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概念圖協(xié)作評價在高職課堂教學中的應用
——以概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程教學為例

2022-06-24 05:49劉榮玄
大學數(shù)學 2022年3期
關鍵詞:概念圖知識結構繪制

劉榮玄

(江西新能源科技職業(yè)學院公教部,江西新余338004)

1 引 言

自20世紀80年代以來,我國的高等職業(yè)教育發(fā)展迅猛,從中也暴露出一些問題,有硬件方面的問題,比如高職院校辦學設施設備條件差,實訓基地不足等,也有軟環(huán)境方面的問題,比如高職院校的生源問題等.目前,高職院校生源主要來自三個渠道,一是高考,這部分生源主要來自高考最后批次,絕大多數(shù)屬于高考成績墊底學生;二是“單招”,由院校自行組織命題和考試,自行錄取的那部分學生,一般來說,參加了“單招”考試的考生基本都能錄?。蝗恰爸蓖ㄜ嚒?,即中專畢業(yè)直接升至高職院校就讀的那部分學生,他們沒有讀高中,沒有進行較多知識的積累,沒有經(jīng)過較高強度的思維訓練.因此,他們的文化基礎偏差,認知水平偏弱,缺少思維訓練,沒有養(yǎng)成良好學習習慣,很少會將知識結構化等等[1].高職院校必須針對存在的問題不斷加強建設和改革,培養(yǎng)符合社會所需的高素質技術人才,以促進高等職業(yè)教育的發(fā)展.作為高職院校的老師,面對高職院校存在的生源問題,理應加強課堂教學改革,以確保高職課堂教學質量.為此,嘗試在高職課堂教學中融入概念圖協(xié)作評價.概念圖是20 世紀70 年代初,由美國教育心理學家諾瓦克(Novak)提出的,隨后幾十年,許多學者致力于概念圖用于檢測學生學習的研究.Mintzes證明了概念圖評價能夠揭示學生認知結構所發(fā)生的變化[2].Markham 研究團隊使用概念圖評價探索不同學生間的認知差異[3],吳伯翰及其研究團隊將概念圖評價應用于在線學習[4].陳年興及其研究團隊探究協(xié)作評價對在線學習學生的理解水平的影響[5],等等.然而,有關協(xié)作評價的研究多數(shù)是基于文本作品和設計類作品,概念圖作為直接暴露學生存在概念誤區(qū),反映學生認知過程和認知發(fā)展的知識圖示工具,卻很少在協(xié)作評價研究中涉及.為解決概念圖評價任務過于繁重,網(wǎng)上自動化評價導致學生認知結構趨同化的問題,也為了探究以概念圖為內容的協(xié)作評價,對促進學生概念理解、精致化認知結構的效果,試圖將概念圖與協(xié)作評價有機結合,用于高職課堂教學實踐中,類似這種研究在所查閱的文獻中鮮見.在教學實踐中實施概念圖協(xié)作評價,學生需要獨立地將所學的知識繪制概念圖,使其圖形化、結構化、模塊化;需要對同學同伴繪制的概念圖進行評價,學習別人的治學方略,激發(fā)自己學習激情;需要參與集體討論,合作繪制概念圖;需要樹立評價主體意識,評比班上同學的概念圖;還需要自己重置一幅概念圖,以深化對概念的理解和掌握.學生通過知識結構化、向他人學習、集體合作、反復訓練、重置概念圖等五個學習環(huán)節(jié),逐漸養(yǎng)成愿學、想學、好學的習慣.

2 概念圖協(xié)作評價理論簡介

知識圖形化是當今社會正在經(jīng)歷的一場重要變革,也是當今信息化、數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化社會的呼喚.知識圖形化是以形象直觀的方式呈概念及概念間的關系、知識發(fā)展脈絡和知識結構[6],因此這種圖形化知識很容易被普通大眾所接受、理解和掌握,廣泛用于通訊網(wǎng)絡上.如果將其應用于課堂教學中,非常適合基礎薄弱的高職學生的學習,形象化的知識有助于高職學生讀懂、記憶和運用,知識直觀化助推高職學生對知識的理解、聯(lián)想和掌握.結構化知識助力高職學生記牢、聯(lián)想和調用.圖中所呈現(xiàn)的概念間的關系幫助學生了解概念的來路和去向,加深學生對知識的理解和記憶,所呈現(xiàn)的知識脈絡從整體上把握知識、模塊化管理知識.可見圖形化知識能喚醒高職學生的智慧.概念圖作為知識表征的工具,它能將知識圖形化、結構化和網(wǎng)絡化,它以概念為基本要素將某領域知識組織成一幅圖形.概念圖由節(jié)點、連線和連接語三部分組成,節(jié)點表示概念、連線表示概念間的屬性關系,連接語表示概念間的意義關系[7].概念圖發(fā)明者創(chuàng)設這種繪制概念圖的規(guī)則,再加上圖中不同分支間的橫向連接,使得繪出來的概念圖就像一棵命題(節(jié)點、連接語、節(jié)點,組成命題)樹,如圖1所示.概念圖起源于奧蘇貝爾(Ausubel)的有意思學習理論[8],在西方國家非常盛行,在我國的發(fā)展相對滯后.

圖1 隨機變量概念圖

協(xié)作評價是一種合作學習形式,合作學習是一種富有創(chuàng)意和實效的教學理論與策略,它是一種旨在促進學生在異質小組中互助合作,達到共同學習目標,并以小組的總體成績?yōu)楠剟钜罁?jù)的教學策略體系[9].合作學習自20世紀70年代興起以來,在世界范圍內得到廣泛應用.協(xié)作評價作為合作學習中的一種重要形式已廣泛應用于MOOC和混合式課程中,以配合課程教學取得好效果.

根據(jù)概念圖和協(xié)作評價的內涵及其教學功能,可以將他們結合在一起,形成概念圖協(xié)作評價,用于高職課堂教學中,改善其教學效果.為從教學實踐中實證此假設,研究者對如何使用概念圖協(xié)作評價進行了認真設計,認真組織教學試驗,科學分析試驗樣本數(shù)據(jù),推斷試驗結果,并對試驗結果進行充分認證.

3 概念圖協(xié)作評價的探索與實踐

在高職教育課堂教學中引入概念圖協(xié)作評價,協(xié)同傳統(tǒng)教學評價,共同檢測學生平時學習教學實踐,在所查閱的文獻中鮮見有人嘗試過.為使這項教學改革試驗有序進行,并能從試驗數(shù)據(jù)中相對全面、準確地檢測出概念圖協(xié)作評價對促進高職課堂教學質量提高所產(chǎn)生的效應,研究者精心設計評價方案,明確評價內容、評價形式、評價主體和評價量規(guī),以高等數(shù)學課程為依托,以高職課堂教學為平臺,緊緊圍繞試驗對象、評價方法、評價任務和評價資源與工具這四個核心設計要素,構建有具體教學內容的、能體現(xiàn)高等職業(yè)教育特點的概念圖協(xié)作評價方案,如圖2所示.

圖2 概念圖協(xié)作評價試驗方案概念圖

3.1 實驗對象

為有效比較概念圖協(xié)作評價與單一的傳統(tǒng)課堂教學評價對促進高職教育課堂教學所產(chǎn)生的不同效果,將所選試驗對象分為控制班和實驗班兩類.我校2020級新能源汽車營銷與服務專業(yè)共有4個班,共計160名學生,(1)(2)班80人,被選為控制班,(3)(4)班有學生80人被選為試驗班.這四個班入校數(shù)學成績相當,男女生比例近似,班風、學風和學習氛圍相當,所以客觀上這兩類班不存在顯著差異,可視為同質.這四個班的高等數(shù)學教學任務由同一個老師承擔,教學環(huán)境等同.因此這兩類試驗對象具備較好的可比性.在教學中控制班按常規(guī)教學規(guī)程進行課堂教學和評價,試驗班按常規(guī)進行教學,將教學常規(guī)中的單元小結,老師批閱,改為學生繪制概念圖,師生協(xié)作評價概念圖.為避免學生在協(xié)作評價中耗費過多的學習時間,影響其它課程的學習,將試驗班學生分為若干小組,限于組內學生相互評價學生同伴的概念圖.

3.2 評價工具

為支持概念圖協(xié)作評價試驗,設計了兩種學習工具:一種是協(xié)作對話工具——在線學習平臺.基于當今的通信網(wǎng)絡資源,為試驗班學生設計了可在手機上進行操作的學習工具APP,目的有兩個,一個是方便學生在線閱讀學生同伴的概念圖作品.另一個目的是方便學生協(xié)作評價.另一種協(xié)作評價工具——概念圖評價量規(guī),見表1.設計的評價量規(guī)有兩方面意圖,一方面是提示學生繪圖時必須考慮的五個方面,每一個方面需要認真思考的四個指標,繪制概念圖時應遵循的思路線索.另一方面是要求學生根據(jù)圖中的概念質量、概念連接、概念圖結構、概念解釋和概念圖的可讀性等五個維度,評價學生同伴繪制的概念圖.

表1 概念圖協(xié)作評價評分標準(參考)

3.3 評價任務

評價任務是本次教學試驗過程中所要完成的各項任務的具體操作,是學生在教學試驗過程中要完成的所有具體事宜.評價任務是:第一,試驗班學生每學完一章新的知識,需要將該章知識繪制一張概念圖.第二,試驗班的學生修改完善概念圖,并將概念圖初稿上傳到在線學習平臺,供組內學生閱評.第三,學生自行安排時間,在自己的智能手機上評價組內學生同伴的概念圖,指出圖中的優(yōu)點、存在的不足和出現(xiàn)的錯誤,客觀、公正、準確的評價每一張概念圖.第四,試驗班學生參與由小組長組織的組內集體交流,共同合作繪制一張反映本組水平的概念圖.第五,試驗班學生在自己所繪概念圖初稿的基礎上,結合同伴的評價意見、集體評價所獲得的啟示和班級交流所得到的啟發(fā),重新繪制概念圖,并上交老師.

3.4 評價方法

基于概念圖協(xié)作評價的評價方法包含評價主體、評價方式和評價內容,也就是指誰來評,怎么評和評什么,這是本研究需要深思的問題,也是本次教學改革試驗方案設計的核心內容.協(xié)作評價是指學生之間相互評價對方的作品,學生不僅是評價客體,也是評價主體.評價方式是:小組成員在規(guī)定的時間內,在自己的智能手機在線學習平臺上評價本組其他學生同伴的概念圖作品.高職學生可利用這一網(wǎng)絡信息化平臺的優(yōu)勢和特點,反復閱讀和細細品嘗要評價的概念圖作品,直到自己對所要評的作品有較為全面的了解,對作品內容有較好的領悟,能夠生成評價意見為止.組內同學互評完成后,小組長組織本組學生開展組內評價,并共同繪制一張反映本組水平的概念圖,供班上交流時使用.評價內容為學生繪制的概念圖,具體來說就是對概念圖的概念質量、概念間的關系、概念的描述、概念圖的結構和概念圖的可讀性等五個維度,以及每一維度中所包含四個評價指標的準確性、有效性和全面性作出評判.

4 概念圖協(xié)作評價的教學效果

4.1 評價實驗

在高職課堂進行概念圖協(xié)作評價教改試驗時需要考慮高職學生的特殊性,做到有的放矢.總的來說,高職學生的文化基礎薄弱、認知水平偏低等,突出表現(xiàn)是高職學生的理解能力不夠、思維強度不高,這種現(xiàn)象又是由基礎薄弱所造成的.由于基礎差,缺乏知識引導,高職學生對概念理解不能深入推進,對稍微復雜一點的問題不能進行深層次的邏輯推理,在解決問題的過程中缺少“知識導航”,難以走遠.久而久之逐漸喪失了讀書思考的本能,無形中失去了一次又一次的思維訓練機會,思維沒有得到良好鍛煉,對知識的理解也浮于面上,甚至有時陷入迷茫.由于高職學生的文化基礎偏差所帶來的后遺癥,導致進入高職院校的學生普遍存在學習信心不足、學習動力不強,存在厭學情緒等不利于學習的因素.基于高職學生的特點,在試驗過程中力使知識圖形化、結構化、形象化,學生能看懂,學懂,聽懂,有興趣學習.同時引導高職學生反復學習,反復練習,重在質量,不求數(shù)量,一步一個腳印地打牢知識基礎,使學生有基礎想起來,練起來,逐漸喚醒他們沉睡的思維,漸漸改善他們的認知狀況,慢慢培養(yǎng)他們的良好學習習慣.因此,研究者將概念圖協(xié)作評價教學改革試驗設定了一個學期.試驗中以高等數(shù)學課程為載體,每四周教學一章知識,試驗班學生隨即將該章知識繪制一張概念圖,并上傳到在線學習平臺;隨后的一周.學生利用課外時間完成對學生同伴概念圖的評價;各學習小組開展一次集體評價并繪制一張代表本組水平的概念圖;任課老師組織全班學生進行概念圖評比,全體師生共同合作繪制一張班級概念圖;最后每個學生參考各方面的評圖信息重置自己的概念圖.依此類推,直至學期結束.控制班學生按常規(guī)教學施教,與試驗班教學進度相同,每四周進行一次單元小結,梳理教學過的一章知識,老師在班上進行單元復習.

4.2 數(shù)據(jù)分析

學期結束,研究者對概念圖協(xié)作評價試驗效果進行定量分析,以學生的期末統(tǒng)考成績?yōu)闃颖荆瑢ζ溥M行了獨立樣本T檢驗[10].本次高等數(shù)學期末考試共有五道題,分別是填空題、單項選擇題、判斷題、計算題和應用題,分值各為20分.出題的本意是:填空題主要用來考察學生對基本知識、基本公式、基本方法掌握的熟悉程度;選擇題主要用來檢測學生的基本技能和理解能力;判斷題主要用來檢測學生準確把握概念的能力;計算題主要用來評估學生的知識體系、知識結構和知識組織能力;應用題主要用來考察學生利用知識解決問題的基本策略、實踐能力和創(chuàng)新能力.下文將使用SPSS23.0,對學生的期末總成績,以及填空題、單項選擇題、判斷題、計算題和應用題的成績進行配對樣本T檢驗.

對控制班、實驗班學生的高等數(shù)學期末統(tǒng)考成績進行配對樣本T檢驗(T=-2.16,p<0.05)[11],從表2可知,實驗班學生的平均成績明顯高于控制班,平均成績的分散程度明顯低于控制班,兩個班學生的平均成績存在顯著差異.表明概念圖協(xié)作評價對學生成績的影響效果明顯.

表2 控制班、實驗班學生成績配對樣本T檢驗

為進一步弄清概念圖協(xié)作評價影響學生成績的原因,研究者對控制班、實驗班學生在填空題、單項選擇題、判斷題、計算題和應用題的得分分別進行了配對樣本T檢驗,具體數(shù)據(jù)見表3.從表3中可以獲知,在五種題型中兩類班的學生平均得分最高的是實驗班學生在填空題上的得分,平均得分為16.12分,檢驗結果是(T=-3.44,p<0.01),說明兩類班的學生在填空題上的平均得分存在極為顯著差異,從而可以推斷概念圖協(xié)作評價對促進高職學生夯實基礎知識,基本方法起很大的作用.單道題平均得分居第二位的是實驗班學生在判斷題上的得分,平均分為15.38,配對樣本T檢驗的結果為(T=-2.76,p<0.01),由此可知兩類班的學生在判斷題上的平均得分也存在極為顯著的差異,從而可以推斷概念圖協(xié)作評價對促進高職學生準確把握概念發(fā)揮很大的作用.平均得分居第三的是實驗班學生在單選題上的得分,平均得分為15.36,檢驗結果是(T=-2.30,p<0.05),結果表明兩類班的學生在判斷題上的平均得分存在顯著差異,從而可以推斷概念圖協(xié)作評價對促進高職學生的概念理解有較大的幫助.從表3中還可以看出在計算題上兩類班學生的平均得分不存在顯著差異,但平均得分實驗班的仍略高于控制班,也可以說明概念圖協(xié)作評價相對于傳統(tǒng)平價對促進高職學生整體把握知識體系,構建知識結構還是略高一籌.應用題兩類班的學生平均得分都不算高,標準差偏大,學生分數(shù)的離散程度偏大,但配對樣本T檢驗的結果是兩類班的學生平均分數(shù)沒有顯著差異.

表3 填空題、選擇題和計算題配對檢驗

通過對樣本的統(tǒng)計分析和配對檢驗可知,概念圖協(xié)作評價有助于增強高職學生牢記概念、理解概念、把握概念和構建知識結構的能力.

5 研究討論

5.1 概念圖協(xié)作評價能有效促使學生精致化知識結構

皮亞杰認為:“個體是在建構自己的理解,學習是一個建構的過程.學生必須能夠把老師提供的信息并入到他們己有的圖式中去,形成知識結構”[12].布魯納理論:“學校學習應該聚焦在學科的結構,抓住一門學科的結構就能夠理解這門學科,將許多其他的知識與學科結構有意義地相聯(lián)系”[13].結構是知識所固有的,但每個人所建立的認知結構是不一樣的,取決于學生掌握知識的廣度、理解知識的深度和創(chuàng)新知識的力度,往往是優(yōu)秀學生建有較為精致的知識結構,成績差的學生大腦中幾乎不存有知識結構,這也是產(chǎn)生差生和優(yōu)生的主要原因之一.高職學生基礎偏差和認知水平偏低的重要原因之一就是沒有養(yǎng)成建構知識結構的良好習慣,沒有將所學的知識形成有組織的知識結構存儲在自己大腦中.因此引導和幫助高職學生建構知識結構既是高職老師應當執(zhí)行的教學理念,也是高職學生提高學習成績的關鍵.概念圖誕生的使命就是要將知識結構化和圖形化.學生在繪制概念圖時必須要按照概念圖的制作規(guī)定將概念編成行編成列,有序排列;必須要在兩個概念之間填上恰當?shù)倪B接語組成一個科學命題,成為圖中的有效元素;必須要在不同的分支之間建立起橫向連接,成為知識體系;必然會對圖中不同的節(jié)點和不同的連線,配上不的圖案,形成一個與大腦存儲知識的結構相吻合的結構.甚至有些好奇多思的高職學生還會根據(jù)自己對概念的理解、對知識體系的把握,以及自己的個性喜好將概念圖繪制成一幅與自然界某一實物相似的圖畫,將某一領域的知識結構轉變?yōu)槟骋豢陀^實物的構造,這樣的知識結構,那真是一幅美麗的圖畫、精致的結構.在協(xié)作評價中學生閱讀了學生同伴的概念圖,看到了許多新的知識結構,看到了許多由知識、圖案和色調組成的既美觀又形象的知識結構,也看到了自己所建知識結構中存在的問題和不足,在強烈的心理刺激下必然會對自己初繪的概念圖進行修改和完善,使概念圖變得更科學、更美觀、更精致.在協(xié)作評價的集體評價中學生要闡述自己在繪圖、閱圖和評圖中有過的構想和思路,呈現(xiàn)自己繪制的概念圖,隨后接受其它同學的點評、診斷和矯正,在面對面的集體討論與交流中,同學們集思廣益,對組內每一個同學的概念圖提出建設性的重置建議,使同學們的概念圖進一步得到精致.不僅如此,學生還會在班級評價概念圖活動中受到更多的啟示、教育和激勵,使重新繪制出的概念圖所展現(xiàn)出的知識結構達到最佳的精致效果.

5.2 概念圖協(xié)作評價能有效促進高職學生對概念的理解

表2中的數(shù)據(jù)表明,試驗班學生的高等數(shù)學期末統(tǒng)考平均成績明顯高于控制班,這只能說明試驗班的學生對概念的理解廣度和深度好于控制班,很難想象對知識理解不透不全的學生能考出好的成績來,從表3中的數(shù)據(jù)也可以佐證這一點.表3中的數(shù)據(jù)顯示,在填空題和判斷題上,試驗班學生的平均成績好于控制班,且兩者存在極其顯著差異,而這兩種題型主要是檢測學生對概念的理解和掌控.在單選題上兩類班學生的平均得分也存在顯著差異,試驗班好于控制班.作者設計這類題型的主要動機是檢測學生對概念的理解程度.

6 結 論

針對高職院校學生基礎偏差、認知水平偏弱、思維強度偏低等現(xiàn)狀,試圖將概念協(xié)作評價用于課堂教學,能促進學生學習,提高學生認知水平,訓練學生思維.為此目的,認真分析了概念圖、協(xié)作評價和知識可視化理論用于高職課堂教學的實際意義;探索了概念圖協(xié)作評價用于高職課堂教學的可行性、操作性和有效性,在概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程教學中對概念圖協(xié)作評價進行了試驗,并獲得相關數(shù)據(jù);根據(jù)試驗取得的樣本數(shù)據(jù),采用統(tǒng)計推斷的方法推斷出概念圖協(xié)作評價對高職課堂教學的效果:能有效促使學生精致化知識結構,能有效促進高職學生對概念的理解,從而提升學生的學習質量.概念圖評價用途廣泛,可用于小學、中學和職業(yè)大學.協(xié)作學習是人才培養(yǎng)的重要手段.當今教育不僅要教會學生學習,還要教會學生做事、做人和合作,才能更好地為黨育人,為國育才.而概念圖協(xié)作評價能教會學生將所學知識結構化,學會學習;能教會學生自己動手繪制概念圖,學會做事;能教會學生客觀、公正、公平地評價學生同伴作品,學會做人;能教會學生集體合作繪制概念圖,學會合作.因此概念圖協(xié)作評價是一項有意義的教研課題.

致謝作者非常感謝相關文獻對本文的啟發(fā)以及審稿專家提出的寶貴意見.

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