新课标下概念图在中学地理教学中的应用

　　摘要：本文围绕概念图在地理教学中的应用展开，综述了国内外概念图的研究现状并介绍概念图在地理教学中的应用情况。阐述概念图的四个理论基础，介绍概念图具有交叉结构、层级结构和图示化的特征，概念图不同于思维导图之处在于它是图示化的呈现知识体系的网状结构，且多用于教学领域。知识体系和逻辑性是影响中学地理的教学效果，概念图正是组合了零散的知识形成知识网，概念之间的关系体现了知识的逻辑关系。概念图对于教师的课堂设计和学生的记忆与学习有着积极的促进作用，知识传授更有条理性和逻辑性，同时培养学生的逻辑思维能力，并高中课程为例介绍地理概念图的实际应用。本文缺少各个区域大范围的实验数据，因此还需要鼓励在职教师对地理概念图加强研究和总结，探讨出适合地理学科各版本教材的概念图。

　　关键词：新课标；概念图；中学地理教学

　　近年来教育部不断推进关于基础教育课程的改革[1]，传统的教育方法和课程需要得到改变，信息技术以及一些新型学习方法和学习工具的出现可以帮助新课程改革的推进。教师不再占据主体地位，学生成为学习的主体，学生需要提高地理学习的主动性，培养学生的逻辑思维和创新能力。学习方法比知识的获取更重要，单纯地获取知识却没有高效的学习方法会使得学习疲倦而低效。学生需要有逻辑思维能力和主动学习地理的意识，才能构建系统的地理知识体系。在这一方面，心理学家和教育学家东尼•博赞创造了概念图这个工具，主要功能是放射性的开发人的大脑，提高人们的记忆力[2]。

　　概念图是一个特殊的开发和记忆图图形，正如我们的神经系统一样，它通过线条、图像、关键词等组合起来，彼此相互联系，各个模块有相互独立，构成了一套记忆组合图，这对我们的记忆力和创造力都是有极大帮助的。概念图可以培养学生的逻辑思维能力，学生的思维会变得更加清晰且有条理，记忆和学习的效率会大幅提高，知识系统会成为网络化结构，便于信息的快速提取和应用。

　　本文研究概念图的理论基础和结构特征，辨析概念图与思维导图的不同之处。概念图是图示化的呈现知识体系的网状结构，且多用于教学领域。另外研究概念图对于教师的课堂设计和学生的记忆的促进作用，以高中课程为例研究地理概念图的实际应用的策略和意义。

　　1.4.1概念图的国外研究进展

　　概念图是一个遵循大脑记忆规则而研发的思维学习工具，用概念图来解决问题，有助于思维技能的发展。自从国外的大教育家东尼•博赞发明概念图以来，各国教育家甚至是科学家都非非常的关注，由于其的创新性和独特性，很多学者都在研究概念图。例如，PaulFarrand等人通过实验来探讨概念图究竟是否可行，并且集合各个方面的意见，对其进行各方面的评价，不论是定量还还是定性的方面都对其做出有效的评价[3]。而另一方面AthiaSaelan,AyuPurwarianti对概念图编辑器进行了深入的探讨，也做出了一些评价。由于概念图的有效性，它被运用于生活活中的各个领域[4]。

　　1.4.2概念图的国内研究进展

　　概念图的出现对我国有着比较重要的影响，国内受到国外概念图的发展和思考的借鉴，寻求属于本国各学科特色的概念图使用方法。目前主要的概念图研究集中在概念图的应用方法和概念图的理论研究两个方面。我国对概念图的应用方法研究方面有一定的研究成果，但是还需要进一步作出创新性的突破。

　　在对概念图的理论研究方面，魏利霞、周震等人阐述了概念图的理论来源和评价标准，探究其应用方向和应用范围，对比概念图和思维导图之间的异同点[5]。在生物界，陈欣对概念图进行了统一的分析，比起其他人的优点是具体到一个学科，着重体现了三者的共性与区别[6]。刘晓宁更加具体分析了TheFreedomGivers概念图在各方面的关系[7]；而王云则是强调了概念图中应该注意的事项，强度概念图的联系[8]。

　　另一方面对概念图的应用研究结果较少且集中在教育方面。徐业萍把概念图具体应用到了数学学科，并且形成了自己的一套理论和方法，使得数学与概念图更好的结合起来[9]。叶梓将概念图结合课堂教学阐述概念图的应用[10]。在物理方面，进展比较迅速，刘益把概念图运用在了辅助物理学的教学和学习中，从一道物理题中综合多种知识并且迁移到整本课本，极大的促进了创新思维[11]。在地理学方面，梅筱燕在学习其他学科用概念图教学的方式，运用到地理教学中，提高了地理课堂的教学质量[12]。

　　本文的研究方法运用了观察法和文献调查法。在中学实习进行教学设计时应用概念图教学并分析总结其应用的策略和意义；结合文献和已有资料，在导师的指导下形成文章的架构和内容，完成对概念图在中学地理教学中应用的研究。

　　在奥苏贝尔学习理论的基础之上，上个世纪60年代D．Novak提出概念图。概念图的应用范围主要是教学中，它的作用是促进学生的逻辑思维能力。概念图包括三个组成部分，分别是节点、连线和连接词。节点表示知识点或概念，连线表示彼此之间具有逻辑关系，连接词则简要说明彼此之间的逻辑关系[13]。

　　2.2.1交叉结构特征

　　交叉结构特征体现概念图知识延伸的广度和概念之间的关联性，同时体现思维的创新性和延伸性。

　　2.2.2层级结构特征

　　层级结构特征体现概念图知识的层次和深度，在此基础上呈现出思维的深度。概念图的层级结构清晰明确，使得各个概念的逻辑关系更清楚，知识体系更有层次、有条理，便于学生理解各个概念之间的逻辑关系。

　　2.2.3图式化特征

　　概念图的节点、连线都是通过图形和线形绘制的，概念之间的关系和知识结构的呈现都是图示化形式，对于学习者来说可以加快认知速度并提高认知效率，学习者的思维得到发展，认识过程实现了优化。以“宇宙中的地球”一节为例[14]，其知识点图示化体现如下（见图2-1）。

　

　　手工绘制概念图十分方便，没有使用的局限；电脑绘制概念图则会有更加美观的效果，结构和层次会更加清晰，便于修改和分享。在信息化时代背景下，概念图电脑绘制更具有动态功能，不受时空限制进行概念图的交流和共享[15]。概念图可以从整体对知识体系进行把握，并从某一概念作为节点深入理解，同时还注重各个概念之间的关联性，概念图的使用使得一节课变得更有层次、有条理、有深度，师生能轻松地教学和学习，教学和学习的负担随之减轻。概念图也有自己的评价体系，评价指标包括命题、层级、交叉连线、举例、分支、概念化程度。各个指标有各自的权重（见表2-1），最终对概念图进行打分和评价，总结经验并作出概念图的优化[16]。

　　思维导图和概念图有很多相同点，但是也有一些难以区分的不同点。概念图是图示化的呈现知识体系的网状结构，且多用于教学领域。

　　（1）思维导图、概念图提出的区别

　　平时运用的传统的记笔记的方法具有很大的局限性，人的大脑不能够得到刺激，笔记不方便提取关键词，对于人的大脑来说用笔记进行记忆是比较费脑费时的，思维导图则是一种新型的提取关键词式的笔记，它将关键词提取出来能够对人的大脑产生刺激以助于对知识的记忆；概念图则是诺瓦克在有意义学习的基础上提出的，概念图一般是把概念放在图形中，展示的是各个概念之间的关系[17]。

　　（2）思维导图、概念图定义的区别

　　思维导图有利于培养和锻炼人的发散思维，思维导图是属于人脑的思维范畴的，可以开发人的思维潜；概念图不同于思维导图，它与人的思维无关，呈现出系统的知识体系，重点在于体现概念之间的逻辑关系。

　　（3）思维导图、概念图的知识呈现的区别

　　思维导图呈现了思维的过程，思维导图能够帮助学习者梳理自己学习和思考时的思路，使得思维过程变得更有条理和具有逻辑性，思维导图的使用会让学习者的思维过程更加清晰并加强学生的逻辑思维和知识联系的能力；概念图体现的是学习者的学习框架和知识体系，概念图的使用让学习者对知识的掌握的牢固程度更高，也便于学生的学习和复习，对于知识的迁移和建立前后知识的练习也有很大帮助。

　　（4）思维导图、概念图图示结构的区别

　　思维导图具有一个中心点，并以这个中心点为核心向周围逐渐展开一级级的主题，思维导图属于树状的或者放射状的结构；概念图和概念图不同，可以有多个节点，各个概念和知识点之间建立一定的逻辑关系，这些具有逻辑关系的知识之间整体形成一个知识网，概念图属于网状的结构。

　　（5）思维导图、概念图应用范围的区别

　　思维导图在企业当中的应用比较普遍；概念图在教学和学习方面运用得较为广泛。

　　2.4.1建构主义理论

　　建构主义理论属于认知心理学派的理论，提出了图式的概念，个体对外部世界的感官和理解可以通过图式体现，个体的心理活动有自己的独特的结构和固定的框架化并由此产生了图式。

　　建构主义理论的中心是学生，学生应该积极主动地学习和探索，在学习中发现问题，建构自己的知识体系和知识网络。建构主义理论包括四个方面，分别是建构主义的知识观、建构主义的学习观、建构主义的学生观、建构主义的教师观，其中建构主义的学习观要求建构的过程是由学生在已有知识背景的基础上对新的知识进行主动地加工，对新旧知识反复地处理和加工形成一定的体系[18]。学生的认知结构产生了量变，量变积累到一定程度产生质变，认知结构产生量变的情况可以称为同化，认知结构产生质变情况可以称为顺应。

　　2.4.2双重编码理论

　　佩维奥提出双重编码理论（Dual-CodingTheory），语言系统和非语言系统组成人脑的两个认知系统。语言系统的编码方式是以字符方式处理语言信息，非语言系统是以以图像方式处理非语言信息。通过双编码系统可以综合运用学生的感官系统，将文字的知识转化为图像化的知识，培养学生的逻辑思维和形象思维[19]。

　　2.4.3最近发展区理论

　　最近发展区理论是由维果斯基提出的，他认为如果出现最近发展区则说明教学是有效果的，反之教学则没有效果。个体的发展水平分为现实的发展水平以及潜在的发展水平，其中潜在的发展水平是个体在受到帮助的情况下能达到的发展水平，现实的发展水平是个体独立活动的情况下能达到的发展水平，现实的发展水平和潜在的发展水平之间的活动区域即为最近发展区。当一节课的知识安排为已有知识和新知识相互作用，学生的学习会不断地接近下一个最近发展区，在学习中不断地巩固已有的知识并收获新的知识。

　　2.4.4信息加工学习理论

　　加涅提出了信息加工学习理论，该理论中学习者首先获得刺激，该刺激推动了感受器，并通过神经信息进行传输，学习者由此产生了注意行为，并从注意的状态进入到短时记忆，通过学习者对知识进行加工和编码，短时记忆又可以转变为长时记忆。如果刺激是具有高强度、鲜明性和对比强烈性的，会提高记忆的效率和质量。所以在记忆和学习时，需要概念图的符号和箭头、相对位置关系和彼此之间的逻辑关系加强刺激，便于信息的加工和知识的记忆[20]。

　　概念图可以通过传统的人工方法制作，也可以通过Inspiration等软件进行电脑制作。节点、连线和连接词三部分使得各个概念之间相互关联，组成一个个命题，而各个命题又共同组成彼此联系的知识网络结构。

　　概念图制作的大体步骤为（见图2-2）：

　　（1）选择所要理解的知识。概念图的绘制首先要熟悉自己的知识体系，要

　　对某一点或者某一块制作概念图首先要选择一个中心点，地理概念图要选择课本中的一点或者某一章的一个知识点，以此为中心，分层展开概念图的制作。

　　（2）确定关键性的概念并且排列顺序。第一步选好中心以后便可以确定所要绘制的关键点，选择好关键点并且按照一般到具体的顺序排列起来。

　　（3）初步想好概念图的层级。按照抽象到具体的层次结构，具体的详细的概念放在底层，抽象的和概括的概念放在上层。

　　（4）把不同的概念关系进行连接。连接可以使单向也可以是双向的，可以是一对一也可以是一对多。

　　（5）反思和总结。互相交流并探讨绘制好的概念图，提出意见并进行反思和总结，使概念图日趋完善，更加便于信息的提取。

　

　　高中地理教材中的自然地理部分的知识比较抽象，对学生来说学习较为困难，运用概念图可以对这些知识体系进行知识的建构。如果给每一章节和每一个主题都制作相应的概念图，可以展示地理要素之间的关系和地理现象产生的过程。

　　概念图《高中地理概念图谱》是概念图在高中地理逻辑性教学中的示范，“热辐射基础知识”中（见图3-1），物体是中心概念，从一般情况和分类情况考虑。一般情况物体都会发出热辐射，辐射分为长波辐射和短波辐射，短波辐射包括紫外线和可见光。有两种分类情况，当温度高时，物体更多地发出短波辐射，比如太阳辐射，太阳辐射以短波辐射为主；当温度低时，物体更多地发出长波辐射，比如大气辐射和地面辐射，展示长波辐射和短波辐射之间的关系和物体发出辐射的过程。

　

　　最近发展区理论指导师生当一节课的知识安排为已有知识和新知识相互作用，学生的学习会不断地接近下一个最近发展区，在学习中不断地巩固已有的知识并收获新的知识。可以将概念图作为学习支架，教师帮助学生建立最近发展区并通过该最近发展区跨越到下一个最近发展区。概念图作为先行组织者，帮助学生进行知识的建构和编码，将知识之间的联系显现出来，培养学生的逻辑思维能力。

　　概念图的整体起到宏观看待知识体系的作用，每一个逻辑关系和每一个小点则是微观的把握，概念图从宏观和微观两个方面帮助学生整体掌握知识，知识在意义建构之后会更能内化为学生自己的知识体系[21]，在联系前后知识和梳理知识结构时，提升记忆能力和学习能力。

　　概念图的使用可以体现地理学科的知识体系，将各章节之间的联系呈现出来。学生获得知识之后进行意义建构，在概念图的概念和连线留出空白的情况下对其作出补充，可以检测学生的知识掌握程度。

　　如“大气的热力作用”中（见图3-2），通过示意图和概念图相结合的方式对大气的热力作用进行说明，其中概念图的概念和连线留出空白，这样考查学生知识掌握情况的同时，还可以巩固复习大气的热力作用过程。

　

　　概念图的作用是帮助学生加强记忆能力和记忆效果，对学生的知识体系和的逻辑思维能力具有不可忽视的帮助。概念图将零散的知识形成一个体系，将内容很多的知识浓缩因此很简洁。对于初中地理教学来说，概念图的使用是必要的。

　　对于教材来说，高中地理教材中的自然地理部分主要有地球运动、水循环、地理环境的整体性、地理环境的差异性、大气运动、地质构造等，运用概念图可以对这些知识体系进行知识的建构[22]。每一个知识点、每一章节、每一个主题都可以有自己的概念图，有的是从部分单一的地理要素着手，有的是从整体知识结构上建构知识。概念图可以展示地理要素之间的关系和地理规律，体现地理现象产生和转变的过程。各个知识点的类别不同，也可以根据其性质和特征作进一步的细化[23]。

　　对于教师来说，教师在进行教案编写和教学设计时，可以通过概念图将一堂课的知识体系画出来，知识之间的分层和分级体现出了知识之间的包含、相交和并列关系，一节课的教学可以以概念图为主线，这样可以整体把握一堂课的内容，也能帮助学生进行知识建构和知识迁移[24]。知识体系和逻辑性是影响教学效果的重要因素，因此要求教师认真钻研教材，掌握教材的逻辑体系[25]。教师对于教材逻辑性的分析越透彻，教师越能探究出合适的高效的教学方法。教师需要通过概念图形成严密的知识网结构，教导学生快速从知识网中提取信息。教师在教案编写和教学设计时，可以贯彻逻辑性教学的思想，这样可以整体有条理、有层次地把握一堂课的内容，也能帮助学生进行知识建构。

　　逻辑思维能力在地理学科中的运用和体现即为地理逻辑思维能力，它是地理思维中的核心部分[26]（见图4-1）。

　　

　　对于学生来说，学生比较喜欢概念图的形式，使用的学生反映知识结构比较清晰，容易理解，即使很久以后回忆之前所学的内容也能够将前后知识串联起来理解。但是需要注意到的是，概念图的使用还需要不断地扩充，概念图的主要作用是梳理章节中的主干知识。

　　概念图是普遍应用于课堂教学之中，作为新课标背景下一种新型思维工具，有助于促进学生的逻辑思维发展。概念图中的连线和连接词帮助培养学生的逻辑思维能力，注重知识体系的整体把握。学生能够减少死记硬背的现象，多从宏观把握知识的关系和内容。学生在逻辑性教学的课堂中，知识结构比较清晰，容易理解，即使很久以后回忆之前所学的内容也能够将前后知识串联起来理解，学生能够整体把握所学的知识，有条理地进行学习。

　　地理学科涉及到广泛的时间和空间范围，对于这些或直接或间接的地理现象，学生不能都有直观的体验和感受。这些零碎的知识会使得学生难以建立自己的知识体系，无法从整体上把握地理学科的特性，对于学生来说难点就在于如何整合这些细碎的知识，将其整合并内化成为自己的知识。概念图的作用就是将这些零碎的看似无关的知识整合成知识网络，方便学生的记忆和信息的提取，这样可以做到有效学习和高效学习，所以概念图不失为一种简单方便的学习策略[27]，以矿产概念为例进行概念图设计（见图4-2）。

　　

　　师生的教学需要诊断性评价、形成性评价和总结性评价，概念图的使用可以帮助师生在教学和学习过程中完成形成性评价，概念图具有简单方便的优点，作为评价的工具可以供师生随时使用并进行形成性评价，使得教学和学习过程更高效[28]。

　　如“热力环流”中（见图4-3）通过示意图和概念图相结合的方式对热力环流进行说明，热力环流时中心概念，应用概念图学习并复习其形成过程、形成原因和表现形式。概念图中可以留出一些空，检测学生对知识的掌握能力，也调动学生的思考意识，在学生使用概念图的过程中通过概念之间的相互联系可以培养逻辑思维能力，提高逻辑性教学的效率[29]。

　

　　概念图有利于培养学生的地理思维习惯，提升学生学习地理的兴趣。地理教学中运用概念图可以让地理教学变得更有层次性、结构性和逻辑性，学生学习过程中运用概念图可以提高学习和记忆的效率[30]。概念图的作用体现在两个方面，在素质教育层面上提升学生的逻辑思维和创新能力，培养学生的地理素养；在应试教育层面上可以提高学生的地理成绩[31]。

　　目前概念图的普及还不够广泛，很多师生没有意识到概念图对逻辑思维能力的培养和逻辑性教学效果的重要作用。在职的教学经验丰富的教师对于地理概念图的研究则很少，然而概念图的研究不可以脱离教学实践，否则只会流于形式且难以起到实质作用，所以还需要鼓励在职教师对地理概念图多研究、多尝试、多总结，探讨出适合地理学科各版本教材的概念图。当然概念图的使用也需要注意到因人而异和因地制宜，不能死板地学习某一种概念图并生搬硬套到所有知识点中，希望师生能够有选择、有目的地运用概念图提高教学和学习效率，做到知识可视化和结构化，提升逻辑思维能力和创新能力。

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　　在毕业论文完成之际，首先我要感谢自己的导师，在几个月里悉心指导我并对我的论文反复提出修改意见，在我写这篇论文的过程中，老师对我充满耐心，这让我十分感动。尽管完成这篇论文的过程中我遇到了许多问题和挫折，曾经苦恼过也惆怅过，但是当最后的论文成形交稿时，我感受到了喜悦之情。这篇论文是我多年来专业知识和专业技能积累的结果，是在老师指导下形成的书面研究结果，从开题报告的书写到任务书的撰写，再到论文一次一次反反复复地修改，我感受到这个过程的漫长和曲折，但是也在其中不断地努力付出，最终得到属于自己的成果。感谢导师严谨地教学风格和对我严厉的要求，我在导师的指导下才能有条不紊地按照计划将这篇论文慢慢成形，老师的耐心和细心的品质影响到我，我也学习到导师身上的品质，成为一个对自己更高要求的人。对于其他老师同学和家人我也要深深的感谢，没有你们的支持和鼓励，我难以将研究进行到底。在地理教育研究方面，还缺少自己的想法和行动，需要继续学习。