概念图应用于电路课堂教学的研究

张福军，谷存战，刘 坤

(1.黑龙江八一农垦大学 信息技术学院，黑龙江 大庆 163319；2.普光天然气净化厂，四川 达州 163453)

0 引言

概念图是盛行于国外特别是欧美国家的一种教学形式，它是一种关于概念知识、思维过程或思维结果、系统结构、计划流程等的图形化表征方式，它由节点、链接(节点间的连线)和节点间的关联词组成[1]。近年来，随着我国教育的迅速发展，教育信息化的逐步推进，概念图已经开始被人们关注，因为它以直观形象的方式进行表达和思考，非常接近人的自然思维过程，在教育教学中的应用越来越广泛，但在高校理科教学领域应用还很匮乏，探索也比较少。本文将概念图教学模式尝试地应用到我校大一本科课程电路的课程教学中，最终取得了比较满意的教学效果。

1 概念图引人电路课程教学的意义

将概念图引入电路课程教学的意义，可以归纳为以下几个方面。

1.1 有利于培养学生有意义的学习

刚刚接触专业基础课电路的课堂教学，学生头脑里还是在高中学习物理的时候留下的知识片段，没有经过知识的系统组织加工，电路知识相对比较零散，若在课程教学中组织不好，很难达到有意义的学习。然而，概念图可以将其学习者零碎的概念通过横向、纵向、回溯等联系构成阶层化的、由高级到低级的、逐渐分化的图形，高度浓缩的知识，将原本零散的概念图按照一定的规则组织在一起，为课程学习提供关于此学科的意义建构[2]。与传统的教学相比，概念图教学模式更能激发学习者对旧知识的回顾，并使其与新知识建立紧密的联系，促进有意义学习的强化，激发学习者的学习兴趣。

1.2 有利于教师进行课堂教学设计

电路课堂教学设计中运用概念图，能将原来显现在教师头脑中的教学内容、教学理论和教学经验以可视化的型式表现出来，相当于在虚拟的环境中完成了一次教学过程，教师能更有效地组织教学内容。课堂教学中，教师通过概念图把知识整合过程清晰地呈现出来，能改变学生的认知方式，使学生看到概念间的关系。学生掌握的是整体的知识框架，更容易了解新旧知识间的联系和区别，学生通过概念图记忆的知识也必然比简单机械记忆更高，他们将更善于解决问题[3]。

1.3 有利于改革当前电气工程专业本科课程教学

目前电气工程专业课程教学，尤其是一些专业必修课教学，还基本上停留在传统的教师“满堂灌”为主。枯燥乏味的理论课很难使学生真正融入课堂情境，因此形成了教师与学生之间的知识沟通“屏障”。然而，概念图作为一种知识可视化的工具，学生可以把自己的概念图跟同学或老师的概念图做比较和探讨，含混不清的概念就明朗了，并且通过大家的共同讨论、交流，使概念图构造更加完善，大家在学习过程中受益，使枯燥乏味的理论课程变得乐学、易学。

1.4 有利于对教学进行评价

通过让学生养成画概念图的习惯，教师可及时了解学生学习的进展与诊断学生的问题，从而改进教学，是形成性评价的好方式；其次，概念图也是学生自我评价的有用工具，学生利用概念图的反馈信息，能看清自己有没有关键的概念或概念之间的关系被遗漏，以此来检查自己对学习材料的理解状况，这样就会激励他去努力弥补不足。再者，学生在绘制概念图时，会自然地流露出对知识的情感，会以各种各样的图形或色彩表达出来，尤其现在出现了专门绘制概念图的软件，借助于计算机的多媒体功能，学生可以创设生动、美丽的画面。因此，概念图不仅可用以评价学习者对知识理解认识的清晰性，同时也了解其情意品质[4]。

2 概念图在电路课程教学中的实施步骤

概念图支持的教学基本操作程序分为6步：教学准备、构思框架、精细绘制、成果展示、反思评价和建立档案评价袋，如图1所示。

图1 概念图支持的教学基本操作程序

2.1 教学准备

教学准备阶段，包括课前准备及课堂概念图的安排。因学生没有基础知识，所以首先要进行概念图操作启蒙，并利用概念图解释课程目标的概念关系，对电路这门课所涉及的概念及概念间的联系用概念图方式进行展示，如图2所示。

图2 电路课程概念图

2.2 编制概念图

1)确定中心主题：以“电路分析”为主题，以这个主题为引导，找出与“电路分析”相关的概念，并罗列出来；

2)将列出的概念排序：把涵盖性大的概念放在最高位置，例如“直流电路”这个概念就应该比“电阻电路”、“RLC电路”概念大，应放在这两个概念的前面；

3)对相关的概念进行层级性排序；

4)开始制作概念图：主要以概念图绘制软件—MindMapper为主；

5)将各个层级以及层级的子概念放置在概念图上；

6)将概念用线连接起来：在连线的过程中应注意各个概念间的关系；

7)连接不同分支的概念之间的有意义的“横向连接”；

8)整理与校对概念图：对绘制的概念图的反思和修订[4]。

2.3 成果展示

概念图绘制后，经过学生与学生之间，学生与老师之间进行讨论协商确定后呈现出来供大家评价，如图3为针对“电路定理”这一概念，某个学生绘制的概念图。

图3 电路定理概念图

2.4 概念图反思评价

概念图在电路课程教学中应用后的评价与传统教学的评价有显著的区别，学生可以直接参与评价，并将不同学生之间的概念图对比分析，然后再与专家概念图进行对照，使其对学科中相关概念的掌握以及概学生在绘制概念图的过程中的讨论参与度，能对学生学习过程评价做准确的分析，做到结果性评价和过程性评价，以及定量评价与定性评价的良好结合，通过评价使学生认识到自己的不足，激发学生的学习动机[5]。

3 概念图教学展望

研究表明，大多数学生对概念图的应用表现了浓厚的兴趣，很多文献表明这种方法能极大地提高学习者的学习和评判性思维能力。国外关于概念图的应用已有很多研究并取得可喜的成果，在我国，概念图在高校教学中的应用前景值得深入探讨和尝试推广[6]。在开始应用这种方法时，建议授课教师制作种图，并将概念图展示给每位同学，然后让学生添加其他概念以完成自由形式的框架图，接着小组讨论并回答相关问题和完善概念图。在这一过程中要鼓励学生积极参与，启发他们的思维，开放思想，使他们独立思考。同时也需要调动教师的能动性和积极性，从而把概念图作为一挑战性的教学方法应用于高校教学实践，而且教学相长，师生受益，定会取得满意的效果。

此外，建议将概念图方法结合其他教学方法一起联合应用，比如以问题为基础的学习方法，个案学习方法等。事实上，这些方法已经开始探索并实施，但需要更多相关的研究与实践，该教学方法必将具有更广阔的应用前景和发展趋势[7]。

[参考文献]

[1] 吴举宏. 概念图及其在教与学中的应用[J]. 生物学通报，2006,41(3):48-49.

[2] 万宏伟,傅丽娟,尹涛.概念图在护理教学中的应用[J].护理研究,2007,10(21):2648-2649.

[3] 林莉.概念图绘制及生成系统的设计与实现[J].企业技术开发,2009,10:38-39.

[4] 孙立会.概念图在《广播电视概论》课程教学中的应用[J].白城师范学院学报,2010,6:78-81.

[5] 张超群.概念图在《编译原理》课程中的应用[J].广西民族大学学报,2011,2:102-105.

[6] 樊轶轩.概念图的知识及其在教学中的应用[J].辽宁广播电视大学学报,2006,19(8):21-22.

[7] 赵岩.电磁学概念图的教学研究[J].鞍山师范学院学报,2007,9(2):64-66.