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1、专科生浅谈概念图在信息技术专科生浅谈概念图在信息技术学科教学中的应用学科教学中的应用从入学的第一天起就帮您做好职业准备！2013北大资源研修学院本文主要介绍了概念图在信息技术学科教学中的应用。随着社会的不断发展，信息技术作为一门新兴的学科备受关注。然而信息技术课在实际的教学中缺乏先进的理念和有效的方法，在一定程度上束缚了学生的思维发展。本文从信息技术学科教学中的弊端出发。试图将概念图工具应用到信息技术学科教学中，促进教师的教和学生的学。首先介绍概念图的发展情况及其在教学中的作用。然后简要分析概念图在信息技术课程中的应用现状。最后通过一个案例来具体说明如何将概念图引入信息技术学科教学。1.引言概
2、念图(Concept Map)是美国康乃尔大学诺瓦克教授（JosephD.Novak）根据奥苏贝尔的意义学习理论和概念同化理论在20 世纪60 年代着手研究的，它用于表征概念之间的相互关系。1概念图开始时只是作为一种研究手段，后来逐渐被引入课堂。目前，一些发达国家，特别是欧美国家，已经将其广泛应用于课堂教学，成为一种帮助学习者建立整合的、结构化知识的教学工具。这对于我国的信息技术课程的改革具有重要的参考价值。1.1 研究的目的该论文研究的目标是在探究概念图在信息技术学科教学中的作用，适用情况，以及如何应用概念图来促进意义学习。希望借此推动信息技术学科教学的多样化，给信息技术学科教学实践提供新的
3、思路。1.2 研究的背景信息技术课程标准明确指出:“课程的总目标是提升学生的信息素养。学生的信息素养表现在:对信息的获取、加工、管理、表达与交流的能力;对信息及信息活动的过程、方法、结果进行评价的能力:发表观点、交流思想、开展合作与解决问题的能力;遵守相关的伦理道德与法律法规，形成与信息社会相适应的价值观和责任感”。2概念图作为一种有效的教与学的工具，它以颜色、线条、符号、词汇和图像等方式来呈现思维的过程，遵循一套易被大脑接受的规则来呈现知识信息，正好适应了新课程标准对培养学生适应信息社会所需要的能力的需求。因此如何有效实现其在信息技术学科课程中的应用将有利于促进教师的教和学生的学习、思维技能
4、的发展，有效实现课程的目标。1.3 研究的意义概念图应用于中学信息技术学科课程，便于教师把概念图整合于自身的教学过程设计和教学评价，并且组织学生开展概念构图活动。这不仅优化了传统课堂教学结构，更有利于教师的教和学生的学。基于概念图的信息技术学科教学案例的设计能进一步促进和深化概念图的教学实践，为一线教师提供有益的教学启示。本研究将有助于推进概念图在信息技术教学中的应用，有助于信息技术学科教学的发展，有助于师生们信息素养的提高。2.概念图的相关研究2.1 概念图的定义概念图(concept map)又称为概念构图(concept mapping)或者概念地图(concept maps)。从三者的
5、英文名称可以看出：概念构图是注重概念图具体的制作过程，概念地图注重概念图制作的最后结果。4现在，一般把二者通称为概念图，并不加以区别。诺瓦克(JosePhD.Novak)教授指出：概念图是组织和表征知识的工具，它包括概念和概念之间的关系，概念通常是置于圆圈或者方框之中，两个概念之间的连接线标明了概念间的关系。5概念图是一种以图形的形式反映概念与概念之间关系的空间网络结构图，它一般包括节点、连线、层级和命题的四个基本要素。6用节点表示概念。连线表示概念之间的意义联系，通过方向箭头符号表示其方向。命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义关系。层级是概念的展现方式（包括同一知识领域的概念层级关系
6、和不同知识领域的概念层级关系）。具体的表示法通常是将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念或命题连接，并在连线旁边注明表示概念之间的关系的文字，形成关于该主题的概念图或命题网络。2.2 概念图在教学中的应用概念图最初起源于教学领域，广泛应用于日常生活、商业、职业、管理等领域。概念图在教学中的应用涉及两个过程：教的过程和学的过程。笔者将从教和学两个角度具体论述概念图在教学中的应用。2.2.1 概念图在教的过程中的应用作为教师的一个重要角色是学生意图的引发者和学生意图动态性的促进者。普罗塔克曾经说过：“儿童不是一个需要填满的罐子，而是一棵需要点燃的种子。”4这就
7、提出了教师在进行教学设计时要注意学生知识建构、能力发展。概念图以简明扼要的层次化结构来展示概念的逻辑关系，这对于教师进行教学设计有很大的帮助，特别是对于如何激发学生学习动机、促进学生意图动态性的教学设计有非常大的教学意义。概念图的研制过程就是教师理解知识、梳理概念、明确重、难点并探询解决方案的过程，也就是解读教材的过程。因此，概念图有助于培养教师分析教材的能力；概念图确定之后，教学设计可围绕概念图来研制并展开，使得教学思路明晰、教学流畅，从而有效地提高教学效率；科学而完美的概念图，还需要教师把握学科的背景材料和发展前景、相关学科的知识结构、学生的认知水平、情感、态度和世界观等，并把这些要素融入
8、概念图，实现整体备课。这些对教师教学技能和技巧的发展将起到重要作用。概念图适合发散性的思维活动，这会使教师的备课更加科学。比如教师在备课时只需用概念图勾勒出所讲知识点的大体轮廓，对于细小知识点，老师可以临场发挥，避免了课堂教学的模式化，使得课堂教学具有一定的灵活性。概念图的使用减少了老师的工作量，同时对他们自身能力的提高也有很大帮助。在教师进行教学设计时，概念图以其简明扼要的层次化结构来展示概念的逻辑关系便于教师从整体上把握知识的结构，掌握知识的来龙去脉，明晰概念所处的地位和概念之间的相互关系从而高效的完成教学预案。概念图的非线性、可隐藏性以及扩展性等特征，使教学设计的方案更加美观、实用，能满
9、足教师根据教学的实际情况或临时需要来适时地进行动态修改和完善。另外概念图也适合于教师之间的协作，特别是不同地区之间的教师通过网络协商，有助于他们之间经验的交流。同时概念图使表达更加条理化，记忆更深刻，理解更透彻，计划更周密，归纳更全面。2.2.2 概念图在学的过程中的应用随着信息社会的到来，学生们每天遨游在信息的海洋，如何从信息的海洋中获取有用的信息并转化为属于自己的知识，在学生的学习过程中起着关键性作用。在学生的学习过程中，随着教师信息输入量的增大，学生的学习压力越来越大。学生每节课都要面对大量的知识点和笔记，听课和记笔记的冲突使得学生常常顾此失彼。这不能不说是传统教育的悲哀。黎加厚认为：“
10、人类使用的一切用来表达自己思想的图示方法都是概念图。”从知识表示能力上来看，概念图能够构造一个清晰的知识网络，便于学习者对整个知识结构的掌握，有利于直觉思维的形成，促进知识的迁移，通过概念图直观快速地把握概念体系。用概念图进行记录，将要点以词语、短语的方式记录下来，并在相关的概念之间用连线连起来形成一种逻辑关系，再加以组织，方便记忆。用思维的发散性来加以对知识记忆有助于知识的整合。概念图能促使学生整合新旧知识，建构知识网络、浓缩知识结构，从而使学生从整体上把握知识概念图。还可以作为一种元认知策略，提高学生的自学能力、思维能力和自我反省能力。学生通过制作概念图，对一些知识点会有更加深入的理解。学
11、生利用概念图软件（如inspiration、mind map）制作概念图，既能考查他们对概念的理解程度，还能帮助学生学会思考，提高自学能力、自我反思能力和加强计算机操作能力，促进学生意义学习和创造性学习。7概念图也是实现学习互动的有利工具。在合作学习中，由于学生个体处在不同的认知水平，各自对概念有着不同的理解，在从个性化概念图、小组构建概念图，到形成班级概念图等一系列协商、探究、合作学习活动中，不仅需要充分挖掘和利用一切教育资源，而且需要构建健康、和谐的互动氛围。在这个过程中，师生的知识、能力得到了检验、修复和完善，驱动了意义学习。综上所述我们可以把概念图在教学中的优势归纳如下结：(1)能激发
12、学生对学习的兴趣，培养学生的合作精神；(2)让课堂气氛更活跃，学习更具创造性；(3)教师的教案会更有弹性、更易于修改，教案的篇幅大大减少，有利于教师教授；(4)学生的笔记更加简洁、明了、清晰和容易记忆，有利于学生学习3概念图在信息技术课程教学中的应用3.1 信息技术学科教学的现状信息技术是一门新兴的学科，信息技术课程是以培养学生的信息素养为目标，与其它传统课程有很大差别。其课程特点具有发展性，需要更多的探索和研究；具有综合性，要人们具有较好的综合素质才能很好地应用；具有实践性，注重操作；具有创造型，要求学生通过大量地模仿、反复地练习来达到培养学生创造精神和操作能力的目标。信息技术作为一门相对较
13、年轻的学科在它的实施过程中存在一些不足是不可避免的。通过我们调查研究发现在信息技术学科教学过程中存在以下一些弊端：例如在实际的教学中，许多老师还是采用其他学科的教学观念和教学模式，特别是相当多的教师还是习惯于灌输式教学方法。导致信息技术课堂教学沉闷、缺乏生机与乐趣，信息技术课堂教学效率不高；很多学生感到信息技术学科枯燥、乏味，对信息技术课本身就不感兴趣；信息技术学科的课时较少，而信息技术学科的内容相对较多且缺乏一定的连贯性，使得许多学生对知识掌握的深度不够，多属于浅表的感性认识，难以实现对知识的深刻认识和整体把握；信息技术课程本身的内容具有很大的弹性、更新性，而信息技术课的教师在教学中却始终如
14、一的进行教学设计和授课，缺乏对学科内容及时更新，及时补充的意识。概念图作为一种策略化的信息技术正好弥补了传统教学方法的一些不足，将概念图和传统教育结合将会产生良好的教学效果。3.2 概念图在信息技术学科教学中的应用中学信息技术课程通常开设有必修课和选修课。必修课主要是信息技术的基础知识模块。该模块主要强调在大众信息技术应用的基础上，让学生通过亲身体验与理性建构相结合的过程，初步认识当前社会信息文化的形态及其内涵，并建构与社会发展相适应的价值观。选修课包括“算法和程序设计”“多媒体技术用”“网络技术应用”“数据管理技术”“人工智能初步”五个模块，选修课主要关注学生技术能力和文化素养的双重建构，是
15、信息素养培养的继续和延伸，它根据学生的需求开设。把概念图应用于中学信息技术学科的教学过程中，可从教学内容出发，注重学生信息素养能力的培养。概念图有助于学科知识的建构，能促进学习者在其它情境中回忆、迁移使用甚至发展这些知识，有助于管理知识。概念图可以帮助学习者建构知识，理清自己的知识结构，强化长时记忆，进行有意义的学习。在与他人交流时，用概念图可以明晰地展示出制作人对某一主题的知识结构。同时对浏览者来说，概念图有助于快速明了地抓住某个主题的主要观点，这是有效交流的基础。概念图也是一种认知策略，它可以支持语义编码，便于提取。因此概念图有利于信息科技知识的建构。综观国内外相关文献，在信息技术教学中，
16、从概念图对提高师生们的信息素养的积极作用来看，概念图在信息技术学科教学中的应用如下所述：3.2.1 概念图对学生发展的作用概念图有助于促进集合思维的发展，有助于意义学习。概念图通过创建交叉连接，让学生进行高层次认知活动中，锻炼他们评价知识、综合知识的能力。因此概念图在学生学习的初始阶段、中间阶段、复习阶段能激发学习兴趣并且改革学生笔记方式，帮助学生分析知识、建构知识、复习知识等。在初始阶段，学生可使用概念图来引导自身，在已有知识结构的基础上有机地将新旧知识整合起来，思考新学知识与已有知识之间的关系，以便促进学生进行意义学习。在学习中间阶段，对于笔记，有助于学生组织自己的思想和组织别人的思想。在
17、组织自己的思想方面，例如，在编程前先利用概念图工具画出流程图，有利于提高编程的正确性和编程效率；在信息技术学科教师演示软件操作步骤的时候，学生可以简略地画一些步骤图，以便更好地掌握繁琐的操作步骤。对于合作性学习，概念图可以促进学习者进行对话而非单向接收、整合不同资料与观点而非重述信息资源、协作而非竞争、反思而非盲目遵从的学习。此外，对于研究性学习，概念图在信息获取阶段可帮助学生分类、整理、组织有关资料，以便明晰自己已获取了哪些信息，这些信息之间的关系，以及还缺少哪些信息。同时也增强了学生对信息的理解力，而不仅仅停留在简单的“复制+粘贴”的层面上。在复习阶段，当学习者在复习某个主题的相关知识时，
18、概念图可帮助他们将学到的知识加以概括化与网络化，以便深入理解知识、长期保留知识以及在新的问题情境中有效迁移使用这些知识。复习旧知识是学习新知识的开始，比如在备考复习时多温习以前制作的概念图，或是把其中一些联合成一张概念图，或是做些修改。便于从总体结构上梳理以往学过的知识。提取长时记忆中的知识到短时记忆中也变得更容易、更快速。总之，概念图可以有助于学生了解自己学到了哪些信息技术学科知识；有助于学生知道如何在己有知识的基础上建立新知识，以便有意义地学习信息技术学科知识；有助于学习者发现自己先前隐藏的对某些概念的错误理解，并加以修正。这是扩展知识面和加深对相关知识的理解和记忆的契机，从而使学习者在学
19、习信息技术知识上取得进步。另外，因为运用概念图进行学习本身是在进行信息加工和表达，所以这一学习策略还能够锻炼学生的信息加工能力。3.2.2 概念图对教师发展的作用3.2.2.1 在设计方面概念图可以辅助信息技术教师进行教学设计、课件设计、确定校本教材提纲等。在教学设计方面，可帮助教师理清教学思路。教师可利用概念图制作教学设计图。教师可以根据教材、考试大纲等绘制出有关该学科整个年度或学期课程的概念图。然后再将其细化到每节课的内容结构，并在其中标明主次。这些教学内容计划图有助于教师实现预期的教学目标，也有助于教师在讲课时不偏离主题，把握住重点。这些教学内容计划图也可以在课前给学生看，以便他们准备听
20、课。基于概念图的教学是以概念图教学活动的展开为中心，教师是概念图教学活动的促进者、引导者和合作者；学生不仅是自主学习者，也是合作者；教师和学生通过概念图教学活动互相对话和交流，反思各自的不足。下面笔者具体以图1：基于概念图的教学设计模式为中心分析基于概念图的教学设计思路：教学准备阶段在该阶段，教师要对教学任务有整体准确的把握，教师可以用ABCD 教学目标编写法做出科学合理的教学目标。在对学习者特征分析的环节中，通过掌握大体学生的学习需要即学习者目前的学习状况与教学目标所期望达到的水平之间的差距，了解学生的学习风格，学习准备等。最后对教学内容分析，确定学习内容的类型。比如内容是属于言语信息、智力
21、技能、认知策略、动作技能还是态度情感。有助于概念图教学活动的设计，从而更好的表征知识以及促进学生的意义学习。教学活动设计阶段教师在授课之前，先向学生展示一张具有先行组织者性质的概念图，帮助学生回忆先前知识。同时也可用于导入新授课，在新授课之前运用概念图来表征先前知识，能使学生较好地理解原有的知识结构，使新的知识有稳定、清晰的固着基点，有助于于学生同化新知识。然后教师将新知识讲授给学生，使学生对教学内容有一个整体的把握，确定较具体的知识领域。然后让学生根据所学内容，制作一个相关的概念图，驱使学生及时将所学的新知识用于实践中，有助于学生更透彻地理解、把握知识，便于知识的长时记忆。在此过程中教师需要
22、仔细观察学生的操作情况，及时发现学生的不足，必要的话及时给予提示和帮助。最后教师根据学生实际的操作情况进行总结，并让学习者相互交流、取长补短，修改完善概念图。这不仅达到了学习的目的，而且也促进了学生之间的交流。教师也可以给学生们提供专家做出的相关概念图，让学生进行比较，修改完善自己的概念图。总结反思阶段最后通过总结反思，教师可以了解在自己的教学过程中还存在哪些不足，哪些地方需要修改，哪些地方需要完善。还可以更充分了解学生的学习需要，为以后的教学的改进提供一些信息。此外，还加强了师生之间的信任，深化师生之间的感情。3.2.2.2 在教学评价方面有助于教师评价学生与评价教学过程。在评价学生的学业方
23、面，信息技术学科进行教学评价时运用概念图，可以考查学生有关信息技术的知识结构，有助于教师有效检测学生是否理解某些概念的含义以及概念之间的相互关系；有助于教师评价学生的知识结构是否完整或是否有所创新。比如，在教师讲解知识性的内容时，学生可以画一些概念图，然后与教师制作的、专家制作的、同学制作的概念图进行比较，从中找出差异，并识别出自己在哪些方面有欠缺。教师通过查看学生制作的概念图，可以快速了解学生的学习情况。另外，教师可以给学生布置制作关于本节课学习内容的概念图的课后作业，以便学生梳理学过的内容，也有助于教师评价学生的学习情况。有人研究通过概念图评价学生所掌握信息技术的作用，研究结论指出将概念图
24、应用于信息技术学科教学中，不仅在考核学生对信息技术概念的理解、把握以及对信息技术学科知识的整体把握方面也有重要作用，还有助于学生掌握好计算机的相关概念及其关系，使学生在其基础上正确操作计算机。便于学生及时的运用知识，达到对知识很好的掌握。在评价与反思自己的教学方面。运用概念图可以帮助信息技术教师课后评价和反思自己的教学。信息技术教师可以将自己的教学设计图给其他老师评阅，让他们提出修改建议，以促进该教师的专业发展。同时又促进教师共同体的专业发展。教师也可以通过自己绘制反映教学过程的概念图来反思教学，为以后的教学提供有益的借鉴。3.3 概念图在信息技术学科教学中的应用案例及教学设计鉴于以上所述概念
25、图在信息技术学科教学中的应用及作用，下面笔者以高中信息技术教材中的“网络的分类”为例论述概念图在信息技术学科教学中的实际应用。3.3.1 确定知识领域教师首先要选取学习者试图理解掌握的教材的某一单元或章节或某个实验活动或一个实际问题等，作为制作概念图的知识领域。通过讲解或提示让学生对该知识领域有所了解。注意在该环节进行之前一定要有充分的学习者分析，有助于了解学生的学习需要，确定相应的知识领域。3.3.2 呈现关键概念让学生挑选出关键概念和与之相关联的其他概念，并把这些概念一一列出。3.3.3 寻找关联，连接概念3.3.4 增删概念，修改完善（该步骤中教师一定要给与学生一定的指导）通过上面制作概念图的过程，使学习者不仅对“网络的概念及分类”有了清晰的认识，还能加强学习者的计算机操作能力，促进学习者的意义学习和创造性学习，提高学习者的自学能力、思维能力和自我反思能力。3.3.5 确定概念的层次结构4总结与展望概念图不仅是一种表达形式，更是一种认知策略。这种认知策略引导人们去建构知识、整合知识，形成知识系统。也促使人们反思学习过程和学习结果。概念图的教学信息量比较大，内涵丰富，层次分明，结构统整，操作简单，容易评价，可读性强，易于理解，延展性强，填补修复内容等特点。对教师和学生有着不可低估的作用，对信息技术课程教学改革也具有重大意义。