概念图及其软件Ｉｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ在教学中的应用

叶鹏松

【摘要】本文在简要介绍概念图相关知识背景的基础上，结合一线教学实例，论述了概念图及其软件平台Inspiration在教学中的应用方式与积极影响。【关键词】概念图；Inspiration；教学

概念图及其软件简介

概念图是一种用节点代表概念、连线表示概念间相互关系的图示方法，是上世纪60年代美国康奈儿大学诺瓦克(Joseph D.Novak)教授等人，根据奥苏贝尔(David P.Ausubel)学习理论提出的一种教学工具和思维工具。

图1就是基于这一理论绘制的概念图。它以图示的形式，清晰地呈现出了初中物理教材中与“能”这一主概念相关的各级子概念及其相互间的结构关系，从抽象到具体层层展开，融大量结构化信息于一图，简洁而明快。

概念图既可以像图1那样手工制作，也可以利用电脑软件进行绘制。由于概念图巨大的应用前景，国内外开发的制作概念图的软件已多达十几种，主要有Inspiration、MindDraw、Free-Mind、MindMapper、MindManager，以及我国自主开发的易思一认知助手等。但从软件的功能性、易用性、专业性以及普及面等角度进行综合比照，可以发现：Inspiration是最值得推荐的一款优秀概念图专业绘制软件，并且该软件的最新国际版还实现了思维导图与概念图绘制的和谐统一，这也是笔者文中没有纠缠与二者差异辨析的原因。需要的读者，可从Inspiration Software公司主页http：／／www.inspiration.com下载其试用版。

图2呈现的是概念图软件Inspira-tion8.0的绘制界面及其绘制图例——碳循环。利用Inspiration制作概念图界面美观，图符丰富，结构清晰，修改便捷，可以直接打印。在秉承手工绘制概念图的优特点外，还可以进行信息化教育资源动态链接，生成多层次、多维度、超媒体、动态化、网络化概念图，实现跨时空资源交流共享等时代特征和功能，有效提升了概念图在信息化教学背景下的时代价值，非常适合普及和推广整合教学的实际需要。最为关键的是，从使用技术上看，Inspiration软件几乎是零障碍的，大凡熟悉Office软件的人都能很快上手，非常适合普及和推广整合教学的实际需要。

概念图理论十分重视概念之间的层次、结构与相互联系，在它的指导下可以方便地绘制出各种具有复杂结构关系的概念图，有利于优化思维与认知过程，提高教与学的有效性。但是它所用的语言却非常简单，主要是图形(含色彩)与想象，必要时辅助以简要的文字说明即可。现在的脑科学研究表明，人类是按图3所示的图谱形式思考的。可见概念图利用图形(含色彩)和想象进行思维，不仅可以开发左脑，而且还可以同步开发右脑。

概念图模拟学习者认知结构的层次性，并以层级结构组织知识，有利于学习者把握新知识的“同化点”，促进有意义学习的发生。同时概念图将知识以图形的方式表示，增强了信息的回忆和识别，为基于语言的理解提供了很好的辅助和补充，大大降低了语言通道的认知负荷，从而加速了思维的发生。鉴于概念图理论的科学价值，以及功能日益完善的信息技术软件对概念图的支持，概念图在教育教学领域的运用更加广泛，它不仅可以用来评价学习、建构知识、进行头脑风暴、合作交流、促进意义学习，还可以用来进行课程开发、教学设计及整合教学实践等等。目前随着建构主义理论、认知主义学习理论的发展和网络学习的普及，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。

概念图在教学中的应用

1、进行知识的疏理和意义建构

概念是学科教学的知识基础，然而在教学过程中发现，学生往往忽视对基本概念的掌握，不能够形成合理的知识结构，难以全面了解概念间的相互联系，这成为了影响教学质量提高的重要因素。若引入概念图理论进行合理指导，则能有效改进传统的概念教学，帮助学生在零散孤立的各层次知识与概念节点间建立联系，优化认知结构，促进知识的意义建构。

例如，教学电磁波及其传播的知识内容与相互间关系时，通过图4这样一张简洁的概念图就可以清晰地加以呈现，从而有效提高知识疏理和意义建构的效率。图2中关于碳循环的概念图，也体现着同样的特点。

这样的概念图绘制同时还可以用于考量学生对概念的理解和把握程度，引导学生从系统化、结构化、整体性的高度来关注前后左右各个知识点及其相互联系，不仅有利于提高知识复习与巩固的效率，同时也有利于拓宽学习的视角与维度，启迪创新思维。

2、引发头脑风暴，建构思维支架

绘制概念图时，人的思维会自然而然地发散开去，甚至发现自己从来没有注意和意识到的知识及其相互间的联系，从而产生一些具有创新性的理解，达到创新性的学习之目的。这一点，在教学中通过师生互动绘制的一张主题为《白炽灯泡中的物理》的概念图(如图5)时，得到了有效印证。大家思路一下子打开了，并惊奇地发现小小电灯泡中竟然蕴涵了这许多门类的物理知识，而这正是我们以前教学模式下很难体验到的。

再如，以往语文写作训练时，学生常常会因为缺乏有效的整体构思和创作思路而效率不高。如果能将概念图引入写作训练，建构思维支架，引导学生有针对性地思维发散，则可以显著提高创作的效率。图6是教师结合一篇童话文本教学，和同学们一起进行头脑风暴的基础上，提炼出的关于童话创作的一般结构，是一幅融知识和能力于一体的概念图。以它为支架，来进一步拓展延伸学生的创作思维，显然要比直接让学生们漫无头绪地去写作更为有效。

3、促进集体研习，提高工作绩效

备课是教学工作的重要环节，对教学质量有着决定性的作用。那么如何提高备课效果呢?除了教师自己认真研究教材、学生、大纲及查阅相关资料之外，教师之间的交流研讨也是提高备课效果的重要方式。教师在集体备课中共同讨论时，思维处于自由活跃的状态，接受和处理信息能力较强，容易激发灵感，所以将讨论中大家的意见和观点及时地记录下来，然后进行有效的整理，做到集思广益、智慧共享，可以形成富有价值的思维成果。

然而在通常的备课过程中，由于缺乏及时有效的记录与整理，集体备课研讨的效果时常不够理想。现在运用概念图的思想方法，利用概念节点和连线这一图式化的简约方式来记录备课过程，则可避免上述不足。图7是在一次集体备课研讨后，用Inspiration整理绘制的概念图。可以看到，这样的集体教研记录，没有华而不实的内容，既能体现出思维的过程性与生成性，又能体现知识

的结构性与关联性，简明扼要，明显优于传统集体教研的记录与整理模式。

此外，图中带下划线的节点表示链接有对应的媒体文件。这样教学中各个零散的资源就可以结合概念图与各个知识节点一一对应地建立联系，从而有效地提升信息化背景下教学资源的利用与管理效率。可见，以概念图Inspi-ration为支架的集体研习是非常不错的选择。

概念图的理论基础是Ausubel的学习理论。为了更为有效地传递大量学科知识，Ausubel提出了“先行组织者”(advance organizer)策略。即用一幅“大的图画”，首先呈现最笼统的概念，然后逐渐展现细节和具体的东西。他认为，如果教师在学生开始学习学科内容前用这种形象化的手段呈现知识要点，可以帮助学生在新旧知识之间建立联系。同时，也有利于学生按阶段进行学习：图7呈现的概念图同样很好地体现了这一点，它不仅能促进集体教研，同时也能促进学生的有效学习。

4、制作一体化的教学设计与课件

图8就是一张由Inspiration绘制的关于《光的折射》㈦网络教学的简明概念图，它所呈现的知识结构、教学环节与教学流程让人一目了然，同时还可根据需要进一步拓展，例如图9就是图8中概念节点1的延伸；与传统线性的、封闭的、提纲式、文本化的教学设计相比，它的图式化、结构化的特征更符合人的认知规律和教学的实际需要。无论教师还是学生，既可以按概念图呈现的顺序结构进行教与学，也可以很方便地结合教学的实际情况进行动态选择和调整，这一结构化的特征既体现了教学的顺序性，同时也很好地满足了教学灵活性的实际需要，从而提高了教学与设计的有效性。

现代脑科学发现，人的大脑是由大约140亿个神经元组成，每个神经元都与其他的神经元形成功能网络。泛脑网络学说认为，人的大脑可从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元及分子序列四级层次的网络。人的学习、记忆和思维正是通过这样一个网络系统来进行的。可见，概念图的这一结构特征充分地符合了人脑这一生理机制。另外，与传统教学设计不同的是，在概念图Inspiration软件中，还可以很方便地为每一个概念节点建立注释和相应的超链接，链接资源可以是网页、视频、动画、图片等任何一种电脑文件。这样用概念图制作的图式化教学设计，又可方便地转换变成可视化的多媒体教学课件，从而可实现教学设计与教学课件的有机整合，简化教师劳动，提高教师的备课效率。此外多样化的教育资源和结构化的概念图结合在一起，无疑又能极大地提高教与学的有效性，这一点在“信息泛滥”的网络时代，更显得尤为重要。

概念图软件Inspiration还有另外一个显著的特征，即网络化特征。关于这一点，通过选中Inspiration软件文件菜单中的Export as HTML，即可轻松实现从Inspiration平台下的isf格式概念图到html网页格式概念图的转换。这样原先的多媒体教学课件又能在瞬间转变成网络课件，从而突破了Inspira-tion自身软件平台的制约，实现概念图作品跨平台的运行和更广范围的交流共享。并不像有的文章认为的那样：“Inspiration是单机运行的软件，不支持网络功能。从概念构图教学来看，In-spiration只提供概念构图功能，尚不能全面支持概念构图的教学活动。”究其原因主要是缺乏对概念图软件Inspira-tion的深度应用和实践研究。

如果说概念图使知识由一维线性表征形式转变为二维平面表征形式的话，那么有了电脑网络技术支持的概念图已经把知识延伸为四维的立体网络时空，这不能不说是知识呈现与学习方式的一次革命。

由于Inspiration软件使用技术上的零障碍以及良好的网络功能，教师在制作好结构化、图式化教学设计的同时，又能轻松完成对多媒体课件及网络课件的设计与制作，真可谓一举三得，所以它的普及与应用，无疑还能够有效降低信息技术门槛，极大地提高教师的工作效率，从而成为促进教师信息化背景下专业发展的一条快速通道。

结束语

概念图软件Inspiration还可以与Blog或Moodle等网络化平台进行有效整合，进一步拓展其网络互动功能，促进网络化背景下的教育教学实践，限于篇幅不再赘述。

综上所述，概念图在教学中不仅可以成为教师教的有效策略与工具，同样也是学生学习与思维的有效策略与工具，不仅可以优化传统教学，而且也可以很好地衔接和支持信息化背景下的整合教学，作为一个建立在科学教育理论基础之上的专家平台，笔者相信概念图及其软件Inspiration，一定会在今后各学科的教育改革实践中发挥出更大的作用。