需要使用。

Novak的概念图模型，概念图包括六个部分：概念、分支、水平层次、同一分支中概念间的连接线和连接语、不同分支中概念间的连接线和连接语（也叫横向连接），例子。

概念是指某一领域知识所包含的概念，其中关键概念是概念图的主题，是最基本的概念，放在概念图的最上端；分支就是与关键概念相连的线，被称为分支。分支是指某一领域知识中概念的分类，每个分支下的概念代表同一类概念，分类标准按照学科知识中概念间的内在联系，每一类概念都属于一个分支；

水平层次是指每一分支中的概念依概念的外延，按概念的包容度而将概念水平上下依次排列，将包容度大的概念放在上面一层，把包容度小的概念放在下面一层，这样每一分支的概念都排列出不同的水平层次；同一分支中概念间的连接线和连接词语是指属于同一分支中的概念，根据学科知识上的内在联系，在有内在联系的两个概念间画上连接线，写上连接词语；不同分支中的概念间的连接线和连接词语（也叫横向连接）是指在不同分支下的概念间的联系，这样的连接线和连接词语应能体现两个分支中的概念间的综合联系；例子是指概念的一个特例或指概念的一个应用举例。

概念图与心智图的比较

概念图与心智图(mind map)是类似的概念绘制（idea mapping）工具，但是仍然有差别。心智图通常只受限于描绘阶层(树状)架构的关系，而概念图图突出概念节点和关系线（即一种true graph 结构）。

有研究证据显示，知识在脑中是以命题为基本单位，采用阶层式储存的。因为概念地图的目的是反映知识元素的组织，因此概念图能有助于理解(sense-making)与进行有意义的学习。

另一个概念图与心智图的差别，是两者绘制时速度与自发性的不同。心智图反映心中所想的。而概念图被认为应该是现实(抽象上)的概念地图或系统。

参考资料

1.hierarchical frameworks·有道

2.概念图·金融学院