概念圖測驗(yàn)的研究

概念圖測驗(yàn)的研究

在課堂上，學(xué)生不僅掌握一些知識點(diǎn)，還建立豐富的知識聯(lián)系，形成良好的整體認(rèn)知結(jié)構(gòu)。但如何才能知道學(xué)習(xí)者是按照何種方式組織自己的知識的呢?現(xiàn)行的教學(xué)測驗(yàn)往往只是測查了學(xué)習(xí)者的知識內(nèi)容,而不能說明知識的組織方式。近20年來,研究者們針對認(rèn)知結(jié)構(gòu)的測查提出了一些方法,做了許多研究,本文只介紹其中幾種主要的方法。在測查認(rèn)知結(jié)構(gòu)的方法中,概念圖是更為直接、更便于施測的方法。這種方法是讓學(xué)生就對于某塊知識的理解,用圖的方法來表現(xiàn)其中的概念以及概念之間的聯(lián)系。一個(gè)概念圖就是由結(jié)點(diǎn)和連線構(gòu)成的結(jié)構(gòu)性的表征,其中,結(jié)點(diǎn)對應(yīng)某領(lǐng)域中代表各種概念的重要術(shù)語名詞,連線代表一對概念(結(jié)點(diǎn))之間的關(guān)系,而連線上的標(biāo)注則說明這是什么樣的關(guān)系。兩個(gè)結(jié)點(diǎn)與一個(gè)帶標(biāo)注的連線共同構(gòu)成了一個(gè)命題。通過讓學(xué)生把某領(lǐng)域中的概念連起來,并標(biāo)明這種聯(lián)系的性質(zhì),可以說明某知識領(lǐng)域的關(guān)鍵概念在學(xué)生的頭腦中是怎樣組織起來的。概念圖旨在反映學(xué)習(xí)者的陳述性知識的組織特征。比如,根據(jù)下面這段文字可以做出如圖1的概念圖:“動物都有各種系統(tǒng),體形高大的動物和體形矮小的動物都利用這些系統(tǒng)來進(jìn)行各種生命活動,它們都要進(jìn)行的生命活動包括呼吸、循環(huán)和消化等,高大動物一個(gè)特有的系統(tǒng)是體內(nèi)骨骼系統(tǒng),矮小的動物沒有骨骼?！眾W蘇貝爾的理論認(rèn)為,知識是按層次結(jié)構(gòu)組織起來的。據(jù)此,Novak&Gowin提出,概念圖應(yīng)該是具有層次性結(jié)構(gòu)的,最高級的概念處在頂端。我們可以用適合的關(guān)聯(lián)詞來說明不同層次的概念之間的關(guān)系,并確定不同分支之間的橫向聯(lián)系。這體現(xiàn)了認(rèn)知結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)分化和整合(融會貫通)的特征。當(dāng)然,有的認(rèn)知心理學(xué)家主張,知識是以語義網(wǎng)絡(luò)的形式來表征的,而不一定是層次結(jié)構(gòu)的,所以,概念圖也不一定是層次性的。概念作為一種測驗(yàn)方法,它的實(shí)施方式是怎樣的呢?Ruiz-Primo&Shavelson從測驗(yàn)的任務(wù)、反應(yīng)方式和評分系統(tǒng)三個(gè)方面對21篇有關(guān)概念圖測驗(yàn)的研究文獻(xiàn)做了綜述。從測驗(yàn)任務(wù)來看,概念圖測驗(yàn)可以要求學(xué)生:(1)獨(dú)立畫一個(gè)概念圖;(2)在框架圖上填空,即給學(xué)生一個(gè)概念圖的框架,其中有些概念或連線是空的,要求學(xué)生把它補(bǔ)充完整;(3)組織概念卡片,即把某知識領(lǐng)域的重要概念寫在卡片上,讓學(xué)生分類、組織卡片;(4)評價(jià)概念間的聯(lián)系強(qiáng)度;(5)寫短文,而后由評價(jià)者根據(jù)學(xué)生的敘述來畫概念圖;(6)回答訪談?wù)叩膯栴},而后評價(jià)者根據(jù)訪談結(jié)果來畫出概念圖,等等。同時(shí)也可能給學(xué)生提出其他限制,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(guān)聯(lián)詞等。由于測驗(yàn)任務(wù)的不同,做答方式也會不同,在前兩種任務(wù)下,學(xué)生自己做答的結(jié)果就是一個(gè)概念圖,而在后四種任務(wù)下,需要由研究者或教師根據(jù)學(xué)生的回答或所寫的短文等,找出其中的關(guān)鍵詞以及它們之間的聯(lián)系,替學(xué)生畫出一個(gè)概念圖。學(xué)生的做答可以是口頭的或書面的,也可以通過計(jì)算機(jī)(網(wǎng)絡(luò))做答。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:評價(jià)其中的命題(數(shù)量、準(zhǔn)確性或橫向聯(lián)系)、層次水平數(shù)以及實(shí)例。Novak&Gowin提出了一個(gè)較為綜合的、針對成分的評分系統(tǒng)(見表1)。(2)參照標(biāo)準(zhǔn)的概念圖來評分:對比學(xué)生的和專家的概念圖,看它們之間的一致性程度如何。這種方法首先要確定一個(gè)反映理想的知識結(jié)構(gòu)的概念圖,研究者一般用學(xué)科專家、教師或優(yōu)等生的概念圖作為標(biāo)準(zhǔn),而后對比學(xué)生的概念圖與標(biāo)準(zhǔn)的概念圖。這種比較可以有不同的方法,Lomask等同時(shí)計(jì)算概念圖中的名詞和連線,名詞的計(jì)算是看專家的概念圖中的名詞有多大比例被學(xué)生提到,Lomask等將這個(gè)百分比分成5級:完全(100%)、大量(67—99%)、部分(33—66%)、少量(0—32%)、無(沒有提到任何相關(guān)名詞)。同樣,連線的強(qiáng)度也是看在專家概念圖中的必要的、準(zhǔn)確的連線中,學(xué)生提及的有多大比例,這個(gè)比例可以分為:強(qiáng)(100%)、中等(50—99%)、弱(1—49%)、無(0%)。綜合以上兩個(gè)方面,他們提出了以下評分標(biāo)準(zhǔn)(表2)。Goldsmith等人提出了“接近度”(closenessindex),用以測量兩個(gè)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(xué)生的概念圖,每個(gè)概念圖中都包含一定的結(jié)點(diǎn)(Nm,Nn)和連線(Lm,Ln),比較的步驟為:a.決定概念圖中的有效結(jié)點(diǎn)集合:N=Nm∪Nn。b.針對每個(gè)有效結(jié)點(diǎn)ni∈N,確定其直接連接的結(jié)點(diǎn),在專家和學(xué)生的概念圖中分別記為Hm(i))和Hn(i),計(jì)算這些連接中專家和學(xué)生的交集(l(i)=Hm(i)∩Hn(i))和并集(U(i)=Hn(i)∪Hn(i)),計(jì)算ni的相似性系數(shù):C(i)=|I(i)|/|∪(i)|。c.計(jì)算專家和學(xué)生的圖的相似度:(3)綜合前兩種評分方法:既評估概念圖中的成分,又參照標(biāo)準(zhǔn)的概念圖。White&Gunston提出了一種方法:通過計(jì)算被連在一起的“概念對”的數(shù)量來評估一個(gè)概念圖,這種連線可以是層次性的、橫向的或多方向的,根據(jù)學(xué)生的概念圖中與標(biāo)準(zhǔn)概念圖中相同的“概念對”的數(shù)量來給概念圖評分。如果某條連線是很有見地的,可以多加分,如果這種連線是無關(guān)的,就要倒扣分。概念圖作為一種測驗(yàn)工具,它的信度和效度問題還需要進(jìn)一步研究。另外,概念圖也可以作為教學(xué)策略來幫助學(xué)習(xí)者建立更整合的、更結(jié)構(gòu)化的知識。二、排列整理中的組合卡片排列法是另一種探查學(xué)習(xí)者的知識結(jié)構(gòu)的方法,它的基本思想是:讓學(xué)生對寫有各種概念的卡片進(jìn)行分組排列,如果學(xué)習(xí)者將某些概念放在一起,這就意味著這些概念在其知識結(jié)構(gòu)中具有更密切的聯(lián)系。這種方法比較簡單,不必花太多的時(shí)間去訓(xùn)練學(xué)習(xí)者,它更適于測查包含大量概念的知識的組織情況。用卡片排列法來測查認(rèn)知結(jié)構(gòu)的程序大致是這樣的:首先,確定測查內(nèi)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(jī)順序排列。這時(shí),就可以讓被試來排列卡片了。學(xué)習(xí)者要將卡片擺成幾堆,同一堆的卡片上的概念必須比不同堆卡片上的概念具有密切的聯(lián)系,而每堆擺多少張,一共擺多少堆,這些都由學(xué)習(xí)者自己作決定:在學(xué)習(xí)者擺完一遍之后,再要求他們檢查一下自己的排列方法,看有沒有需要調(diào)整的。如果有的概念學(xué)習(xí)者感到不熟悉,就把它們單獨(dú)放在一邊:在卡片排列完成之后,學(xué)習(xí)者還要為自己所擺的各堆卡片命名,說明自己這樣排列的理由。最后,評分者對各個(gè)學(xué)習(xí)者的排列情況進(jìn)行編碼分析,具體方法是:(1)將學(xué)習(xí)者的排列情況轉(zhuǎn)化成一個(gè)n×n的矩陣(n為測查中知識要素的數(shù)目),矩陣中某個(gè)單元對應(yīng)的兩個(gè)知識要素如果屬于同一堆,這個(gè)單元就計(jì)分為1,否則就計(jì)分為0。由于這個(gè)矩陣是對稱的,所以,只要考慮對角線的一側(cè)就可以了。(2)建構(gòu)“理想”的參照矩陣。事先讓研究者或?qū)W科專家來排列這些卡片,作為某種理想知識結(jié)構(gòu)的反映,按照上述方法將這種排列方法也轉(zhuǎn)化成矩陣,作為參照。(3)評分。Jong&Ferguson-Hessler提出了一種計(jì)分方法,先求出參照矩陣中計(jì)分為1的單元的總數(shù)(記為C1)以及其中記分為0的單元的總數(shù)(記為C0),然后對比學(xué)習(xí)者的矩陣與參照矩陣,將這個(gè)矩陣與參照矩陣對應(yīng)共同為1的單元的總數(shù)記為S1,1,將這個(gè)矩陣中為1而參照矩陣中對應(yīng)為0的單元的總數(shù)記為S1,0,則可以按照下面的公式來評價(jià)這個(gè)學(xué)習(xí)者的知識結(jié)構(gòu)與理想的知識結(jié)構(gòu)之間的一致性程度:C的值如果為1,則表明這個(gè)學(xué)習(xí)者的知識結(jié)構(gòu)與理想的知識結(jié)構(gòu)完全相同,如果C的值為負(fù)值,則表明兩種知識結(jié)構(gòu)相去甚遠(yuǎn)。如果學(xué)習(xí)者將所有的卡片都放在一堆中,C的值為0。三、相關(guān)概念的認(rèn)知另外,認(rèn)知結(jié)構(gòu)的測查還有一些其他的方法,比如詞語聯(lián)想法(wordassociation),即給學(xué)習(xí)者某學(xué)科中的一些重要概念,對于每個(gè)概念,在限定時(shí)間(如1分鐘)內(nèi),讓他們寫出由這個(gè)概念聯(lián)想起的所有的詞。在每兩個(gè)概念之間,學(xué)習(xí)者都可能會列出一些相同的詞,這可以確定每個(gè)概念與其他概念的相關(guān)程度。此外,Naveh-Benjamin等提出,畫圖、卡片排列、詞語聯(lián)想等方法都有一定的缺陷,如它們一般假定不同知識點(diǎn)之間的聯(lián)系是對稱的,過于看重與專家標(biāo)準(zhǔn)的比較,依賴于事后回憶等。他們提出了另一種方法——“順序分支技術(shù)”(OderedTreeTechnique),讓學(xué)生對某些概念多次排序,意義密切相關(guān)的概念要盡量鄰近。排序時(shí)可能會要求學(xué)習(xí)者從某個(gè)概念開始,以便使排序多樣化。而后,評分者可