1. nädal

Mõistekaartide teooria. Mõistekaartide koostamine ja kasutamine.

Joseph D. Novak & Alberto J. Cañas

Sissejuhatus

Mõistekaardiks (inglise keeles: concept map) nimetatakse visualiseerimistehnikat, mille abil saab teadmust struktureerida ja mõistetevahelisi tähendusseoseid võrgu/graafi kujul esitada. Mõistekaart koosneb mõistetest, mis paiknevad ringide/kastide sees ning need ringid/kastid on ühendatud omavahel joontega. Mõisteid ühendavate joonte peal olevad sõnad või fraasid iseloomustavad seost nende mõistete vahel. Enamjaolt kirjeldatakse mõisteid sõnadega, kuigi vahel kasutatakse ka sümboleid nagu “+” või “%” ning vahel on kasutusel ka rohkem kui üks sõna. Joonisel 1 on mõistekaardi näidis, mille abil on esitatud mõiste “concept maps” tähendus.

Joonis 1: Mõistekaart mõistekaardi omaduste kohta. Tavaliselt loetakse mõistekaarte ülevalt allapoole.

Teine mõistekaartide omadus on mõistete esitamine hierarhiliselt, mis tähendab, et kõige üldisemad ja kõikehõlmavad mõisted asetsevad kaardil üleval ning spetsiifilisemad ning konkreetsemad mõisted allpool. Samas ühe teadmise spetsiifiline hierarhiline struktuur sõltub siiski kontektstist, kus teadmine asub. Seetõttu soovitatakse mõistekaardi koostamisel lähtuda nn. fookusküsimusest, millele mõistekaardi abil vastust otsitakse. Näiteks Joonisel 1 toodud mõistekaart vastab fookusküsimusele: “Milleks ja kuidas mõistekaarte kasutatakse?”. Mõistekaart võib kuuluda mõne situatsiooni või sündmuse juurde, mida üritatakse paremini mõista teadmuse ja tähendusseoste struktureerimise kaudu. Fookusküsimus või konkreetne sündmus aitavad teadmust kontektsualiseerida.

Järgmine oluline mõistekaardi omadus on ristseoste kasutamine mõistekaardi erinevate osade vaheliste tähendusseoste esiletoomisel. Ühendusjooned võimaldavad kasutajal näha, kuidas ühe teadmusala mõiste on seotud mõistega teises teadmusalas. On kaks mõistekaardi omadust, mis toetavad loovat mõtlemist: mõistekaardi hierarhiline struktuur ning võimalus otsida ja iseloomustada uusi ristseoseid erinevatest teadmusaladest pärit mõistete vahel.

Mõistekaardi-tehnika loodi 1972. aastal prof. Joseph Novaki uurimisprojekti raames Cornelli Ülikoolis (USA), kui Novak otsis võimalust laste teaduslike teadmiste jälgimiseks ja mõistmiseks. Uuringu jooksul intervjueerisid teadlased mitmeid lapsi ning peale intervjuude transkriptide läbi töötlemist leidsid nad, et on keeruline ühtsel moel esitleda muudatusi laste arusaamistes seoses teaduslike mõistetega. Uurimisprojekti teoreetiliseks lähtekohaks oli David Ausubeli kognitiivne õppimispsühholoogia (mõtestatud õppimine, i.k. meaningful learning), mille alusidee on, et õppimine toimub uute mõistete assimilatsioonil ning nende ühendamisel olemasolevate (varem õpitud) mõistete või raamistike külge. Vajadus lihtsustada ja ühtlustada laste arusaamade esitlusviise viiski mõistekaardi-tehnika loomiseni.

Mõistekaardi psühholoogilised alused

Esimeste mõistete kujunemine varases lapseeas on psühholoogidele huvipakkuv uurimisküsimus. Esimesed mõisted omandatatakse laste poolt sünnist kuni kolmanda eluaastani, mil nad märkavad neid ümbritsevate sõnade seas korrapära ning hakkavad tuvastama keeles kasutatavaid silte või sümboleid nende korrapärasuste/üldistuste jaoks. Selline varajane mõistete õppimine on peamiselt avastusliku õppimise protsess, kus laps eristab sündmuste või objektide korrapärasuste mustreid ning seostab need sõnade või sümbolitega, mida vanemad inimesed on sarnastel puhkudel kasutanud. See on fenomenaalne võime, mis on osa inimese evolutsioonilisest pärandist. Pärast kolmandat eluaastat on uute mõistete kujunemine ja tähendusseoste loomine tugevalt keelest mõjutatud. Uued tähendused sünnivad küsimuste küsimise ja selgituste saamisel teel, aidates mõista, kuidas “vanad” ja “uued” mõisted on omavahel seotud. Selline tähendusloome toimib siiski paremini kui konkreetsed kogemused toetavad sõnalisi selgitusi, mistõttu praktiliste “käed-külge” tegevuste kombineerimine uute mõistete kujundamisega on äärmiselt oluline.

Tavaliselt eristatakse kahte lähenemist uute mõistete õpetamisele: avastuliku õppe puhul jõuab õpilane ise uue mõiste kujunemiseni oma kogemuste baasil, omandamisel põhinev õpe toetub õpetajapoolsele valmisteadmiste edasiandmisele. Ausubel tegi omakorda olulise eristuse mehaanilise ja mõtestatud õppimise vahel. Mõtestatud õppel on kolm eeltingimust:

  1. Õpitav materjal peab olema kontseptuaalselt selge ning esitatud õpilase eelteadmistele vastavas keeles, koos näidetega õpilasele tuttavast kontekstist.
  2. Õpilasel peavad olema asjakohased eelteadmised.
  3. Õpilane peab ise otsustama mõtestatult õppimise kasuks. Õpetajal on üksnes kaudne roll selles, kas õpilane hakkab lihtsa pähetuupimise asemel uusi mõisteid aktiivselt seostama varasemate teadmiste ja kogemustega. Targalt valitud õpetamis- ja hindamismeetodid on peamised vahendid, millega õpetaja saab õpilast mõtestatud õppimisele suunata.

Nagu eelpool mainitud, on tähtis tähele panna, et inimesed omandavad teadmisi väga erinevates kogustes ja kvaliteedis ning samuti on erinev nende motivatsioon otsida moodusi uute teadmiste sidumiseks juba omandatud teadmistega. Mehaaniline vs. mõtestatud õppimine ei kujuta endast lihtsakoelist must-valget vastandust, vaid pigem järjepidevat kontiinuumi (s.t. enamik õppetegevusest jääb nende kahe äärmuse vahele). Loovust saab seega vaadelda ka kui mõtestatud õpet selle kõige kõrgemal tasemel. Need ideed on kujutatud joonisel 2.

Inimesed pahatihti samastama mehaanilist õpet üksnes esitlusliku õpetamisstrateegiaga ja mõtestatud õppimist avastusliku õppega, mis pole päris õige. Mõlemad, nii uue teadmuse otsene esitlemine õpetaja poolt kui ka avastusliku õppe meetodid võivad siiski viia kas mehaanilise või siis mõtestatud õppimiseni õppija poolt, sõltuvalt kasutatavatest õppematerjalidest, õpetaja meisterlikkusest ja õpilase harjumustest.

Joonis 2: Õppimine varieerub väga mehaanilisest kuni väga mõtestatud õppimiseni. Loovus on seoses siiski mõtestatud õppimisega.

Lisaks sellele, et mõistekaardid toetavad tugevalt õppeprotesse, saab neid hästi kasutada ka õpitulemuste hindamisvahendina, mis toetab/motiveerib mõtestatud õppimist oluliselt paremini kui traditsiooniline testimine. Samuti on mõistekaardid efektiivsed vahendid kasulike ideede eraldamiseks kasututest ja relevantse teadmise esiletoomiseks õppija jaoks.

Veel üks eelis meie arusaamise juures õppimisest on see, et inimese mälu ei ole pelgalt vaid anum, kuhu teadmisi sisse valada vaid keerulisem süsteem. Joonis 4 illustreerib inimese mälu ning meid mõjutavaid sisendeid.

Samal ajal kui kõik mälu osad on üksteisest sõltuvad (ning informatsioon nende vahel liigub mõlemat pidi) on kõige tähtsamad osad teadmiste salvestamiseks pikaajalisse  mällu just lühiajaline mälu ja nn “töömälu”. Kogu sissetulev informatsioon organiseeritakse ja töödeldakse töömälus koostöös kogutud teadmistega pikajalises mälus. Piiravaks teguriks on seekohal töömälu, mis suudab endas hoida vaid väga väikese hulga (5-9 psühholoogilist ühikut) ühes hetkes.

Joonis 3: Mehaanilis-mõtestatud õppimise vorm ei ole sama mis tunnetuslik-avastuslik vorm

See tähendab, et seosed kahe või kolme mõiste vahel tähistavad ühtlasi ka töömälu infotöötlemise piiri. Näiteks kui inimesele näidatakse nimekirja 10-12 numbrist ning palutakse see tal paari sekundi jooksul meelde jätta ning uuesti esitada siis enamik suudab esitada neist vaid 5-9. Kuid kui neid numbreid saab mõnel viisil grupeerida või seostada näiteks telefoninumbriga, siis suudab inimene ka suurema ühiku numbreid meelde jätta. Juhul aga kui inimene peab meelde jätma talle tundmatuid sõnu nagu näiteks tehnilised terminid, mida ta näeb esimest korda, ei suuda ta esimesel korral õigesti esitada rohkem kui kaks või kolm neist. Vastupidiselt tuttavate sõnadega, mida inimene saab seostada omandatud teadmistega, on meeldejäävate sõnade hulk tunduvalt suurem.

Märkusena olgu öeldud, et mehaanilise õppimise abil kogutud teadmiste säilitamine toimub ikkagi pikaajalise mälu abil nagu ka mõtestatud õppimise puhul. Erinevus seisneb selles, et mehaanilise õppimise puhul on uute ning olemasolevate teadmiste seostamine kas väike või puudub üldse. Mehaanilise õppimise kaudu omandatud teadmised unustatakse kiirelt kui protsessi ei korrata ning omandatud teadmiste hulgas ei toimu sorteerimist, mis kustutaks vigased või poolikud teadmised.

Suure hulga informatsiooni struktueerimiseks on vajalik pidev info liikumine töömälu ja pikaajalise mälu vahel. Me usume, et üks põhjus, miks mõistekaardid on nii võimsad tähendusliku õppimise tööriistad on see, et nad pakuvad malli informatsiooni organiseerimiseks ja struktueerimiseks. Seda ka tingimusel, et see struktuur ehitatakse üles pisikestest mõistete osadest. Paljud õppijad on üllatanud nähes kuidas see lihtne vahend hõlbustab tähendusliku õppimist ning teadmuse hoidmise raamistiku loomist mis mitte ainult ei hõlbusta teadmuse kasutamist uutes kontekstides vaid ka teadmuste hoiustamist pikema aja jooksul. Endiselt on siiski vähe teada mälu protsessidest ja kuidas teadmised lõplikult meie mällu jõuavad kuid läbi erinevate uuringute on jõutud arusaamale, et teadmised säilitatakse ja organiseeritakse hiearhilistesse raamistikes ning õppimise protsessid, mis sellist lähenemist toetavad ja hõlbustavad teadmiste omandamist suurel määral.

On loomulik, et meie aju hoiab palju muudki kui mõisted ning sellepärast peatume hetkeks ka teistel õppimise vormidel. Nägemismälu kasutamine tähendab pildikeste ja stseenide salvestamist inimestest, keda kohtame, fotosid ja muid pildikesi. Uuringud on näidanud, et numbrilised pildid unustatakse kiiremini kui tähenduslikud pildid, kuna inimese mälul on võime selliseid pilte kauem mälus hoida. Näiteks ühes uuringus esitati katsealustele 612 pilti ning paluti veidi hiljem öelda, kas nad on mõnda neist 612-st pildist varem näinud. 97% katsealustest mäletas näidatud piltide puhul, et nad on seda näinud. Sama katset korrati kolme päeva pärast ning endiselt oli õigete vastuse protsent 97%. Kolm kuud hiljem oli protsent 58%. Seega hoolimata sellest, et detailid piltidel unustati, suutsid katsealused mäletada, kas nad on näidatud pilte näidanud. Näiteks me kasutame igapäevaselt münte ostude eest tasumisel kuid kui meil palutakse joonistada detailid müntidel, siis me ei suuda seda täpselt teha. Mõistekaardid toetavad ja arendavad just nägemismälu.

Samuti on märkimisväärne inimese võime jätta meelde ja meelde tuletada helisid. Kujutage ette muusikut, kes on võimaline mängima sadu muusikapalasid ilma noodivihikuta. Jällegi on tegemist mälestustega, mis ei ole mällu süübinud kui mõisted. Penfield & Perot ning teiste poolt läbi viidud uuringud näitavad, et need aju osad, mis aktiveeruvad kui me kuuleme helisid on samad, mis on aktiivsed kui me helisid meelde tuletame. Kuigi me teame, millised aju osad aktiveeruvad, ei tea me seda, millised neuronid seda informatsiooni hoiavad.

Tõsi on, et osadel õpilastel on keeruline koostada ja kasutada mõistekaarte, eriti kui neil puuduvad nendega kogemused. Siinkohal ei ole tegemist õpilaste ajuehitise eripäradega vaid aastatepikkuse mehhaanilise õppimise tagajärgedega. Väga keeruline on seejärel suunata üpilasi edasi tähendusliku õppimise meetodite juurde. Kuigi mõistekaardid saavad siin abiks olla, peaks neile tutvustama ka põhitõdesid aju töötamisest ning teadmuse organiseerimisest. Ülevalpool olevad paragraafid võiksid olla osa materjalidest, mida neile tutvustada.

Illustreerimaks kui raske on inimestel oma ideedega töötada, eriti kui nad on kasutanud mehhaanilist õppimist, toome näite intervjuudest Harvardi Ülikoolist. Intervjuu käigus küsitleti 23-e lõpetanult küsimus “Millest on põhjustatud aastaajad?”. Sellele küsimusele vastamiseks tuleb omavahel õigesti seostada ainult 11 mõistet. Intervjuu käigus selgus, et 21 respondenti 23-st ei suutnud selgitada, miks meil on aastaajad. Selles rühmas oli ka planeetide füüsika kursuse läbinud tudengeid, kes endiselt uskusid, et aastaajad on põhjustatud sellest, et Maa liigub suvel päikesele lähemale ja talvel kaugemale. Tegelikult on Maa jaanuaris Päikesele isegi pisut lähemal kui juulis. Tegelikult on talve tuleku peamine põhjus siiski see, et Maa telg on Päikese suhtes kaldu, mistõttu talvekuudel langeb põhjapoolkerale vähem päikesevalgust. Lõpetajatel olid olemas küll teadmised kuid nad ei osanud neid õigesti kasutada. Sellist olukorda aitaks vältida mõtestatud õppimine ning mõistekaartide kasutamine.

Joonis 4: Üks võimalik esitlusviis arusaamaks, miks meil on aastaajad.

Hea mõistekaardi koostamine

Mõistekaarti looma hakates on tähtis, et kasutaja määraks ära teadmusvaldkonna, millest on pärit kaardil kasutatavad mõisted. Kuna mõistekaartide struktuur on sõltuvuses kontekstist, milles neid kasutatakse, on hea aluseks võtta kas mõni teksti osa, tegevus, probleem või püstitatud küsimus, millele püütakse vastus leida. Selle abil luuakse kontekst, mis aitab paika panna mõistekaardi hierarhilise struktuuri. Esimeste mõistekaartide koostamiseks ei tohiks probleem olla liiga laialivalguv või üldine.

Hea moodus kontektsti määratlemiseks on alustada fookusküsimusest. Fookusküsimus on küsimus, mis selgelt piiritleb probleemi, mida püütakse mõistekaardi koostamisega lahendada. Iga mõistekaart vastab ühele fookusküsimusele ning hea fookusküsimus võib aidata luua palju põhjalikuma mõistekaardi. Vilunud mõistekaartide koostajad jätavad küll tihti fookusküsimuse sõnastamata ning suudavad ka ilma selleta keskenduda kontekstile. Õige küsimuse sõnastamise võimet on alati peetud üheks oluliseks õpioskuseks.

Kui esimene samm tehtud, peab järgmiseks paika panema põhimõisted. Enamasti on 15 kuni 25 mõistet piisav hulk. Mõisted võib kirja panna kas nimekirjana ning need siis nummerdada tähtsuse järjekorras alates üldisematest kuni väga spetsiifilisteni. Kuigi selline järjekord on vaid soovituslik, aitab see protsessi kiiremini käima lükata. Samuti ei ole vajalik kõiki nimekirjas olevaid mõisteid kaarti asetada, kui mõni neist sinna ei sobi, siis jäävad need vaid nimekirja.

Järgmiseks sammuks on koostada mõistekaardi mustand. Seda saab näiteks teha kirjutades mõisted märkmepaberitele või kasutada mõnd arvutile paigaldatavat tarkvara, näiteks CmapTools (http://cmap.ihmc.us). Kirjutades ühe mõiste ühele paberile (nt Post-It liimiga märkmepaberile) võimaldab see läbi viia mõistete rühmitamise näiteks tahvlil või seinal ning neid seal mugavalt ringi liigutada. See on vajalik kui tekib tõrkeid hea struktuuri väljamõtlemisel. Arvutiprogrammi kasutades on see veel mugavam kasutades näiteks projektorit, mis mõistekaardi seinale kuvab ning kasutajad saavad kohe oma mõtted kaardil organiseerida. CmapTools võimaldab koostada mõistekaarte nii samas ruumis viibijatel kui ka eemalolevate kasutajate vahel, nii reaalajas kui asünkroonselt.

On tähtis märkida, et mõistekaardid ei ole kunagi valmis ja lõpetatud. Peale seda kui esialgne kaart on koos, tuleb alati ette, et seda peab täisutama või parandama lisades uusi mõisteid või olemasolevaid eemaldades ja muutes. Hea mõistekaart läbib tavaliselt rohkem kui kolm muutmistsüklit. See on põhjus, miks on mõistekaarte mugavam koostada digitaalselt.

Peale seda kui esialgne kaart on koos, ühendatakse mõisted joontega, mis näitab millised mõisted on omavahelises seoses. Seostamisjoonte kasutamine näitab, et kasutaja mõistab mõistete omavahelist tähendusseost. Siinkohal on oluline märkida, et kuigi ühel või teisel viisil on kõik mõisted omavahel seotud, muudab liiga paljude seosejoonte lisamine  mõistekaardile selle mõttetuks, raskestiloetavaks ja kasutuks. Seetõttu tuleb seoseid märkida väga hoolikalt, lisades üksnes olulise tähendusega seosejooned. Mõistete asemel ei tohiks kasutada lauseid. Lausete kasutamine mõistekaardil näitab koostaja halba materjalist arusaamist ning muudab mõistekaardi raskestiloetavaks.

Tihti kurdavad õpilased, et neil on keeruline mõelda välja sõnu, tähistamaks seost kahe mõiste vahel. See olukord tekib kui kasutaja ei mõista hästi kahe mõiste omavahelise suhte tähendust. Sellisel juhul peaks õpilane keskenduma mõistetele, mida on omavahel lihtne seostada ning siis saavad nähtavaks teised seosed. Selle tegevuse tulemusena paraneb inimese võime uut teadmust sünteesida, mis omakorda muudabki mõistekaardid heaks vahendiks õpitulemuste hindamisel.

Joonis 5: Kaart, mis on koostatud neljanda klassi õpilase poolt reisi paberivabrikusse. Klass pani paika nimekirja mõistetest enne kaardi koostamist kuid õpilane ei suutnud paljusid neist kasutada ning tema kaart ei ole väga selge. Nimetatud õpilane oli hea suulises suhtlemises kuid halb lugeja ning pühendunud mehaaniline õppija.

Viimases etapis vaadatakse mõistekaart kriitilise pilguga veel kord üle, vajadusel paigutatakse mõisteid ümber parema loetavuse ja arusaamise huvides. Juhul kui kaardi koostamiseks kasutatakse tarkvara, on mõistekaardi kujundust lihtne viimases faasis muuta.

Nagu eeltoodust näha, ei ole mõistekaart pelgalt teadmuse korrastamise, esitamise ja säilitamise abivahend, vaid aitab ka uut teadmust luua.

Lisalugemist:

1. Mõistekaart IKT abil – Priit Reiska

2. Learning, Creating, and Using Knowledge: Concept Maps as Facilitative Tools in Schools and Corporations – Joseph Donald Novak (Google Books)