概念圖應用于電路課堂教學的研究

張福軍，谷存戰(zhàn)，劉 坤

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學 信息技術(shù)學院，黑龍江 大慶 163319；2.普光天然氣凈化廠，四川 達州 163453)

0 引言

概念圖是盛行于國外特別是歐美國家的一種教學形式，它是一種關于概念知識、思維過程或思維結(jié)果、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計劃流程等的圖形化表征方式，它由節(jié)點、鏈接(節(jié)點間的連線)和節(jié)點間的關聯(lián)詞組成[1]。近年來，隨著我國教育的迅速發(fā)展，教育信息化的逐步推進，概念圖已經(jīng)開始被人們關注，因為它以直觀形象的方式進行表達和思考，非常接近人的自然思維過程，在教育教學中的應用越來越廣泛，但在高校理科教學領域應用還很匱乏，探索也比較少。本文將概念圖教學模式嘗試地應用到我校大一本科課程電路的課程教學中，最終取得了比較滿意的教學效果。

1 概念圖引人電路課程教學的意義

將概念圖引入電路課程教學的意義，可以歸納為以下幾個方面。

1.1 有利于培養(yǎng)學生有意義的學習

剛剛接觸專業(yè)基礎課電路的課堂教學，學生頭腦里還是在高中學習物理的時候留下的知識片段，沒有經(jīng)過知識的系統(tǒng)組織加工，電路知識相對比較零散，若在課程教學中組織不好，很難達到有意義的學習。然而，概念圖可以將其學習者零碎的概念通過橫向、縱向、回溯等聯(lián)系構(gòu)成階層化的、由高級到低級的、逐漸分化的圖形，高度濃縮的知識，將原本零散的概念圖按照一定的規(guī)則組織在一起，為課程學習提供關于此學科的意義建構(gòu)[2]。與傳統(tǒng)的教學相比，概念圖教學模式更能激發(fā)學習者對舊知識的回顧，并使其與新知識建立緊密的聯(lián)系，促進有意義學習的強化，激發(fā)學習者的學習興趣。

1.2 有利于教師進行課堂教學設計

電路課堂教學設計中運用概念圖，能將原來顯現(xiàn)在教師頭腦中的教學內(nèi)容、教學理論和教學經(jīng)驗以可視化的型式表現(xiàn)出來，相當于在虛擬的環(huán)境中完成了一次教學過程，教師能更有效地組織教學內(nèi)容。課堂教學中，教師通過概念圖把知識整合過程清晰地呈現(xiàn)出來，能改變學生的認知方式，使學生看到概念間的關系。學生掌握的是整體的知識框架，更容易了解新舊知識間的聯(lián)系和區(qū)別，學生通過概念圖記憶的知識也必然比簡單機械記憶更高，他們將更善于解決問題[3]。

1.3 有利于改革當前電氣工程專業(yè)本科課程教學

目前電氣工程專業(yè)課程教學，尤其是一些專業(yè)必修課教學，還基本上停留在傳統(tǒng)的教師“滿堂灌”為主?？菰锓ξ兜睦碚撜n很難使學生真正融入課堂情境，因此形成了教師與學生之間的知識溝通“屏障”。然而，概念圖作為一種知識可視化的工具，學生可以把自己的概念圖跟同學或老師的概念圖做比較和探討，含混不清的概念就明朗了，并且通過大家的共同討論、交流，使概念圖構(gòu)造更加完善，大家在學習過程中受益，使枯燥乏味的理論課程變得樂學、易學。

1.4 有利于對教學進行評價

通過讓學生養(yǎng)成畫概念圖的習慣，教師可及時了解學生學習的進展與診斷學生的問題，從而改進教學，是形成性評價的好方式；其次，概念圖也是學生自我評價的有用工具，學生利用概念圖的反饋信息，能看清自己有沒有關鍵的概念或概念之間的關系被遺漏，以此來檢查自己對學習材料的理解狀況，這樣就會激勵他去努力彌補不足。再者，學生在繪制概念圖時，會自然地流露出對知識的情感，會以各種各樣的圖形或色彩表達出來，尤其現(xiàn)在出現(xiàn)了專門繪制概念圖的軟件，借助于計算機的多媒體功能，學生可以創(chuàng)設生動、美麗的畫面。因此，概念圖不僅可用以評價學習者對知識理解認識的清晰性，同時也了解其情意品質(zhì)[4]。

2 概念圖在電路課程教學中的實施步驟

概念圖支持的教學基本操作程序分為6步：教學準備、構(gòu)思框架、精細繪制、成果展示、反思評價和建立檔案評價袋，如圖1所示。

圖1 概念圖支持的教學基本操作程序

2.1 教學準備

教學準備階段，包括課前準備及課堂概念圖的安排。因?qū)W生沒有基礎知識，所以首先要進行概念圖操作啟蒙，并利用概念圖解釋課程目標的概念關系，對電路這門課所涉及的概念及概念間的聯(lián)系用概念圖方式進行展示，如圖2所示。

圖2 電路課程概念圖

2.2 編制概念圖

1)確定中心主題：以“電路分析”為主題，以這個主題為引導，找出與“電路分析”相關的概念，并羅列出來；

2)將列出的概念排序：把涵蓋性大的概念放在最高位置，例如“直流電路”這個概念就應該比“電阻電路”、“RLC電路”概念大，應放在這兩個概念的前面；

3)對相關的概念進行層級性排序；

4)開始制作概念圖：主要以概念圖繪制軟件—MindMapper為主；

5)將各個層級以及層級的子概念放置在概念圖上；

6)將概念用線連接起來：在連線的過程中應注意各個概念間的關系；

7)連接不同分支的概念之間的有意義的“橫向連接”；

8)整理與校對概念圖：對繪制的概念圖的反思和修訂[4]。

2.3 成果展示

概念圖繪制后，經(jīng)過學生與學生之間，學生與老師之間進行討論協(xié)商確定后呈現(xiàn)出來供大家評價，如圖3為針對“電路定理”這一概念，某個學生繪制的概念圖。

圖3 電路定理概念圖

2.4 概念圖反思評價

概念圖在電路課程教學中應用后的評價與傳統(tǒng)教學的評價有顯著的區(qū)別，學生可以直接參與評價，并將不同學生之間的概念圖對比分析，然后再與專家概念圖進行對照，使其對學科中相關概念的掌握以及概學生在繪制概念圖的過程中的討論參與度，能對學生學習過程評價做準確的分析，做到結(jié)果性評價和過程性評價，以及定量評價與定性評價的良好結(jié)合，通過評價使學生認識到自己的不足，激發(fā)學生的學習動機[5]。

3 概念圖教學展望

研究表明，大多數(shù)學生對概念圖的應用表現(xiàn)了濃厚的興趣，很多文獻表明這種方法能極大地提高學習者的學習和評判性思維能力。國外關于概念圖的應用已有很多研究并取得可喜的成果，在我國，概念圖在高校教學中的應用前景值得深入探討和嘗試推廣[6]。在開始應用這種方法時，建議授課教師制作種圖，并將概念圖展示給每位同學，然后讓學生添加其他概念以完成自由形式的框架圖，接著小組討論并回答相關問題和完善概念圖。在這一過程中要鼓勵學生積極參與，啟發(fā)他們的思維，開放思想，使他們獨立思考。同時也需要調(diào)動教師的能動性和積極性，從而把概念圖作為一挑戰(zhàn)性的教學方法應用于高校教學實踐，而且教學相長，師生受益，定會取得滿意的效果。

此外，建議將概念圖方法結(jié)合其他教學方法一起聯(lián)合應用，比如以問題為基礎的學習方法，個案學習方法等。事實上，這些方法已經(jīng)開始探索并實施，但需要更多相關的研究與實踐，該教學方法必將具有更廣闊的應用前景和發(fā)展趨勢[7]。

[參考文獻]

[1] 吳舉宏. 概念圖及其在教與學中的應用[J]. 生物學通報，2006,41(3):48-49.

[2] 萬宏偉,傅麗娟,尹濤.概念圖在護理教學中的應用[J].護理研究,2007,10(21):2648-2649.

[3] 林莉.概念圖繪制及生成系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2009,10:38-39.

[4] 孫立會.概念圖在《廣播電視概論》課程教學中的應用[J].白城師范學院學報,2010,6:78-81.

[5] 張超群.概念圖在《編譯原理》課程中的應用[J].廣西民族大學學報,2011,2:102-105.

[6] 樊軼軒.概念圖的知識及其在教學中的應用[J].遼寧廣播電視大學學報,2006,19(8):21-22.

[7] 趙巖.電磁學概念圖的教學研究[J].鞍山師范學院學報,2007,9(2):64-66.