概念图在计算机软件教学中应用

概念图在计算机软件教学中的应用
摘要：概念图是一种基于传统认知理论之下的一类思维可视化的工具。

随着计算机计术的不断发展，这一工具也在软件教学当中备受肯定。

作为当前高校在课程体系当中重要的一环，计算机软件教学也是其重要组成部分，本课程具有非常强烈的严谨性与逻辑性，而概念图这一工具的引入，无疑可以更好地帮助相关学习者在整个软件的学习过程当中树立更加严谨的思维与逻辑联想。

关键词：概念图；计算机软件教学
中图分类号：tp317.1-4 文献标识码：a 文章编号：1007-9599（2012）24-0226-02
当前，计算机软件是各高校的课程体系当中一个非常重要的构成部分。

它的目的就在于帮助学生正确掌握各类软件开发工程，且可以用来解决在实际生活当中的一些问题，提升整体实践力。

对于一般的软件课程而言，可视性、逻辑性是它们的共同规律，因此，在学习的过程当中，必须要保持良好的思路。

随着信息化技术的不断加快，类似概念图之类的概念也被更多学者所熟知，它是基于一定的认知基础之上，进行的一种将思维可视化的表达方式，尤其最近几年，相关工作者对于其在教学过程当中的可行性研究，也取了显著成果。

1 概念图定义
概念图是诺瓦克在研究有意义学习这个基础之上，开发总结而来的一种以图表形式将知识重现的一种教学技术。

它的原理就在于用
图的形式来呈现各个层级之间的关系，在有具体事例的帮助之下，将全部概念有机结合从而形成一套完整的构图，它是一种有效的表征工具与知识组织。

其主要包含连接词、连线与节点三个部分。

在这里，节点表示的是概念，而连线则表示的是各概念之间的一种逻辑关系，概念的方式与各类的一般用连接词来表示。

而我们依照诺瓦克阐述的
概念模型，可以看出概念图一般由关键概念—一般概念—具体概念—实例这四个层级自上而下构成，因而在进行概念图的制作时，要先将所有概念一一展现出来，再综合概念之间的关系来进行层级关系的构造。

2 在软件教学过程当中使用概念图帮助学习者促进认知负荷优
化的分析
2.1 关于软件学习结果与内容的探讨
计算机的软件是可以帮助用户运用不同的程序设计语言以及用
不同的程序来设计语言编制的一种集合，一般来说，它分为用户程序与应用软件两部分。

鉴于应用软件的广泛性，本文主要阐述的将是应用软件部分。

从学习内容的角度来看，一般应用软件其学习的主要内容就是程序性知识，简言而之，它就是用来回答究竟怎么办的一种知识，通常表现为某一种可以用操作的操作程序。

除此之外，程序性知识是以其产生式系统作为表征的，从某种程度上说，应用软件是某些对象的特定处理平台，它的菜单当中囊括了各类不同的操作命令，而这种操作命令一般则是不同规则的一个集合体。

因
此，对于应用软件的学习，我们可将其归结为掌握各类操作菜单，并对其操作对象给予有效处理，它的学习内容一般来说就是程序性知识，决定学习者学习成果的因素除了态度与情感因素之外，认知技能是其尤为重要的一部分[1]。

2.2 软件学习相关特点分析
我们知道，软件的学习结果与内容主要是认知技能与程序性知识，但从学习的过程层面来看，学习者在软件的学习过程当中，其首要需要理解的则是菜单的命令与概念，然后方可进行相关指令的操作。

在这个过程当中，学习者的操作实际上处于一种非自动化的、非连续的状态当中，各菜单当中的相互关系对于学习者而言也是孤立的。

此后，学习者通过不断的使用与练习，逐步建立起各操作之间的相互关系，形成各类生产式，这个过程是不断重复，从陌生到熟悉的一个变化过程。

因此，在学习软件的时候，一般具有实践性与及时反馈两个特征。

对于实践性在这不多做过多阐述，在这里主要对及时反馈这一特点稍加解释。

应用软件产生的操作结果由其本身的交互界面在最短的时间内得到呈现即是通常所说的及时反馈。

而这种反馈又包括负反馈与正反馈两个方面。

一般来说，学习者不正确的操作模式产生的错误提示，或者软件的交互界面没有出现预期的结果即是负反馈；与此相反，合法的操作途径再通过软件的交互界面达到预期结果就是一种正反馈。

2.3 认知技能学习与认知负荷之间的关系
学习的结果是认知技能，学习过程当中所出现的心理过程是认知
负荷，要将认知技能与负荷厘清，首先必须分析关于认知技能获取的过程。

安德森的act（思维适应性控制）就描述了有关认知技能在获取过程当中的机制与过程。

他们首先将知识分成了程序性知识与陈述性知识两大类。

act理论上认为获取认知技能的知识首先是通过陈述性的格式而进入到记忆系统当中的，再由弱方法来实现问题解决以为案，最后通过知识的编辑形成新的认知技能。

综合其产生过程，我们可以看到，将零碎的具有陈述性质的知识内化为生产式，就可以有效降低记忆陈述性知识本身的负担。

然而，在陈述性知识没有形成系统的程序性知识之前，一般学习者使用弱方法对新的情景进行转化的过程当中需要提取线索、排除干扰等其它相关的活动，而这个过程正是同较高认知负荷相联系的。

但当这种知识转化之后并形成了生产式，也即是说，不同生产式组合就构成了一种领域知识图式，而这种图式的形成就迫使学习者对原有的程序性知识进行自动化运用，在这个过程当中，可以优化认知负荷，释放认知资源，因而对学习其它的知识、提高认知技能有积极作用[2]。

3 概念图对于学习者认知负荷优化的促进适用性剖析
运用概念图到具体的软件教学之时，是否可以起到优化认知负荷的作用？如果可以，那么它又是在怎样的条件之下方能优化？下面将从其适用性方面展开分析。

概念图是表征知识与组织的认识工具，它的主要作用是将概念之间的相互关系进行可视化。

概念图连接相关节点的结构、线段与命题，不仅将这么规则进行了可视化，而且还可表述各规则之间的相
互关系，即生产式。

除此之外，它还可以对不同问题进行空间上的表征，有利于解决问题。

上文已提出，学习程序性知识是一种过程，而在这个过程当中，本文所提到的概念图可将结构、命题与线段三者可以连接，提供可视化的路径，这样就有利于学习者在不同概念之间建立关系，不需要在自身的记忆当中留存大量陈述性知识，这就间接帮助学习者节省了认知资源，从而促进了接收的陈述性知识转化为程序性知识的速度。

一系列的产生式组合为单一生产式，且仍保留产生式功能就是合成。

同理，这个知识的转化过程也同样要求工作记忆参与。

但在概念图当中，它不仅将三者概念之间的关系进行了表征，而且对各类规则之间的相互关系也做了可视化，而这种可视化方式可大大减少学习者在记忆当中需要记忆的各类产生
式的条件匹配数量，从而有利于程序性知识的合成。

此外，概念图还可以相关的“问题空间”给予表征。

在这里，“问题空间”就是在解决问题这个过程当中的一种中间状态，比如，“问题”的结构与目标等。

这是由于概念图本峰的“树状”与“网状”结构可以对不同问题的复杂结构与目标层次进行一种可视化表征，从而有助于软件学习者自已建立相磁的解决图式，降低记忆负担，以此来提高解决问题的速率。

综上所述，我们可以认为，在进行程序化知识教学的过程当中，概念图的引用有助于在产生式系统化、陈述性知识程序化和问题解决图式的整个形成过程当中进行认知资源的优化，以此提升学习速度，有利于学生逻辑性思维的培养。

参考文献：
[1]阮春燕.概念图在办公软件应用教学中的应用[j].科技资讯，2009，21.
[2]张中文，马德俊，谷素青.概念图和思维导图在初中语文教学设计中的应用[j].中国教育信息化·基础教育，2009，6.。