专题学习网站中学习资源的“概念图”组织与导航

叶晓玲

网络学习环境为学生提供了丰富的信息资源，并使教学得以时空分离，使学习可以在学生的自主控制下以更灵活的方式展开。专题学习网站就是这样一种在网络环境下、围绕某一专题形成的具有某种组织结构的资源型学习网站。在专题学习网站中，资源丰富、信息量大，学生利用学习资源对某一知识进行广泛、深入的探索和学习，已经成为网络教学实践和研究的一个热点。但是，心理学研究表明，学生在结点、链接丰富的超媒体系统中浏览时，容易出现“认知过载”和“信息迷航”等问题。应用实践也表明，学生在应用专题学习网站学习时会有目标偏移、注意力不集中、孤独无助的感觉。是什么原因造成了这种现象？如何解决这个问题呢？

认知负荷理论认为，影响学生认知负荷的基本因素有三个：学习材料的组织和呈现方式、学习材料的复杂性以及个体的专长水平。显然，学生的认知过载问题与专题学习网站中资源的组织和呈现方式有重要的关系。因此，在专题学习网站的设计制作中，有必要探讨一种最佳的资源组织方式和呈现方式，以方便学生的学习，最大程度地减少认知负荷。本文要探讨的“概念图”组织和导航策略就是针对这个问题进行的。

一、“AND/OR概念图”及知识的组织

（一）AND/OR概念图

相关的阅读实验研究表明，在目前学习网站最常采用的线性和超文本两种资源组织方式中，“超文本组被试的阅读成绩要优于线性文本组”。知识的本质在于概念和命题之间的内在联系。认知心理学认为，在长时记忆中这种联系是以图示形式存在的。因此，在专题学习网站中，组织学习资源的最佳形式应是“超文本+图式”的结构。概念图正符合了这一要求，可以将学习资源按照知识之间的内在关系组织成图式的形式，有利于学生的认知。但一般的概念图形式五花八门，说明文字也过于繁杂，不适于直接用做知识的导航图，需要结合AND/OR图的思想对其进行改良。

AND/OR图由结点和连结结点的超弧组成，父结点通常有“与”、“或”两类子结点。“与”结点之间用弧线连接，表示只有所有子结点的目标全部实现，父结点的目标才能实现；“或”结点之间不需弧线连接，表示只要有一个子结点的目标实现，父结点的目标就能实现。当一个有限的AND/OR图满足以下三个条件时，AND/OR图就可以代替概念图，用来表示知识结构。这三个条件是：①恰有一个结点A，图中没有弧射入A；②有一个非空结点集合B，B中的任何结点都没有发出弧；③无回路（避免教学中的循环推理）。当这三个条件满足时，就可以用AND/OR图中的结点A表示一门课程或一个单元的总教学内容，用集合B中的叶子结点表示初始概念或学习资源，用其他结点表示概念，用“与”、“或”连线表示概念之间的关系，概念图就以AND/OR图的形式被表示出来，称为AND/OR概念图。用AND/OR概念图组织资源，有以下几个优点：

首先，它可以简洁地表示概念之间的关系。学习中知识点之间主要存在前驱（后继）、继承、相关及无关等几种关系。在普通的概念图中，这些关系需要借助说明文字逐一说明，而在AND/OR图中，父结点与其“与”结点之间构成前驱或继承关系，同一父结点的若干“与”结点之间存在相关关系，而不同父结点之间的子结点经常是无关关系。所以，根据其的结构就能一目了然知识点之间的关系，无需说明文字的表述。

其次，它可以方便地表示专题学习网站中概念与相关学习资源之间的关系。学生的学习需要资源做支撑，根据随机通达的教学理念，一个概念往往需要链接多个学习资源以帮助学生进行意义建构，这些资源也应被组织并被导航。如果使用普通的概念图，概念与学习资源之间的关系需要额外的文字说明，而AND/OR图可以用不同形状的结点区分概念与资源，用“或”关系表示它们之间的关系，将AND/OR图直接用做清晰明了的导航图。

（二）知识和资源的组织

1.逐级细化,详细分析，得出知识结构图

对专题学习网站中涉及的学科内容，以精细加工理论为指导，采用合适的学习内容分析方法，对学习内容进行逐级细化和深入的分析，根据知识之间的逻辑关系组成知识结构图，为转换AND/OR概念图做准备。需要指出的是，对于陈述性和程序性两类不同的知识，其AND/OR概念图有所区别，所以应根据内容类型的不同采用不同的学习内容分析方法：

（1）陈述性知识。陈述性知识是关于“是什么”的知识，在教学中主要适用于言语信息类学习任务的分析，应采用归类分析法进行分析。

（2）程序性知识。程序性知识是关于“如何做”的知识，在教学中主要适用于智力技能、认知策略和动作技能等学习任务的分析，应采用层级分析法进行内容分析。

2.添加学习资源，将知识结构图转换成AND/OR概念图

依据知识结构图，首先，针对有需要的知识点，设计添加相应的学习资源；其次，一一对应，将知识结构图转换为AND/OR概念图。其中，结构图中的概念对应为AND/OR图的知识结点，同一父结点的知识子结点间用“与”弧连接；学习资源对应为页面节点，同一知识结点的页面结点之间用“或”弧连接，页面结点通常都是叶子结点。在转换时，对于陈述性知识和程序性知识亦应区别对待。

（1）陈述性知识的内容结构图中上下级知识点间主要是继承关系，即掌握了所有叶子知识点的内容，就意味着掌握了全部的学习内容，所以转换时只需对叶子知识点设计学习资源。

例如：“细胞的化学成分”的教学内容属于陈述性知识，采用归类分析法分析其知识结构如图1所示。

将其转化为相应的AND/OR概念图如图2所示。

（2）程序性知识各层级的知识点具有不同的难度等级——越在高层的知识点难度越大，学生必须从底层知识点开始，通过一系列中间知识点的逐步学习，最终达到学习目标。因此对于该类AND/OR图，每个知识结点都需要添加相应的学习资源。

例如，“行进间运球二步上篮”是动作技能，属于程序性知识，采用层级分析法分析如图3所示。

将其转换为相应的AND/OR概念图如图4所示。

依据以上步骤，可制作完成关于某门课程的AND/OR概念图。在专题学习网站中，一方面可根据此图组织学习内容和学习资源，科学规划知识点之间的层次与关系；另一方面，以此图为导航图，为学生学习提供导航和指导。

二、依据“AND/OR”概念图进行导航

（一）通过链伸缩呈现导航图

链伸缩是指将超链接按AND/OR概念图的层次逐级收起或展开，以热区的方式呈现导航图。

针对于教学内容的导航，应既能使学生对知识结构有全局认识、从整体上把握知识脉络，又能使其看到个人在学习中的细微进步。利用AND/OR概念图能够清晰地表示知识点间的层次关系这一特点，可以采用链伸缩方式，根据结点的层级类属，按照章、节、单元及知识点的顺序，逐级展开或收缩导航图链接，帮助学生从整体、局部两个方面把握学习进程。

（二）通过链限制指导学习

链限制是指根据学生对知识的掌握水平，逐步开放适合其浏览的链接，而限制其他链接，以阻止学生浏览尚未具备基础的内容或无关的内容。

网络学习虽然提倡学生自主学习，但自主学习不等于放任不管。有关学生控制的研究表明，学生在对学习内容尚不熟悉的情况下完全自主学习，很难对学习作出好的决策，学生控制得越多，学习受到的损害越大。因此，学习网站应对学生的学习进行一定的指导。链限制就是依据学生对知识的掌握程度，引导其科学地选择学习路径。但是，链限制并不是要剥夺学生的控制权，而是采用适应性建议的方式，对其下一步的学习方向提出建议，是否接受建议，仍由学生决定。其具体做法是：

根据AND/OR导航图的归类或层级，在学习开始时只向学生开放某一分支底层单元的底层链接，其他链接在导航图中暂时失能。学生学习完该部分知识点后进行自测（也可选择跳过学习直接自测）。如果测试合格，为学生开放高一层链接。如果不合格，由学生选择重新学习或继续向前学习。如果学生希望浏览高一层结点，则满足学生的要求，但系统需定时提醒学生复习没有达标的知识。

（三）通过链标记提示学习路径

网络学习环境中由于信息丰富、超链接繁杂，学生在浏览过程中很容易沉迷于超链接的海洋中，不知自己什么看过、什么没看、什么该看、什么不该看。所以，应采用以不同颜色标记结点链接的方式，保存并呈现学生的学习路径、学习绩效和其他学习过程信息，以防止学生“迷航”。链标记是指在AND/OR导航图中采用代表不同含义的颜色，标记不同种类的结点链接。这几种颜色是：灰色（被限制，即该结点是学生未具备学习基础的内容或与当前学习无关的内容）、蓝色（可用，即建议学生点击该结点进行学习）、红色(已浏览，即学生已经点击浏览过该结点的内容，但尚未进行自测，或已经自测但没有达标)、绿色（已达标）。

三、主要技术问题的解决

“概念图”组织和导航策略的实现，关键在于保存和记录学生的学习过程信息，即学生在概念图各结点学习中的绩效表现，主要包括对结点的浏览和达标情况，这是实现链伸缩、链限制和链标记的基础。收集学生绩效信息的方法是将AND/OR图数据化，从而量化学生在各结点上的表现。

AND/OR图最大的特点就在于结点之间有明确的“父子”关系。利用这一点，可以将每一个父结点对应为其下若干子结点的集合。其中：

某一父结点的若干子知识结点可以表示成知识集合[P₁,P₂…P_n]，P₁、P₂分别与其子知识结点一一对应，取值为1或者0。1表示该结点对应的学习目标学生已经达标，0表示还没有达标，而对于这个集合中的某个子知识结点n，又可由自身的若干子知识结点对应，表示为另一个知识集合[P₁,P₂…Pm]；依此类推，直至叶子知识结点。

某一知识结点的若干学习页面节点也可以表示成页面集合[Q₁,Q₂…Q_m]，Q₁、Q₂分别与其学习页面一一对应，取值亦为1或者0。1表示该学习页面已被浏览，0表示未被浏览。

这样，整个AND/OR图就可以用数据表的形式予以量化，表示成若干个相互联系的数据表，每个结点有且只有一个表，而学生在每个结点上的学习绩效就能以表中字段的形式被逐点记录下来。在今天强大的软件和网络编程环境下，只要记录保存了学生的绩效信息，概念图导航策略在技术上就可以轻松地实现了。

参考文献

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（作者单位：广东湛江师范学院信息科学与技术学院）