概念图协作评价在高职课堂教学中的应用——以概率论与数理统计课程教学为例

刘荣玄

(江西新能源科技职业学院公教部，江西新余338004)

1 引 言

自20世纪80年代以来，我国的高等职业教育发展迅猛，从中也暴露出一些问题，有硬件方面的问题，比如高职院校办学设施设备条件差，实训基地不足等，也有软环境方面的问题，比如高职院校的生源问题等.目前，高职院校生源主要来自三个渠道，一是高考，这部分生源主要来自高考最后批次，绝大多数属于高考成绩垫底学生；二是“单招”，由院校自行组织命题和考试，自行录取的那部分学生，一般来说，参加了“单招”考试的考生基本都能录取；三是“直通车”，即中专毕业直接升至高职院校就读的那部分学生，他们没有读高中，没有进行较多知识的积累，没有经过较高强度的思维训练.因此，他们的文化基础偏差，认知水平偏弱，缺少思维训练，没有养成良好学习习惯，很少会将知识结构化等等[1].高职院校必须针对存在的问题不断加强建设和改革，培养符合社会所需的高素质技术人才，以促进高等职业教育的发展.作为高职院校的老师，面对高职院校存在的生源问题，理应加强课堂教学改革，以确保高职课堂教学质量.为此，尝试在高职课堂教学中融入概念图协作评价.概念图是20 世纪70 年代初，由美国教育心理学家诺瓦克(Novak)提出的，随后几十年，许多学者致力于概念图用于检测学生学习的研究.Mintzes证明了概念图评价能够揭示学生认知结构所发生的变化[2].Markham 研究团队使用概念图评价探索不同学生间的认知差异[3]，吴伯翰及其研究团队将概念图评价应用于在线学习[4].陈年兴及其研究团队探究协作评价对在线学习学生的理解水平的影响[5]，等等.然而，有关协作评价的研究多数是基于文本作品和设计类作品，概念图作为直接暴露学生存在概念误区，反映学生认知过程和认知发展的知识图示工具，却很少在协作评价研究中涉及.为解决概念图评价任务过于繁重，网上自动化评价导致学生认知结构趋同化的问题，也为了探究以概念图为内容的协作评价，对促进学生概念理解、精致化认知结构的效果，试图将概念图与协作评价有机结合，用于高职课堂教学实践中，类似这种研究在所查阅的文献中鲜见.在教学实践中实施概念图协作评价，学生需要独立地将所学的知识绘制概念图，使其图形化、结构化、模块化；需要对同学同伴绘制的概念图进行评价，学习别人的治学方略，激发自己学习激情；需要参与集体讨论，合作绘制概念图；需要树立评价主体意识，评比班上同学的概念图；还需要自己重置一幅概念图，以深化对概念的理解和掌握.学生通过知识结构化、向他人学习、集体合作、反复训练、重置概念图等五个学习环节，逐渐养成愿学、想学、好学的习惯.

2 概念图协作评价理论简介

知识图形化是当今社会正在经历的一场重要变革，也是当今信息化、数字化、智能化和网络化社会的呼唤.知识图形化是以形象直观的方式呈概念及概念间的关系、知识发展脉络和知识结构[6]，因此这种图形化知识很容易被普通大众所接受、理解和掌握，广泛用于通讯网络上.如果将其应用于课堂教学中，非常适合基础薄弱的高职学生的学习，形象化的知识有助于高职学生读懂、记忆和运用，知识直观化助推高职学生对知识的理解、联想和掌握.结构化知识助力高职学生记牢、联想和调用.图中所呈现的概念间的关系帮助学生了解概念的来路和去向，加深学生对知识的理解和记忆，所呈现的知识脉络从整体上把握知识、模块化管理知识.可见图形化知识能唤醒高职学生的智慧.概念图作为知识表征的工具，它能将知识图形化、结构化和网络化，它以概念为基本要素将某领域知识组织成一幅图形.概念图由节点、连线和连接语三部分组成，节点表示概念、连线表示概念间的属性关系，连接语表示概念间的意义关系[7].概念图发明者创设这种绘制概念图的规则，再加上图中不同分支间的横向连接，使得绘出来的概念图就像一棵命题(节点、连接语、节点，组成命题)树，如图1所示.概念图起源于奥苏贝尔(Ausubel)的有意思学习理论[8]，在西方国家非常盛行，在我国的发展相对滞后.

图1 随机变量概念图

协作评价是一种合作学习形式，合作学习是一种富有创意和实效的教学理论与策略，它是一种旨在促进学生在异质小组中互助合作，达到共同学习目标，并以小组的总体成绩为奖励依据的教学策略体系[9].合作学习自20世纪70年代兴起以来，在世界范围内得到广泛应用.协作评价作为合作学习中的一种重要形式已广泛应用于MOOC和混合式课程中，以配合课程教学取得好效果.

根据概念图和协作评价的内涵及其教学功能，可以将他们结合在一起，形成概念图协作评价，用于高职课堂教学中，改善其教学效果.为从教学实践中实证此假设，研究者对如何使用概念图协作评价进行了认真设计，认真组织教学试验，科学分析试验样本数据，推断试验结果，并对试验结果进行充分认证.

3 概念图协作评价的探索与实践

在高职教育课堂教学中引入概念图协作评价，协同传统教学评价，共同检测学生平时学习教学实践，在所查阅的文献中鲜见有人尝试过.为使这项教学改革试验有序进行，并能从试验数据中相对全面、准确地检测出概念图协作评价对促进高职课堂教学质量提高所产生的效应，研究者精心设计评价方案，明确评价内容、评价形式、评价主体和评价量规，以高等数学课程为依托，以高职课堂教学为平台，紧紧围绕试验对象、评价方法、评价任务和评价资源与工具这四个核心设计要素，构建有具体教学内容的、能体现高等职业教育特点的概念图协作评价方案，如图2所示.

图2 概念图协作评价试验方案概念图

3.1 实验对象

为有效比较概念图协作评价与单一的传统课堂教学评价对促进高职教育课堂教学所产生的不同效果，将所选试验对象分为控制班和实验班两类.我校2020级新能源汽车营销与服务专业共有4个班，共计160名学生，(1)(2)班80人，被选为控制班，(3)(4)班有学生80人被选为试验班.这四个班入校数学成绩相当，男女生比例近似，班风、学风和学习氛围相当，所以客观上这两类班不存在显著差异，可视为同质.这四个班的高等数学教学任务由同一个老师承担，教学环境等同.因此这两类试验对象具备较好的可比性.在教学中控制班按常规教学规程进行课堂教学和评价，试验班按常规进行教学，将教学常规中的单元小结，老师批阅，改为学生绘制概念图，师生协作评价概念图.为避免学生在协作评价中耗费过多的学习时间，影响其它课程的学习，将试验班学生分为若干小组，限于组内学生相互评价学生同伴的概念图.

3.2 评价工具

为支持概念图协作评价试验，设计了两种学习工具：一种是协作对话工具——在线学习平台.基于当今的通信网络资源，为试验班学生设计了可在手机上进行操作的学习工具APP，目的有两个，一个是方便学生在线阅读学生同伴的概念图作品.另一个目的是方便学生协作评价.另一种协作评价工具——概念图评价量规，见表1.设计的评价量规有两方面意图，一方面是提示学生绘图时必须考虑的五个方面，每一个方面需要认真思考的四个指标，绘制概念图时应遵循的思路线索.另一方面是要求学生根据图中的概念质量、概念连接、概念图结构、概念解释和概念图的可读性等五个维度，评价学生同伴绘制的概念图.

表1 概念图协作评价评分标准(参考)

3.3 评价任务

评价任务是本次教学试验过程中所要完成的各项任务的具体操作，是学生在教学试验过程中要完成的所有具体事宜.评价任务是：第一，试验班学生每学完一章新的知识，需要将该章知识绘制一张概念图.第二，试验班的学生修改完善概念图，并将概念图初稿上传到在线学习平台，供组内学生阅评.第三，学生自行安排时间，在自己的智能手机上评价组内学生同伴的概念图，指出图中的优点、存在的不足和出现的错误，客观、公正、准确的评价每一张概念图.第四，试验班学生参与由小组长组织的组内集体交流，共同合作绘制一张反映本组水平的概念图.第五，试验班学生在自己所绘概念图初稿的基础上，结合同伴的评价意见、集体评价所获得的启示和班级交流所得到的启发，重新绘制概念图，并上交老师.

3.4 评价方法

基于概念图协作评价的评价方法包含评价主体、评价方式和评价内容，也就是指谁来评，怎么评和评什么，这是本研究需要深思的问题，也是本次教学改革试验方案设计的核心内容.协作评价是指学生之间相互评价对方的作品，学生不仅是评价客体，也是评价主体.评价方式是：小组成员在规定的时间内，在自己的智能手机在线学习平台上评价本组其他学生同伴的概念图作品.高职学生可利用这一网络信息化平台的优势和特点，反复阅读和细细品尝要评价的概念图作品，直到自己对所要评的作品有较为全面的了解，对作品内容有较好的领悟，能够生成评价意见为止.组内同学互评完成后，小组长组织本组学生开展组内评价，并共同绘制一张反映本组水平的概念图，供班上交流时使用.评价内容为学生绘制的概念图，具体来说就是对概念图的概念质量、概念间的关系、概念的描述、概念图的结构和概念图的可读性等五个维度，以及每一维度中所包含四个评价指标的准确性、有效性和全面性作出评判.

4 概念图协作评价的教学效果

4.1 评价实验

在高职课堂进行概念图协作评价教改试验时需要考虑高职学生的特殊性，做到有的放矢.总的来说，高职学生的文化基础薄弱、认知水平偏低等，突出表现是高职学生的理解能力不够、思维强度不高，这种现象又是由基础薄弱所造成的.由于基础差，缺乏知识引导，高职学生对概念理解不能深入推进，对稍微复杂一点的问题不能进行深层次的逻辑推理，在解决问题的过程中缺少“知识导航”，难以走远.久而久之逐渐丧失了读书思考的本能，无形中失去了一次又一次的思维训练机会，思维没有得到良好锻炼，对知识的理解也浮于面上，甚至有时陷入迷茫.由于高职学生的文化基础偏差所带来的后遗症，导致进入高职院校的学生普遍存在学习信心不足、学习动力不强，存在厌学情绪等不利于学习的因素.基于高职学生的特点，在试验过程中力使知识图形化、结构化、形象化，学生能看懂，学懂，听懂，有兴趣学习.同时引导高职学生反复学习，反复练习，重在质量，不求数量，一步一个脚印地打牢知识基础，使学生有基础想起来，练起来，逐渐唤醒他们沉睡的思维，渐渐改善他们的认知状况，慢慢培养他们的良好学习习惯.因此，研究者将概念图协作评价教学改革试验设定了一个学期.试验中以高等数学课程为载体，每四周教学一章知识，试验班学生随即将该章知识绘制一张概念图，并上传到在线学习平台；随后的一周.学生利用课外时间完成对学生同伴概念图的评价；各学习小组开展一次集体评价并绘制一张代表本组水平的概念图；任课老师组织全班学生进行概念图评比，全体师生共同合作绘制一张班级概念图；最后每个学生参考各方面的评图信息重置自己的概念图.依此类推，直至学期结束.控制班学生按常规教学施教，与试验班教学进度相同，每四周进行一次单元小结，梳理教学过的一章知识，老师在班上进行单元复习.

4.2 数据分析

学期结束，研究者对概念图协作评价试验效果进行定量分析，以学生的期末统考成绩为样本，对其进行了独立样本T检验[10].本次高等数学期末考试共有五道题，分别是填空题、单项选择题、判断题、计算题和应用题，分值各为20分.出题的本意是：填空题主要用来考察学生对基本知识、基本公式、基本方法掌握的熟悉程度；选择题主要用来检测学生的基本技能和理解能力；判断题主要用来检测学生准确把握概念的能力；计算题主要用来评估学生的知识体系、知识结构和知识组织能力；应用题主要用来考察学生利用知识解决问题的基本策略、实践能力和创新能力.下文将使用SPSS23.0，对学生的期末总成绩，以及填空题、单项选择题、判断题、计算题和应用题的成绩进行配对样本T检验.

对控制班、实验班学生的高等数学期末统考成绩进行配对样本T检验(T=-2.16，p<0.05)[11]，从表2可知，实验班学生的平均成绩明显高于控制班，平均成绩的分散程度明显低于控制班，两个班学生的平均成绩存在显著差异.表明概念图协作评价对学生成绩的影响效果明显.

表2 控制班、实验班学生成绩配对样本T检验

为进一步弄清概念图协作评价影响学生成绩的原因，研究者对控制班、实验班学生在填空题、单项选择题、判断题、计算题和应用题的得分分别进行了配对样本T检验，具体数据见表3.从表3中可以获知，在五种题型中两类班的学生平均得分最高的是实验班学生在填空题上的得分，平均得分为16.12分，检验结果是(T=-3.44，p<0.01)，说明两类班的学生在填空题上的平均得分存在极为显著差异，从而可以推断概念图协作评价对促进高职学生夯实基础知识，基本方法起很大的作用.单道题平均得分居第二位的是实验班学生在判断题上的得分，平均分为15.38，配对样本T检验的结果为(T=-2.76，p<0.01)，由此可知两类班的学生在判断题上的平均得分也存在极为显著的差异，从而可以推断概念图协作评价对促进高职学生准确把握概念发挥很大的作用.平均得分居第三的是实验班学生在单选题上的得分，平均得分为15.36，检验结果是(T=-2.30，p<0.05)，结果表明两类班的学生在判断题上的平均得分存在显著差异，从而可以推断概念图协作评价对促进高职学生的概念理解有较大的帮助.从表3中还可以看出在计算题上两类班学生的平均得分不存在显著差异，但平均得分实验班的仍略高于控制班，也可以说明概念图协作评价相对于传统平价对促进高职学生整体把握知识体系，构建知识结构还是略高一筹.应用题两类班的学生平均得分都不算高，标准差偏大，学生分数的离散程度偏大，但配对样本T检验的结果是两类班的学生平均分数没有显著差异.

表3 填空题、选择题和计算题配对检验

通过对样本的统计分析和配对检验可知，概念图协作评价有助于增强高职学生牢记概念、理解概念、把握概念和构建知识结构的能力.

5 研究讨论

5.1 概念图协作评价能有效促使学生精致化知识结构

皮亚杰认为：“个体是在建构自己的理解，学习是一个建构的过程.学生必须能够把老师提供的信息并入到他们己有的图式中去，形成知识结构”[12].布鲁纳理论：“学校学习应该聚焦在学科的结构，抓住一门学科的结构就能够理解这门学科，将许多其他的知识与学科结构有意义地相联系”[13].结构是知识所固有的，但每个人所建立的认知结构是不一样的，取决于学生掌握知识的广度、理解知识的深度和创新知识的力度，往往是优秀学生建有较为精致的知识结构，成绩差的学生大脑中几乎不存有知识结构，这也是产生差生和优生的主要原因之一.高职学生基础偏差和认知水平偏低的重要原因之一就是没有养成建构知识结构的良好习惯，没有将所学的知识形成有组织的知识结构存储在自己大脑中.因此引导和帮助高职学生建构知识结构既是高职老师应当执行的教学理念，也是高职学生提高学习成绩的关键.概念图诞生的使命就是要将知识结构化和图形化.学生在绘制概念图时必须要按照概念图的制作规定将概念编成行编成列，有序排列；必须要在两个概念之间填上恰当的连接语组成一个科学命题，成为图中的有效元素；必须要在不同的分支之间建立起横向连接，成为知识体系；必然会对图中不同的节点和不同的连线，配上不的图案，形成一个与大脑存储知识的结构相吻合的结构.甚至有些好奇多思的高职学生还会根据自己对概念的理解、对知识体系的把握，以及自己的个性喜好将概念图绘制成一幅与自然界某一实物相似的图画，将某一领域的知识结构转变为某一客观实物的构造，这样的知识结构，那真是一幅美丽的图画、精致的结构.在协作评价中学生阅读了学生同伴的概念图，看到了许多新的知识结构，看到了许多由知识、图案和色调组成的既美观又形象的知识结构，也看到了自己所建知识结构中存在的问题和不足，在强烈的心理刺激下必然会对自己初绘的概念图进行修改和完善，使概念图变得更科学、更美观、更精致.在协作评价的集体评价中学生要阐述自己在绘图、阅图和评图中有过的构想和思路，呈现自己绘制的概念图，随后接受其它同学的点评、诊断和矫正，在面对面的集体讨论与交流中，同学们集思广益，对组内每一个同学的概念图提出建设性的重置建议，使同学们的概念图进一步得到精致.不仅如此，学生还会在班级评价概念图活动中受到更多的启示、教育和激励，使重新绘制出的概念图所展现出的知识结构达到最佳的精致效果.

5.2 概念图协作评价能有效促进高职学生对概念的理解

表2中的数据表明，试验班学生的高等数学期末统考平均成绩明显高于控制班，这只能说明试验班的学生对概念的理解广度和深度好于控制班，很难想象对知识理解不透不全的学生能考出好的成绩来，从表3中的数据也可以佐证这一点.表3中的数据显示，在填空题和判断题上，试验班学生的平均成绩好于控制班，且两者存在极其显著差异，而这两种题型主要是检测学生对概念的理解和掌控.在单选题上两类班学生的平均得分也存在显著差异，试验班好于控制班.作者设计这类题型的主要动机是检测学生对概念的理解程度.

6 结 论

针对高职院校学生基础偏差、认知水平偏弱、思维强度偏低等现状，试图将概念协作评价用于课堂教学，能促进学生学习，提高学生认知水平，训练学生思维.为此目的，认真分析了概念图、协作评价和知识可视化理论用于高职课堂教学的实际意义；探索了概念图协作评价用于高职课堂教学的可行性、操作性和有效性，在概率论与数理统计课程教学中对概念图协作评价进行了试验，并获得相关数据；根据试验取得的样本数据，采用统计推断的方法推断出概念图协作评价对高职课堂教学的效果：能有效促使学生精致化知识结构，能有效促进高职学生对概念的理解，从而提升学生的学习质量.概念图评价用途广泛，可用于小学、中学和职业大学.协作学习是人才培养的重要手段.当今教育不仅要教会学生学习，还要教会学生做事、做人和合作，才能更好地为党育人，为国育才.而概念图协作评价能教会学生将所学知识结构化，学会学习；能教会学生自己动手绘制概念图，学会做事；能教会学生客观、公正、公平地评价学生同伴作品，学会做人；能教会学生集体合作绘制概念图，学会合作.因此概念图协作评价是一项有意义的教研课题.

致谢作者非常感谢相关文献对本文的启发以及审稿专家提出的宝贵意见.