概念圖的類型和類型

在課堂上，學生不僅掌握一些知識點，還建立豐富的知識聯系，形成良好的整體認知結構。如何知道學習者是按照何種方式組織自己的知識的呢?近20年來,研究者們針對認知結構的測查做了許多研究。本文僅介紹幾種主要的方法。1概念圖測驗方法這種方法是讓學生就對于某塊知識的理解,用圖的方法來表現其中的概念以及概念之間的聯系。一個概念圖就是由結點和連線構成的結構性的表征(Ruiz-Primo&Shavelson,1996),其中結點對應某領域中代表各種概念的重要術語名詞,連線代表一對概念(結點)之間的關系,而連線上的標注則說明這是什么樣的關系。兩個結點與一個帶標注的連線共同構成了一個命題。通過讓學生把某領域中的概念連起來,并標明這種聯系的性質,可以說明某知識領域的關鍵概念在學生的頭腦中是怎樣組織起來的。概念圖旨在反映學習者的陳述性知識的組織特征。奧蘇貝爾認為,知識是按層次結構組織起來的。據此,Novak&Gowin(1984)提出,概念圖應該是具有層次性結構的,最高級的概念處在頂端。我們可以用適合的關聯詞來說明不同層次的概念之間的關系,并確定不同分支之間的橫向聯系。這體現了認知結構的漸進分化和整合的特征。當然,有的認知心理學家主張(見Ruiz-Primo&Shavelson,1996),知識是以語義網絡的形式來表征的,而不一定是層次結構的,所以,概念圖也不一定是層次性的。概念圖作為一種測驗方法,它的實施方式是怎樣的呢?Ruiz-Primo&Shavelson,(1996)從測驗的任務、反應方式和評分系統三個方面對21篇研究文獻做了綜述。從測驗任務來看,概念圖測驗可以要求學生:(1)獨立畫一個概念圖;(2)在框架圖上填空,即給學生一個概念圖的框架,其中有些概念或連線是空的,要求學生補充完整;(3)組織概念卡片,即把某知識領域的重要概念寫在卡片上,讓學生分類、組織卡片;(4)評價概念間的聯系強度;(5)寫短文,而后由評價者據此畫概念圖;(6)回答訪談者的問題,而后根據訪談結果來畫出概念圖,等等。同時也可能給學生提出其它限制,比如制作層次性的概念圖,或者在概念圖中用上所提供的概念或關聯詞等。由于測驗任務的不同,做答方式也會不同,在前兩種任務下,學生自己做答的結果就是一個概念圖,而在后四種任務下,需要由研究者或教師根據學生的回答或所寫的短文等,找出其中的關鍵詞以及它們之間的聯系,替學生畫出一個概念圖。學生的做答可以是口頭的或書面的,也可以通過計算機(網絡)做答(Rautama,E.&Tarhio,1998)。概念圖的評分可以有三種不同的角度:(1)就概念圖中的成分評分:即評價其中的命題(數量、準確性或橫向聯系)、層次水平數以及實例。Novak&Gowin(1984)提出了一個較為綜合的、針對成分的評分系統(見表1)。(2)參照標準的概念圖來評分:對比學生的和專家的概念圖,看它們之間的一致程度如何。這種方法首先要確定一個反映理想的知識結構的概念圖,一般用學科專家、教師或優等生的概念圖作為標準,而后對比學生的概念圖與標準的概念圖。這種比較可以有不同的方法,Lomask等(1992)同時計算概念圖中的名詞和連線,名詞的計算是看專家的概念圖中的名詞有多大比例被學生提到,可以分成5段:完全(100%)、大量的(67—99%)、部分(33—66%)、少量的(0-32%)、無(沒有提到任何相關名詞)。同樣,連線的強度也是看在專家概念圖中的必要的、準確的連線中,學生提及的有多大比例,可以分為:強(100%)、中等(50—99%)、弱(1—49%)、無(0%)。綜合以上兩個方面,他們提出了以下評分標準(表2)。Coldsmith等人(1991)提出了“相似度”(closenessindex),用來測量兩個概念圖之間的共同性。如果用Mm和Mn分別代表專家的概念圖和學生的概念圖,每個概念圖中都包含一定的結點(Nm,Nn)和連線(Lm,Ln)。其比較的步驟為:(1)決定概念圖中的有效結點集合:N=Nm∪Nn。(2)針對每個有效結點ni∈N,確定其直接連接的結點,在專家和學生的概念圖中分別記為H(i)mm(i)和H(i)nn(i),計算這些連接中專家和學生的交集(I(i)=H(i)mm(i)∩H(i)nn(i))和合集(U(i)=H(i)mm(i)∪H(i)nn(i)),計算ni的相似性系數:C(i)=|I(i)|/|U(i)|。(3)計算專家和學生的圖的相似度:C(Mm?Mn)=1|N|∑ni∈NC(i)C(Μm?Μn)=1|Ν|∑ni∈ΝC(i)。(3)綜合前兩種評分方法:既評估概念圖中的成分,又參照標準的概念圖。White&Gunston提出了一種方法:通過計算被連在一起的“概念對”的數量來評估一個概念圖,這種連線可以是層次性的、橫向的或多方向的,根據學生的概念圖中與標準概念圖中相同的“概念對”的數量來給概念圖評分。很有見地的連線可以多加分,無關的連線就要倒扣分(見Ruiz-Priomo&Shavelson,1996)。根據圖是較為直接、較便于施測的方法,但它的信度和效度問題還需要進一步研究。概念圖也可以作為教學策略來幫助學習者建立更整合的、更結構化的知識,可以與訪談等方法結合使用(Rye&Rubba,1998)。2排列整理及編碼這種方法比較簡便,不必花太多的時間去訓練學習者,它更適于測查包含大量概念的知識的組織情況。其基本思想為:讓學生對寫有各種概念的卡片進行分組排列,如果學習者將某些概念放在一起,這就意味著這些概念在其知識結構中具有更密切的聯系(DeJong&Ferguson-Hessler,1986)。其大致程序是:首先確定測查內容的知識要素,這既可以是陳述性知識,也可以是程序性知識,還可能是條件性知識,然后將這些知識要素寫成一張張的卡片,按隨機順序排列,要求被試排列卡片。學習者要將卡片擺成幾堆,同一堆的概念必須比不同堆的概念具有更密切的聯系,而每堆擺多少張,一共擺多少堆,都有學習者自己決定。擺完一遍之后,學習者要再檢查自己的排列,看有沒有需要調整的。如果對有的概念很不熟悉,就把它們單獨放在一起。在排列完成后,學習者還要為自己擺的各堆卡片命名,說明自己這樣排列的理由。最后,評分者對各個學習者的排列進行編碼分析,方法是:(1)將學習者的排列情況轉化成一個n×n的矩陣(n為測查中知識要素的數目),矩陣中某個單元對應的兩個知識要素如果屬于同一堆,這個單元就計分為1,否則就計分為0。由于這個矩陣是對稱的,只要考慮對角線的一側就可以了。(2)建構“理想”的參照矩陣,事先讓研究者或學科專家來排列這些卡片,按照上述方法將這種排列方法也轉化成為矩陣,作為參照。(3)評分,Jong&Ferguson-Hessler提出了一種計分方法,先求出參照矩陣中計分為1單元的總數(記為C1)以及其中記分為0的單元的總數(記為C0),然后對比學習者的矩陣與參照矩陣,將這個矩陣與參照矩陣對應共同為1的單元的總數記為S1,1,將這個矩陣中為1而參照矩陣中對應為0的單元的總數記為S1,0,則可以按照下面的公式來評價學習者的知識結構與理想的知識結構之間的一致性程度:C=S1?1C1?S1?0C0?CC=S1?1C1-S1?0C0?C值如果為1,則表明這個學習者的知識結構與理想的知識結構完全相同,如果C值為負值,則表明兩種知識結構相去甚遠。3形象聯想相關概念另外,認知結構的測查還有一些其它的方法,比如詞語聯想法(wordassociation),即給學習者某學科中的一些重要概念,每個概念限定時間(如1分鐘),讓他們寫出由此聯想起的所有的詞。在每兩個概念之間,學習者都可能會列出一些相同的詞,這可以說明每個概念與其它概念的相關程度(Shavelson,1974)。Naveh-Benjamin等(1986