概念圖

概念圖

概念圖,由方形表示概念,如“狗”和“動物”等等。概念間的關係則以標名(labelled)的箭頭線段連結,箭頭的方向表示往下發展的層次。這些線段會像是:“引發”、“導致”、“需要”、“提供”等等。

基本信息

簡介

概念圖概念圖簡介
約瑟夫·D·諾瓦克(Joseph D.Novak)於20世紀70年代,在康奈爾大學Cornell University)發展出概念圖繪製技巧。當時,Novak將這種技巧套用在科學教學上,做為一種增進理解的教學技術。Novak的設計是基於大衛·奧蘇伯爾(David Ausubel)的同化理論(assimilation theory)。奧蘇伯爾根據建構式學習(constructivism learning)的觀點,強調先前知識(prior knowledge)是學習新知識的基礎框架(framework),並有不可取代的重要性。在Novak的著作《習得學習》(Learning to Learn)中,指出“有意義的學習,涉及將新概念與命題的同化於既有的認知架構中。”

Novak教授認為,概念圖是某個主題的概念及其關係的圖形化表示,概念圖是用來組織和表征知識的工具。它通常將某一主題的有關概念置於圓圈或方框之中,然後用連線將相關的概念和命題連線,連線上標明兩個概念之間的意義關係。概念圖又可稱為概念構圖(concept mapping)或概念地圖(concept maps)。前者注重概念圖製作的具體過程,後者注重概念圖製作的最後結果。現在一般把概念構圖和概念地圖統稱為概念圖而不加於嚴格的區別。

概念圖的構成主要包括節點、連線、連線詞三個部分:

(1)節點表示概念,通常用幾何圖形圖案等符號來表示;

(2)連線用於連線節點,表示兩個概念之間存在的某種關係,連線可以是單向的、雙向的或任意方向的;

(3)連線詞,是指連線上的文字,用於描述節點之間的關係。如“是”、“包括”、“表示”等。

通過節點連線連線詞,按一定順序將概念關聯起來,便形成了命題。一般來說,概念圖有一個特定的主題;是概念之間關係的建構,反映了概念圖創建者的知識結構或思維結構;是一種可視化語義網路或圖表特徵。

要素

概念(concepts)、命題(propositions)、交叉連線(cross-links)和層級結構(hierarchical frameworks)是概念圖的四個圖表特徵。

1、概念是感知到的事物的規則屬性,通常用專有名詞或符號進行標記。

2、命題是對事物現象、結構和規則的陳述,在概念圖中,命題是兩個概念之間通過某個連線詞而形成的意義關係。

3、交叉連線表示不同知識領域概念之間的相互關係。

4、層級結構有兩個含義:

一是指同一知識領域內的結構,即同一知識領域中的概念依據其概括性水平不同分層排布,概括性最強、最一般的概念處於圖的最上層,從屬的放在其下,具體的事例位於圖的最下層。

二是不同知識領域間的結構,即不同知識領域的概念圖之間可以進行超連結。某一領城的知識還可以考慮通過超級連結提供相關的文獻資料和背景知識。

特徵

(1)層級結構

運用層級結構的方式表示概念之間的關係了。在概念圖中,概念是用層級結構的方式來呈現的。其中,最普遍或最一般的概念置於圖的上端,次一級和更具體的概念按等級排在下面。特殊知識領域的層級結構根據知識套用或思考情景而定。

(2)交叉連線

運用交叉連線表示概念之間的關係。交叉連線表明了概念圖上的某些領域知識相互聯繫方式。在新知識的創建中,交叉連線表明了知識創造的跳躍性。

(3)理性與情感交融

雖然概念圖表現的是概念和命題,但同樣反映了創建者在創建概念圖過程中的情感狀態,概念圖既有理性的、清晰性的特點,也映射了創建者情感品質

結構

概念圖概念圖結構
“概念圖”是一種知識以及知識之間的關係的網路圖形化表征,也是思維可視化的表征。一幅概念圖一般由“節點”、“連結”和“有關文字標註”組成。

1、節點:由幾何圖形、圖案、文字等表示某個概念,每個節點表示一個概念,一般同一層級的概念用同種的符號(圖形)標識。

2、連結:表示不同節點間的有意義的關係,常用各種形式的線連結不同節點,這其中表達了構圖者對概念的理解程度。

3、文字標註:可以是表示不同節點上的概念的關係,也可以是對節點上的概念詳細闡述,還可以是對整幅圖的有關說明。

如何構建概念圖

1、必須列出概念
2、把含義最廣,最有包含性的概念放在圖的頂端。可是,有時要確定含義最廣,最有包容性的概念比較困難。
3、繼續往下寫,以增加更多具體的概念。然何一個概念下面不要有三個以上連線的概念。用線條把概念連線起來,並用連線詞註明連線。連線詞語應能說明兩個概念之間的關係,這種說明可視為一句陳述或叫命題。連線使概念之間建立了意義。
4、尋找概念圖不同部分概念之間交叉線的聯結,並標明連線線
5、把說明概念的具體例子寫在概念旁

方法

概念圖可採用徒手方式繪製.如採用粉筆黑板等,也可用平常的辦公套用軟體如office、wps繪製。但針對概念圖的特點,國外研究出了概念圖的製作工具。如:Inspiration,MindManager等。不論是採用何種方式製作概念圖,所遵循的基本思路和基本步驟是一致的,都要闡述概念和概念的聯繫,表達對概念的理解。

下面方法是對概念圖製作方法的一般步驟。

1、認定中心主題:確定你希望利用概念圖理解的問題焦點、知識或概念,並用這個焦點主題作導引,找出與中心主題相關的概念,並羅列出來。

2、將列出來的概念排序:把一般、最抽象和最具涵蓋性的概念放在最高位置。在揀選最高層概念時可能會遇上困難,反思中心主題的引導方向可以幫助為概念排序。這個過程可能需要反覆思考修正或乃至重新確定概念圖的中心主題

3、將其餘的概念按層級排放在列表上。

4、開始製作概念圖:把—般、最抽象和最具涵蓋性的概念放在最高位置.在最高層的位置通常只會有兩至三個概括性的概念。

5、隨後將往下的二、三、四層的子概念放置在概念圖上。

6、將概念用畫線連線上。在連線線上寫上合適的連結詞。連結詞必須清晰表達兩個概念之間的關係,使之成為簡單、有效的命題。由連結製造意義。當大量相關的概念連結起來並形成層次後,可以看到對應某一知識、命題、中心主題的意義架構。

7、重新整理概念圖的蛄構。這包括為概念圖進行概念的增減或改變上下層關係等。這可能需要進行多次的整理,但也正是這些整理的過程能帶來新的啟示和有意義的學習。

8、在不同分支的概念之間尋找有意義的“橫向連結”,並在連線上用連蛄詞標明關係。橫向連結能有效地幫助在某一知識範疇內看到新的關係。

9、仔細、具體的例子可以用簡圖或代表符號附在概念上。

10、知識或問題的表達不止是一種形式:對同一系列的概念,可以運用不同結構的概念圖來表現。

11、概念圖中不能出現網狀結構。

套用

概念圖概念圖運用
概念圖在教育以及商業中廣泛用於腦力激盪(brain-storming)以及傳達一些複雜概念。

概念圖被認為有助於創意發想。例如,概念圖繪製有時被用作為腦力激盪的工具。雖然概念圖通常是非常個人化且個殊的,但是也會被用在複雜概念的溝通工作中。

形式化的概念圖也被用在軟體設計工作中。通常這種概念圖會以UnifiedModelingLanguage(UML)的作為開發方法中的表記系統。

在人工智慧與語義網路之類的研究中,概念圖繪製也被視為一種初階的“本體建構(ontology-building)”以表征形式化的論證(formalargument)。

概念圖被廣泛的運用在教育、企業及廣告領域:

1、知識表征的套用:

創造新知識內容。例如,將內隱知識轉換為有組織的知識資源。
機構知識保存。例如,引出員工的專業知識。
在文獻與相關資料來源中,進行筆記(Notetaking)與歸納關鍵概念、其關係與階層。
知識組織的套用:
檢驗複雜概念與論題的對稱性,以及術語聯結。
增強後設認知

2、協同與組織溝通的套用:

溝通複雜概念與論題
協同知識塑模(collaborativeknowledgemodeling)。
促進願景分享與組織間的互相理解。

3、教育套用:

增進有意義的學習。
評估學習者對學習動機、概念與概念間關係的理解程度。

4、教學設計:

被Ausubelian學派用作為進階組織工具,以提供後續資訊與學習的初始概念架構

5、訓練:

被Ausubelian學派用作為進階組織工具,以呈現工作情境,以及情境與其工作、組織的策略目的、與訓練目標的關係。

概念圖用於教學的優勢

根據科學研究發現人的大腦是由兩部分組成的。左大腦負責邏輯、辭彙、數字,而右大腦負責抽象思維、直覺、創造力和想像力。利用概念圖可以充分激發我們使用大腦的左右兩個部分,因為我們在創作概念圖的時候,不但需要摘取語句中的關鍵知識點,而且還使用顏色、形狀、圖案和想像力,這樣就使用了我們的視覺感官。通過使用概念圖,學生不再被動地去設法記下老師的每句話和閱讀一串串長長的句子,而是積極地對關鍵字進行加工、分析和整理,對知識進行系統化,並和老師積極進行對話。它會自動地激發學生對學習的興趣;它會使教師的教案不僅不會隨著時間的增加而變得相對僵硬,反而會更有彈性,更容易更改;因為概念圖只需要把相關的材料以非常清晰和容易記憶的形式提出來,因此學生傾向於在考試中獲取更好的成績。

比較

概念圖概念圖運用
概念圖與心智圖(mindmap)是類似的概念繪製(ideamapping)工具,但是仍然有差別。心智圖通常只受限於描繪階層(樹狀)架構的關係,而概念圖圖突出概念節點和關係線(即一種truegraph結構)。

有研究證據顯示,知識在腦中是以命題為基本單位,采階層式儲存的。因為概念地圖的目的是反映知識元素的組織,因此概念圖能有助於理解(sense-making)與進行有意義的學習

另一個概念圖與心智圖的差別,是兩者繪製時速度與自發性的不同。心智圖反映心中所想的。而概念圖被認為應該是現實(抽象上)的概念地圖或系統。

概念圖的評價標準

命題:在概念之間建立起有意義的聯繫
層次:最高層的概念分解成若干有效的層級,從最一般到最具體
分支:從最高層的概念分解出最概括的概念或下一層概念
交叉連線:不同分支中的下一層概念之間的聯結整合是有效的,有意義和重要的
例子:最能區別次一級的概念
概念化程度:理解最高層概念和與之相連線的次級概念的程度

概念圖製作系統

加利福尼亞大學的美國國家評價標準學生測試中心(CRESST)用線上製作知識概念圖和評分系統研究學生的概念理解和發展過程。
概念圖製作系統用Java語言編寫,要考察的概念都列在選單內,學生只需要用滑鼠器點擊概念術語,就可以將概念添加到圖內。再從另一個選單中選擇所要用的連線語,就形成了命題。例如,生理學的概念有身體,大腦,呼吸系統,循環系統,血液等等,連線語為吸收,控制,分泌,構成,製造等等。研究人員和教師實現對一整套概念和連線語都作了限定。選單中的概念只允許學生使用一次,而選單中概念間的連線語,學生可以根據自己的需要使用。
Novak的概念圖模型,概念圖包括六個部分:概念、分支、水平層次、同一分支中概念間的連線線連線語、不同分支中概念間的連線線和連線語(也叫橫向連線),例子。
概念是指某一領域知識所包含的概念,其中關鍵概念是概念圖的主題,是最基本的概念,放在概念圖的最上端;分支就是與關鍵概念相連的線,被稱為分支。分支是指某一領域知識中概念的分類,每個分支下的概念代表同一類概念,分類標準按照學科知識中概念間的內在聯繫,每一類概念都屬於一個分支;水平層次是指每一分支中的概念依概念的外延,按概念的包容度而將概念水平上下依次排列,將包容度大的概念放在上面一層,把包容度小的概念放在下面一層,這樣每一分支的概念都排列出不同的水平層次;同一分支中概念間的連線線和連線詞語是指屬於同一分支中的概念,根據學科知識上的內在聯繫,在有內在聯繫的兩個概念間畫上連線線,寫上連線詞語;不同分支中的概念間的連線線連線詞語( 也叫橫向連線)是指在不同分支下的概念間的聯繫,這樣的連線線和連線詞語應能體現兩個分支中的概念間的綜合聯繫;例子是指概念的一個特例或指概念的一個套用舉例。

概念圖與心智圖的比較

概念圖與心智圖(mind map)是類似的概念繪製(idea mapping)工具,但是仍然有差別。心智圖通常只受限於描繪階層(樹狀)架構的關係,而概念圖圖突出概念節點和關係線(即一種true graph 結構)。
有研究證據顯示,知識在腦中是以命題為基本單位,採用階層式儲存的。因為概念地圖的目的是反映知識元素的組織,因此概念圖能有助於理解(sense-making)與進行有意義的學習。
另一個概念圖與心智圖的差別,是兩者繪製時速度與自發性的不同。心智圖反映心中所想的。而概念圖被認為應該是現實(抽象上)的概念地圖或系統。

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