Τα λογισμικά εννοιολογικής χαρτογράφησης χρησιμοποιούνται για την οργάνωση και την αναπαράσταση των ιδεών και αποτελούν το κατεξοχήν εργαλείο για εποικοδομιστική χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας. Τέτοια λογισμικά είναι: το CMapTools το Smartdraw ) το Kidspiration και Inspiration ).
Εννοιολογικοί χάρτες
Οι εννοιολογικοί χάρτες (concept maps) είναι οπτικές και γραφικές αναπαραστάσεις της πληροφορίας, οι οποίες παρουσιάζουν μικρές μονάδες πληροφορίας και τη σχέση μεταξύ αυτών των μονάδων.
Χρησιμοποιούνται συχνά ως εργαλεία οργάνωσης και παρουσίασης της γνώσης. Περιλαμβάνουν έννοιες, προτάσεις και τις σχέσεις μεταξύ των εννοιών. Σύμφωνα με τη Βασιλοπούλου (2001) πρόκειται για μια τεχνική διδασκαλίας και μια στρατηγική μάθησης που μπορεί να βοηθήσει τους μαθητές να μάθουν έννοιες με ουσιαστικό τρόπο. Έρευνες στην εκπαιδευτική θεωρία αλλά και στη γνωστική ψυχολογία έδειξαν ότι η οπτική μάθηση βρίσκεται μεταξύ των καλύτερων μεθόδων για τη διδασκαλία μαθητών όλων των ηλικιών (Inspiration Software, Inc. 2003).
Οι τεχνικές οπτικής μάθησης, δηλαδή οι γραφικοί τρόποι επεξεργασίας εννοιών και παρουσίασης της πληροφορίας, βοηθούν τους μαθητές να αναπτύσσουν τη σκέψη τους και να οργανώνουν νέες πληροφορίες.
Η τεχνική της εννοιολογικής χαρτογράφησης (concept mapping) αναπτύχθηκε από τον καθηγητή Joseph D. Novak, στο Πανεπιστήμιο Cornell. Βασίστηκε στις θεωρίες του David Ausubel για τη “μάθηση με νόημα” (meaningfull learning). Η έννοια αυτή σημαίνει ότι η αποκτούμενη γνώση είναι κατανοητή από τον μαθητή και ότι ο μαθητής γνωρίζει πώς η αποκτούμενη γνώση συνδέεται με την προηγούμενη γνώση. Δηλαδή αναφέρεται στην προσαρμογή των νέων εννοιών στις προϋπάρχουσες γνωστικές δομές των μαθητών και στοχεύει στην ενίσχυση της εποικοδομητικής και ουσιαστικής μάθησης.
Αντίθετα, η αποστήθιση είναι η διαδικασία μάθησης όπου ο μαθητής απομνημονεύει χωρίς να κατανοεί και να γνωρίζει πώς τα νέα στοιχεία σχετίζονται με τις προηγούμενες γνώσεις.
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι ο μαθητής καλείται να μάθει 5 γεγονότα (βλ. σχήμα γεγονότα με την ένδειξη 1-5). Με την αποστήθιση, τα γεγονότα θα απομνημονευτούν χωρίς σύνδεση μεταξύ τους, όπως φαίνεται από το παρακάτω σχήμα.
<img width=”657″ height=”645″ class=”aligncenter size-full wp-image-926″ alt=”” src=”http://users.sch.gr/makaratzis/wp-content/uploads/2018/06/αποστήθιση.jpg”>
Δηλαδή, τα 5 γεγονότα αποθηκεύονται στη μνήμη ως ξεχωριστά στοιχεία. Όταν ο μαθητής αποστηθίσει τα γεγονότα, ο εγκέφαλός του τα αποθηκεύει ως διαφορετικές και ασύνδετες μεταξύ τους γνώσεις που μπορούν να ανακληθούν μόνο ξεχωριστά, ένα γεγονός σε κάθε στιγμή. Όταν ο μαθητής θυμηθεί ένα γεγονός, συνήθως ξεχνά τα άλλα 4 γεγονότα εκείνη τη στιγμή.
Στην ουσιαστική μάθηση τα γεγονότα αποθηκεύονται με σχεσιακό τρόπο (βλέπε εικόνα). Δηλαδή, ο εγκέφαλος τα αποθηκεύει μαζί γιατί σχετίζονται μεταξύ τους. Έτσι, όταν ο μαθητής θυμάται ένα γεγονός, θυμάται και τα υπόλοιπα. Με άλλα λόγια, όταν θυμάται το γεγονός 5#, η μνήμη ενεργοποιεί τα γεγονότα #2 και #4, και στη συνέχεια τα γεγονότα #1 και #3. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται εξάπλωση της ενεργοποίησης (spread of activation).
<img width=”636″ height=”504″ class=”aligncenter size-full wp-image-927″ alt=”” src=”http://users.sch.gr/makaratzis/wp-content/uploads/2018/06/ουσιαστική-μάθηση.jpg”>Περισσότερα για την ουσιαστική μάθηση:
The Difference Between Rote Learning and Meaningful Learning
Συστατικά στοιχεία ενός εννοιολογικού χάρτη
Τα βασικά συστατικά στοιχεία ενός εννοιολογικού χάρτη (ΕΧ) είναι:
Κόμβοι (έννοιες): κάθε κόμβος του χάρτη αναπαριστά μια έννοια, η οποία αναγράφεται στην ετικέτα του κόμβου.
Οι έννοιες μπορεί να αναφέρονται (Γουλή κ.α., 2006):
• σε αντικείμενα, τα οποία περιγράφονται συνήθως με ουσιαστικά. Οι αντίστοιχοι χάρτες χαρακτηρίζονται ως περιγραφικοί (descriptive concept maps).
• σε συμβάντα/γεγονότα, τα οποία περιγράφονται συνήθως με ρήματα. Οι αντίστοιχοι χάρτες επικεντρώνονται σε αναπαραστάσεις του τρόπου που λειτουργεί ή συμβαίνει κάτι και χαρακτηρίζονται ως επεξηγηματικοί (explanatory concept maps).
Η κεντρική έννοια ενός εννοιολογικού χάρτη αναλύεται σε ένα υποσύνολο εννοιών που την περιγράφουν.
Σύνδεσμοι (συνδέσεις)</strong>: οι σύνδεσμοι είναι γραμμές ή τόξα που συνδέουν δύο κόμβους. Στο μέσο τους υπάρχει μία ετικέτα που προσδιορίζει τη σχέση μεταξύ των συνδεόμενων κόμβων.
Οι συνδέσεις μπορεί να είναι (Βασιλοπούλου, 2001):
• απλές συνδέσεις μεταξύ μιας γενικότερης και μιας μερικότερης έννοιας,
• σύνθετες συνδέσεις μεταξύ εννοιών που μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές ή/και σε διαφορετικά επίπεδα του χάρτη, ή να είναι υπο-έννοιες διαφορετικών εννοιών.
Είδη εννοιολογικών χαρτών
Οι εννοιολογικοί χάρτες διακρίνονται σε 4 βασικές κατηγορίες (Αλιακίζογλου, 2009; Βαρδάκα κ.α., 2005):
– Ιεραρχικοί (hierarchy concept maps): Οι έννοιες αντιπροσωπεύονται από μια ιεραρχική μορφή. Προηγείται η κεντρική έννοια που τοποθετείται στην κορυφή του χάρτη και έπονται οι επιμέρους έννοιες , οι οποίες εμφανίζονται στα χαμηλότερα επίπεδα της ιεραρχίας, ανάλογα µε τη σχέση που έχουν µε τις ιεραρχικά ανώτερες έννοιες.
Αραχνοειδείς (spider concept maps): Έχουν μορφή ιστού αράχνης. Η κεντρική έννοια τοποθετείται στο κέντρο. Οι υπόλοιπες έννοιες (υπο-έννοιες) τοποθετούνται γύρω από το κέντρο, ακτινικά.
Διαγράμματος ροής (flowchart concept maps): Οι πίνακες ροής (διαγράμματα ροής) οργανώνουν τις έννοιες σε γραμμική απεικόνιση, επιτρέποντας τη χρήση αλγορίθμων για πιο σύνθετες δομές.
Στάδια για τη δημιουργία εννοιολογικών χαρτών
Προπαρασκευαστικό στάδιο: Στο στάδιο αυτό είναι σημαντικό οι μαθητές να κατανοήσουν πώς λειτουργεί και τι περιλαμβάνει ο εννοιολογικός χάρτης.
Κατασκευαστικό στάδιο: Σύμφωνα με τον Novak and Cañas (2006), η κατασκευή ενός εννοιολογικού χάρτη ακολουθεί τα πιο κάτω βήματα:
1. Προσδιορισμός ενός κομβικού ερωτήματος (focus question)</strong>, το οποίο θα διευκρινίζει σαφώς το πρόβλημα και θα συνδέεται με το θέμα που πρόκειται να χαρτογραφηθεί.
2. Προσδιορισμός των εννοιών που σχετίζονται με το ερώτημα</strong>. Εντοπίζονται οι σημαντικές έννοιες – κλειδιά που αφορούν το προς εξέταση θέμα και είναι σχετικές με το ερώτημα, είτε μέσα από σχετικές πηγές, είτε μέσω της τεχνικής του καταιγισμού ιδεών.
3. Οργάνωση – Κατάταξη εννοιών</strong>. Οι έννοιες καταγράφονται σε μια λίστα, οργανώνονται σε ομάδες και κατατάσσονται από την πιο γενική, που τοποθετείται στην κορυφή, στις πιο ειδικές και συγκεκριμένες που τοποθετούνται στη βάση της λίστας. Οι έννοιες αυτές μπορούν να δοθούν και από τον/την εκπαιδευτικό.
4. Κατασκευή προκαταρκτικού χάρτη – Τοποθέτηση και σύνδεση εννοιών. Με βάση την ταξινομημένη λίστα κατασκευάζεται ένας προκαταρκτικός χάρτης. Οι έννοιες τοποθετούνται στον χάρτη σταδιακά και ανάλογα με το επίπεδο ιεραρχίας τους. Τέλος συνδέονται μεταξύ τους με κατάλληλες συνδετικές λέξεις ή φράσεις δημιουργώντας έτσι σχετικές προτάσεις. Σε αυτό το στάδιο θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν Post-its ή λογισμικά ηλεκτρονικών υπολογιστών για την κατασκευή του χάρτη (π.χ. CMap Tools, Kidspiration), για να μπορούν να γίνουν εύκολα αλλαγές .
5. Αναζήτηση των σύνθετων συνδέσεων (cross-links). Μετά την ολοκλήρωση του προκαταρκτικού χάρτη ακολουθεί η αναζήτηση σύνθετων συνδέσεων μεταξύ εννοιών που μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές του χάρτη, είτε στο ίδιο, είτε σε διαφορετικό επίπεδο.
6. Αναθεώρηση του εννοιολογικού χάρτη. Περιλαμβάνει την επανεξέταση και αναθεώρηση του χάρτη καθώς και την προσθήκη νέων ή την επανατοποθέτηση των ήδη υπαρχουσών εννοιών με τρόπους που οδηγούν σε καλύτερη δομή και σαφήνεια.
7. Ολοκλήρωση του χάρτη.Στη φάση αυτή προστίθενται παραδείγματα κάτω από τις έννοιες. Τέλος, ο χάρτης επανεξετάζεται για τελευταία φορά και οι έννοιες επανατοποθετούνται αν χρειάζεται. Σε περιπτώσεις χρήσης εργαλείων ηλεκτρονικής χαρτογράφησης ο χάρτης μπορεί να εμπλουτιστεί με αλλαγές μορφοποίησης όπως προσθήκης διαφορετικών σχημάτων, γραμματοσειρών, χρωμάτων κ.ά.
8. Αξιολόγηση του εννοιολογικού χάρτη. Ο εννοιολογικός χάρτης αξιολογείται ποιοτικά και ποσοτικά. Ποιοτικά ως προς την ακρίβεια και την εγκυρότητα του περιεχομένου του, την οργάνωσή του, την ορθότητα των συνδέσεων και τη γλωσσική επάρκεια της διατύπωσής τους, καθώς και ως προς την ιεράρχηση και ομαδοποίηση των εννοιών. Ποσοτικά επικεντρώνεται κυρίως στον αριθμό των εννοιών και των απλών ή σύνθετων συνδέσεων που χρησιμοποιήθηκαν στον χάρτη (Γουλή, Γόγουλου, & Γρηγοριάδου, 2006).
Διδακτική/μαθησιακή αξία της εννοιολογικής χαρτογράφησης
Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα για τους μαθητές (Φορτούνη & Φραγκάκη, 2003), είναι τα εξής:
Ενεργητική – αποτελεσματική μάθηση
Η δόμηση της γνώσης απεικονίζεται στους χάρτες εννοιών όπου περιγράφονται οπτικά οι σχέσεις μεταξύ των ιδεών και δίνει τη δυνατότητα μιας γενικής, ολικής θεώρησης αλλά και της επιλεκτικής εστίασης μιας γνωστικής περιοχής. Έτσι οι μαθητές-τριες οργανώνουν τη σκέψη τους γύρω από μια γνωστική περιοχή, λειτουργώντας σε όλα τα επίπεδα της πυραμίδας του Bloom (γνώση, κατανόηση, εφαρμογή, ανάλυση, σύνθεση, αξιολόγηση).
Εργαλείο δημιουργικής σκέψης:
Οι μαθητές-τριες συμμετέχοντας σε έναν καταιγισμό ιδεών και τοποθετώντας τις ιδέες τους στο χαρτί, τις καθιστούν σαφέστερες, μπορούν να συλλάβουν νέες ιδέες, τις οποίες στη συνέχεια να τις συνδέσουν με τις προϋπάρχουσες ιδέες και να δημιουργήσουν νέες συνδέσεις που θα οδηγήσουν και σε άλλες ιδέες.
Εργαλείο ανάπτυξης και καλλιέργειας κριτικής σκέψης
Οι μαθητές-τριες καλλιεργούν δεξιότητες εξαγωγής συμπερασμάτων και κριτικής θεώρησης, αποφεύγοντας την απόκτηση και τη συσσώρευση άχρηστων γνώσεων.
Εργαλείο μεταγνώσης
Οι εννοιολογικοί χάρτες βοηθούν τους μαθητές «να μαθαίνουν πώς να μαθαίνουν», να αποκτούν δηλαδή επίγνωση των διαδικασιών μάθησης, δίνοντάς τους επιπλέον τη δυνατότητα να παρατηρούν τις αλλαγές που υπόκειται η γνωστική αυτή δόμηση μέσα στο χρόνο. Οι Jonassen & Grabowski υποστηρίζουν ότι ο τρόπος οικοδόμησης της γνώσης, μπορεί να θεωρηθεί και να μελετηθεί ως χωριστός τύπος γνώσης, γιατί μας παρέχει τη θεμελιώδη βάση και περιγράφει πώς η προγενέστερη γνώση διασυνδέεται και αναπτύσσεται ή μετασχηματίζεται.
Ενίσχυση ομαδοσυνεργατικής μάθησης: Ένας χάρτης εννοιών που κατασκευάζεται από μια ομάδα παιδιών αντιπροσωπεύει τις ιδέες της ομάδας. Σε αυτήν την περίπτωση ο εννοιολογικός χάρτης αποτελεί ένα επικοινωνιακό εργαλείο μεταξύ των μελών της ομάδας που πρέπει να εκφράσουν και να διαπραγματευτούν τις ιδέες τους και να συμφωνήσουν σε μια κοινή δομή των εννοιών και των μεταξύ τους συνδέσεων.
Εργαλεία διαπραγμάτευσης νοήματος (tools for negotiating meaning), επειδή οι εννοιολογικοί χάρτες μπορούν να ενισχύσουν την αλληλεπίδραση μεταξύ των μελών της ομάδας και να ενδυναμώσουν τη μάθηση.
Επίλυση προβλημάτων: Η χαρτογράφηση εννοιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ενισχύσει και να εμπλουτίσει τις φάσεις της μεθόδου επίλυσης προβλήματος (problem-solving), με παραγωγή εναλλακτικών λύσεων και επιλογών.
Επιπλέον επιτρέπουν στους μαθητές να σχεδιάζουν, να αναλύουν τη σκέψη τους, να επεξεργάζονται πληροφορίες, να οργανώνουν τις ιδέες τους, να βλέπουν σχέσεις και κάνουν συνδέσεις μεταξύ των πληροφοριών, να συγκρίνουν,
να σκέφτονται δημιουργικά, να αποκτήσουν μία συνολική εικόνα της προόδου, να αναγνωρίζουν παρερμηνείες και λάθος συνδέσεις, και να αναπτύσσουν κριτική και λογική σκέψη.
Για τους διδάσκοντες οι εννοιολογικοί χάρτες είναι (Φορτούνη & Φραγκάκη, 2003):
Μέσο οργάνωσης και παρουσίασης του μαθήματος στην τάξη: Ο εκπαιδευτικός μπορεί να οργανώσει το υλικό των μαθημάτων και να παρουσιάσει σύνθετες επιστημονικές έννοιες με περισσότερη αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία.
Διαγνωστικό εργαλείο για την ανίχνευση και αναπαράσταση των πρότερων γνώσεων των μαθητών:
Η ερευνητική ομάδα του Joseph Novak στο Cornel διαπίστωσε ότι ένα σημαντικό πλεονέκτημα της εννοιολογικής χαρτογράφησης είναι η δυνατότητα ανίχνευσης παρανοήσεων. Μέσα από τους εννοιολογικούς χάρτες που σχεδιάζουν οι μαθητές, ο εκπαιδευτικός μπορεί να διακρίνει τις ερμηνείες ή τις παρερμηνείες που εμποδίζουν την αναδόμηση των πρότερων γνώσεων και «καθιστούν την εκπαίδευση ατελέσφορη» και να προσαρμόσει τις διδακτικές τακτικές του για να διευκολύνει την απόκτηση της νέας γνώσης.
Εργαλείο αξιολόγησης της μάθησης και της εξέλιξης της γνωστικής αλλαγής μετά τη διδακτική παρέμβασγς
Τύποι δραστηριοτήτων εννοιολογικής χαρτογράφησης
• Συμπλήρωση ενός υπάρχοντος ΕΧ με έννοιες και συνδέσεις που λείπουν, αλλά για τις οποίες οι αντίστοιχοι κόμβοι και σύνδεσμοι είναι ήδη σχεδιασμένοι στον ΕΧ (δίνεται ένας ΕΧ με κενά).
• Επέκταση ενός υπάρχοντος ΕΧ με την προσθήκη εννοιών και συνδέσεων.
• Διόρθωση ενός υπάρχοντος ΕΧ.
• Σχολιασμός ενός ΕΧ είτε ελεύθερα είτε απαντώντας σε ερωτήσεις.
• Κατασκευή ενός ΕΧ δίνοντας την κεντρική έννοια, ένα σύνολο εννοιών, ένα σύνολο εννοιών και συνδέσεων, μια ερώτηση ή ένα σχετικό κείμενο.
• Συνδυασμός των παραπάνω.
Όλοι οι μαθητές, και κυρίως αυτοί που έχουν έφεση στην οπτική μάθηση, επωφελούνται εκφράζοντας ιδέες, πληροφορίες και σκέψεις χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό από σχήματα, χρώματα, εικόνες, κείμενο και ήχο.
Εργαλεία εννοιολογικής χαρτογράφησης
CmapTools
Το λογισμικό CmapTools αναπτύχθηκε από το Ινστιτούτο ΙΗMC (Ιnstitute for Human and Machine Cognition) στοχεύοντας στο να δημιουργήσει ένα δικτυακό περιβάλλον ατομικής αλλά και συλλογικής ανάπτυξης νοητικών χαρτών. Προτείνεται για τη δημιουργία πολλών δραστηριοτήτων από τον εκπαιδευτικό αλλά και ως μέσο πειραματισμού των παιδιών.
Kidspiration
Το Kidspiration είναι λογισμικό εννοιολογικής χαρτογράφησης και απευθύνεται σε παιδιά ηλικίας 6 – 11 ετών. Το λογισμικό περιλαμβάνει μια βιβλιοθήκη από εικόνες (cliparts) τις οποίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν για τη δημιουργία αυτών των χαρτών και πολλές έτοιμες δραστηριότητες.
Εργαλεία εννοιολογικής Χαρτογράφησης στο Web 2.0
Τα παρακάτω εργαλεία προσφέρουν εύκολη πρόσβαση, απαιτούν σύνδεση στο διαδίκτυο και τα περισσότερα εγγραφή του χρήστη με όνομα και κωδικό.
Οι κόμβοι προστίθενται και μετακινούνται με ιδιαίτερα εύκολο τρόπο, αλλάζουν σχήμα και χρώμα, μπορούν να συνδεθούν με πολλαπλούς τρόπους μεταξύ τους, ενώ είναι δυνατόν να προστεθεί σε αυτούς πολυμεσικό υλικό, όπως βίντεο, εικόνες και ήχος. Επιπλέον, σε κάθε κόμβο μπορούν να προστεθούν σημειώσεις, σύμβολα και links.
Το popplet είναι ένα εύχρηστο εργαλείο για τη δημιουργία νοητικών χαρτών και ιδιαίτερα χρήσιμο για έναν εκπαιδευτικό. Η διαδικασία που ακολουθείται για τη δημιουργία είναι ιδιαίτερα απλή και δεν απαιτεί τη δημιουργία λογαριασμού. Ο χρήστης μπορεί να προσθέσει κείμενο, ζωγραφιά ή φωτογραφία και να επεξεργαστεί τα χρώματα και το μέγεθος. Οι συνδέσεις από πλαίσιο σε πλαίσιο είναι ιδιαίτερα απλές. Επιλέγοντας τις ρυθμίσεις ο χρήστης μπορεί επίσης να προσθέσει περιεχόμενο από το youtube ή το google maps. Παρέχεται η δυνατότητα αποθήκευση του νοητικό χάρτη στον υπολογιστή σε μορφή εικόνας ή pdf.
Είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο. Δημιουργούμε πολύ εύκολα διαγράμματα πάσης φύσεως, τα οποία μπορούμε να εξαγάγουμε.
Ειδικεύεται στον καταιγισμό ιδεών ( brainstorming). Επιτρέπει στον χρήστη να δημιουργήσει και να διαμοιραστεί χάρτες εννοιών, οι οποίοι μπορούν να τυπωθούν, να εξαχθούν σε αρχείο εικόνας ή HTML, να αποσταλούν με email ή να χρησιμοποιηθούν online από πολλούς χρήστες για ανταλλαγή ιδεών.
