劉榮玄，朱少平

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概念圖引導型構圖題的研究與實踐

劉榮玄，朱少平

（井岡山大學，江西吉安 343009）

概念圖用于學生學業(yè)評價在歐美國家非常盛行，在國內(nèi)也有非常好的發(fā)展前景．概念圖用于學生評價，文獻中出現(xiàn)過3種形式：C技術、S技術和F技術．基于這3種技術提出另一種新技術——概念圖引導型構圖題（簡稱G技術）．按照G技術的特點設計與之相應的填圖質量與整體效果評分方法，通過教學實驗檢驗G技術的測試區(qū)分度、難度、信度和效度，以及它與傳統(tǒng)題型共同組成考卷的測試區(qū)分度、難度和信度；檢驗G技術對學生學業(yè)成績的影響效果．結果顯示G技術具有較好的檢測效果，能促進學生學習；能促進學生學業(yè)成績的提高．因此發(fā)展G技術具有一定的教育價值．

概念圖；引導型構圖題；學生評價

1 問題提出

20世紀60年代美國康乃爾大學心理學家諾瓦克（Novak）和他的同事在研究兒童對科學概念學習時，依據(jù)奧蘇貝爾（Ausub）的有意義學習理論發(fā)明了概念圖（Concept Maps）[1]，隨后經(jīng)過12年的研究，他們提出概念圖可作為一種有效的評估工具[2]．1996年美國學者瑪利亞愛瑞斯麗和理查德曬爾森（Maria Araceli Ruiz-Primo & Richard J. Shavelson）等人首次提出概念圖可作為一種替代性的評價工具，應用于學生學業(yè)評價領域[3]，而今概念圖已成為歐美國家一種非常盛行的學生評價工具．

概念圖評價在中國的發(fā)展相對滯后．20世紀90年代概念圖才開始傳入中國[4]，此后才開始有學者致力于概念圖的研究，隨后10年，也只有4篇介紹性的論文在國內(nèi)刊物上發(fā)表．進入21世紀，隨著社會轉型和教育變革，傳統(tǒng)教學方式難以滿足人才培養(yǎng)的需要，概念圖才開始受到教育界的高度關注，有關概念圖的學術論文也逐年遞增，截至2015年12月，以“概念圖、教學”為關鍵詞，可在CNKI上檢索到與教學有關的文獻409篇，如：文[5]探究了利用概念圖理清概率統(tǒng)計知識脈絡，提高教學效果；文[6]利用概念圖探討了美國數(shù)學課程概念體系的特點，由此對中國數(shù)學課程建設提出了建議；文[7]探索了數(shù)學概念圖評價的一些程序性問題；文[8]研究了概念圖在評價數(shù)學概念性理解的效果．在所檢索的文獻中有關概念圖評價的有十多篇,但多數(shù)是缺乏客觀事實證明的主觀思辨，難以推廣應用；關于概念圖評價技術，到目前為止文獻中介紹過3種，即C技術、S技術和F技術，而這3種技術有的還不完全適合于學生的終結性評價，如C技術，因此概念圖評價手段單一；在應用領域方面，多數(shù)研究是基于化學、生物和醫(yī)學等學科，在數(shù)學方面的應用研究較少，只有王兄、曹學良為數(shù)不多的學者探究過概念圖在數(shù)學教學中的應用[5，7]．上述這些因素都是影響中國概念圖評價發(fā)展的瓶頸．為豐富概念圖評價技術，拓展其使用范圍，促進概念圖評價在中國的發(fā)展．這里提出另一種新的概念圖評價技術：概念圖引導型構圖題（簡稱G技術），并在數(shù)學教學實驗中，檢驗G技術的檢測效果和對學生學業(yè)成績提高的影響，以證明其教育價值．

2 教學實驗

2.1 實驗對象

課題組選擇井岡山大學2015級會計專業(yè)兩個本科班共122人為實驗對象，其中男生56人，女生66人．這兩個班有一個相對負責的班主任，班風學風較好，具備了較好的實驗條件．兩個班的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程教學，均由一個經(jīng)驗豐富有二十多年高教教齡的朱老師擔任．

2.2 概念圖引導型構圖題

文獻調研可知，概念圖用于學生評價有過3種題型，最初是創(chuàng)造型構圖題：提供系列概念，學生自構連接語構建概念圖（construct a map with created linking phrases），簡稱C技術．由于這種構圖限制少，自由度大，學生建構的概念圖形式多樣，這給評價者評分帶來較大的困難，也影響了評分的客觀性．后來Ruiz-Primo等創(chuàng)造了選擇填圖題：提供系列概念和連接語，學生從中選擇合適的概念或連接語填入圖中的空缺處（construct a map with selected concepts or linking phrases），簡稱S技術．評價者按照學生所填概念或連接語的正確與否評分，這種評分簡單快捷，相對客觀[9]．但S技術給應答者提供了相對多的答題信息，這種提供也許束縛了學生的作答思維，窄化了評價對學生的引導作用．2006年國內(nèi)學者王立君和顧海根又提出了填空型概念圖題：提供帶有空白點的標準概念圖，學生自構概念和連接語填入圖中空白處（fill in the map），簡稱F技術．評價者按照填圖質量評分[10]．這種題型也易于評分，能引導學生加強對概念的記憶和理解，重視概念間的關系．但這種題型對學生的創(chuàng)新能力、知識結構和情感態(tài)度的檢測效果不甚理想．這里在分析上述3種技術優(yōu)劣的基礎上提出另一種新技術——概念圖引導型構圖題（construct a map in guide of the concept map template）簡稱G技術：即評價者為被試者提供一張帶有提示的概念圖模板，要求學生自選概念和自構連接語，構建概念圖．例如給出概念圖模板圖1，要求學生選擇恰當?shù)母拍钐钊敕娇蛑?，自構連接語填入帶指向的橫線上，使之成為完整的概念圖．參考答案如圖2．顯然這種題型其答案不是唯一的，學生可根據(jù)自已的個性和知識基礎，構建有別于圖2的概念圖．G技術與C技術有相似之處，都是構圖，但G技術需要學生記住學過的概念，從記憶中選擇概念填入模板．記憶概念和理解概念是對學生的基本要求，也是學生深入學生的基礎．G技術與F技術也有類似之處，都要求學生自構概念或連接語完成概念圖構建任務，但G技術需要學生整體把握知識體系，從體系中提取信息，重組概念，形成知識結構．學生整體把握了知識體系，才能發(fā)揮創(chuàng)意，進行知識遷移，重組知識來解決面對的實際問題，這是人才培養(yǎng)對教學的基本要求．因此從G技術的應答要求來看，這種技術能促進學生的學習和個性的培養(yǎng)；能促進學生的能力和素質的培養(yǎng)．

圖1 帶提示的概念圖模板

2.3 引導型構圖題評分方法

概念圖評價的關鍵是評分方法及其科學性，因此評分方法的研究受到國內(nèi)外學者的高度重視．1984年概念圖的發(fā)明者Novak和他的同事Gowin首次提出評價概念圖的標準是：每個有效連接記1分；每個有效的層級記4分；每個正確的橫向連接記10分；每個正確的例子記1分[11]．這個標準比較適合于評價學生就某一領域的知識構建的概念圖．1992年Lomask又提出了標準圖評分法，即根據(jù)圖中的概念數(shù)和概念間的連接強度評分[12]，此評分標準較適應于S技術和F技術這種概念圖填圖試題的評分．1994年Markham根據(jù)概念圖的6個組成部分，提出了另一種新的評分方法[13]．這種方法是Novak和Gowin評分法的拓展．2009年Gregoriades等人提出的評分標準是：從圖的3個方面給概念圖評分，即圖的整體性、相關性和存在性[14]，該標準較適應于C技術構圖題的評分．此外，還有學者提出了其它的評分方法，比如只按圖中連接語的數(shù)量和質量評分，根據(jù)圖的結構和質量評分．那么G技術試題如何評分，才會使其擁有較好的檢測信度、效度、區(qū)分度和難度呢？

G技術構圖題為學生提供了帶有提示的概念圖模板，如圖3所示，圖3模板提示學生要建構的概念圖以隨機變量為核心概念，有5個層次，若干條分支，需要自主選擇8個概念，自構若干個連接語，填入模板中．圖中沒有標明橫向連接，是因為橫向連接難以確定，有些基礎扎實、想象力豐富的學生構建的橫向連接會超出標準答案，甚至有些喜歡求新求異的學生創(chuàng)建的橫向連接超出老師的想象．由學生從圖中尋找出橫向連接并標上連接語也是對學生創(chuàng)新水平的檢測，因此在設計評分標準時對學生圖中的橫向連接是酌情評分．根據(jù)G技術構圖題的這些特點，借鑒先哲們的概念圖試題評分方法，課題組設計了G技術題型的評分標準，即按概念圖的填圖質量和圖的整體效果評分，具體評分標準如表1所示．表1是以圖3引導型構圖題模板為參照設計的評分標準，該題也是實驗班期中測試卷中的一道G技術構圖題，滿分20分．

圖3 引導型構圖題模板

表1 G技術構圖題評分標準

2.4 教學實驗

實驗老師采用傳統(tǒng)教學與概念圖教學相結合的方式為兩個實驗班授課，具體教學過程如圖4．通過這種教學讓學生掌握概念圖知識，理解它的作用和意義，學會概念圖制作，養(yǎng)成使用概念圖的習慣，以利概念圖評價教學實驗．

圖4 傳統(tǒng)與概念圖教學

學期中，學生已經(jīng)經(jīng)過了較長時間的概念圖訓練，具備了概念圖評價的基礎，于是老師在實驗班的期中測試卷中采用了概念圖試題和傳統(tǒng)試題，考卷第一題為G技術構圖題，即老師向學生提供帶提示的概念圖模板，如圖3，要求學生自選概念和自構連接語構建概念圖，滿分20分；考卷第二、三、四題分別為傳統(tǒng)填空題、選擇題、計算題，共80分，老師按照表1的填圖質量與整體效果評分法評判概念圖試題，按傳統(tǒng)評分法評判傳統(tǒng)試題．

3 實驗結果

3.1 概念圖引導型構圖題的相合性

在統(tǒng)計學生期中測試成績中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)題得分高的學生概念圖題得分也高，傳統(tǒng)題得分低的學生概念圖的得分偏低，因此概念圖引導型構圖題與傳統(tǒng)題型的檢測效果相當．經(jīng)過計算該次測試學生概念圖平均分的四倍為63.2分，傳統(tǒng)題平均得分為61.4分，學生概念圖得分的標準差3.68，傳統(tǒng)題得分的標準差4.02，說明G技術能夠縮小高分組學生與低分組學生成績間差距．

3.2 概念圖引導型構圖題的難度和區(qū)分度

將學生期中測試成績分別代入難度公式和區(qū)分度公式，所得數(shù)據(jù)見表2．從表2可知G技術擁有較好的難度和區(qū)分度，且與填空題和計算題的難度和區(qū)分度接近，這是因為G技術與填空題、計算題存有許多相似之處，具有等效功能．G技術與選擇題的難度與區(qū)分度相差較大，這是因為選擇題帶有較大的猜測，不能完全反映學生的真實水平．所以按照填圖質量和整體效果評分法評分，G技術與傳統(tǒng)測試題一樣，能較好地測量出學生的學習水平，能較好地區(qū)分學生成績的優(yōu)劣．

表2 成績統(tǒng)計

3.3 概念圖引導型構圖題的信度和效度

信度：信度是指同一測驗對同一組被試，施測兩次或多次得分的一致性程度[15]，反映測量結果的可靠性，信度越高誤差就越小，可靠性就越高．該次期中測試中的G技術有20個以上得分點，按照表1填圖質量和整體效果評分法評分，G技術的檢測信度為0.78．G技術與其它試題組成的期中測試卷的檢測信度為0.74．將學生的期中測試成績代入題目信度估計公式，（為卷中題目數(shù)，為題目間相關平均數(shù)），得到期中測試同質信度為0.72．由此可知按照填圖質量和整體效果評分的G技術擁有較好的信度，與傳統(tǒng)試題間具有良好的一致性．

效度：效度（validity）是指測驗能夠測出它所欲測特質的程度,包含邏輯效度、效標關聯(lián)效度、結構效度等[15]，它反映測量結果的有效性或準確性，是評價手段科學與否的重要指標．為了尋求G技術的效度，將學生期中測試G技術的得分和傳統(tǒng)題的得分成對地代入積差相關系數(shù)公式，求得相關系數(shù)為0.401，從而可知學生G技術成績與傳統(tǒng)題成績的相關程度達到了極其顯著的水平．說明按照填圖質量與整體效果評分的G技術與傳統(tǒng)題的測量是等效的，因此G技術可以成為測量知識的工具．另外，從個別試題的相關性上也能印證這一事實．從表3可知，G技術與選擇題得分的相關系數(shù)偏低，沒有達到顯著性水平，這是因為選擇題猜測影響較大所致．G技術與填空題、計算題得分的相關程度達到了極其顯著的水平，說明它們高度線性相關，檢測學生學習水平的效果趨同．

表3 概念圖引導型構圖題與其它傳統(tǒng)試題得分相關系數(shù)

說明：**表示顯著性水平<0.01，查相關系數(shù)顯著性臨界表可知0.01(120)=0.234

3.4 概念圖引導型試題的預測效果

G技術有較為顯著的預測效果．將學生期中測試G技術的得分與填空題、選擇題、計算題的得分成對地代入線性回歸系數(shù)、回歸平方和、誤差平方和公式，得到表4數(shù)據(jù)．表4中的回歸分析數(shù)據(jù)表明，G技術對填空題、計算題達到了極其顯著的預測效果，對選擇題沒有達到顯著的預測效果，這可能因為選擇題不能完全反映學生真實水平的緣故．

上述實驗結果顯示，G技術具有較好的檢測信度、效度、難度、區(qū)分度和預測效果，是評價學生學習的好題型，從而能促進學生的學習．如果這種技術不僅有好的檢測效果，還能促進學生的學業(yè)成績提高，那么更能顯現(xiàn)它的教育價值．

3.5 概念圖引導型構圖題對學生學業(yè)成績的影響效果

學期末兩個實驗班的學生參加學校組織的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》統(tǒng)一考試，研究者對朱老師所教的兩個實驗班和另兩個普通班（財務管理1、2班，共116名學生）學生的期末成績進行了統(tǒng)計分析和檢驗，數(shù)據(jù)見表5．

表5數(shù)據(jù)的實驗結果是：在相同教學時間、教學內(nèi)容、教學水平（同一個老師）、教學評價和知識基礎趨同（會計、財務專業(yè)相近）的情況下，實驗班學生的期末平均成績高于普通班，標準差略小于普通班．在顯著性水平下，實驗班與普通班學生的平均成績存在顯著差異．從全校來看，平均成績?yōu)?5.7分，標準差是6.23，都不如實驗班（但因被試條件相差較大，只能作參考）．因此G技術對學生的學業(yè)成績提高具有促進作用．

表4 概念圖引導型構圖題與其它試題預測回歸分析

說明：，自變量x為第個學生概念圖引導型構圖題的得分，因變量是對第個學生第題的預測得分．

表5 實驗班與普通班顯著性t檢驗統(tǒng)計

4 實驗總結

（1）概念圖引導型構圖題具有較好的檢測效果和成績預測效果，從而促進學生學習．

實驗結果顯示G技術與傳統(tǒng)試題的檢測結果具有相合性，它的檢測信度、效度、難度和區(qū)分度都達到了較高的水平，因此G技術具有較好的成績檢測效果，是檢測學生學習成績，促進學生學習的好題型．這是因為：從比較來看G技術有其檢測的優(yōu)點．現(xiàn)行使用的概念圖檢測技術有C技術、S技術、F技術．C技術不限制圖形結構，學生可根據(jù)自己的想象和習慣設計不同類型的概念圖，比如層級型、輻射型、線型或網(wǎng)絡型，再根據(jù)自己的知識基礎完成概念圖制作；也不提供連接語，由學生自構連接語構圖．由于這種技術限制少，受學生答題的主觀能動性影響大，評分較為困難，且容易受主觀因素的干擾．再者這種技術對學生的獨立能力和創(chuàng)新能力有過高的要求，有些學生難以完成制圖任務．因此這種技術不適合用于學生的終結性考試和大規(guī)模的測試，但非常適合于學生的形成性評價．S技術既有填空題的特點，又有選擇題的意味，但對學生的知識記憶和理解的檢測效果不佳，也不利于學生應答思維的發(fā)揮[9]，影響檢測效果．F技術克服了前兩種技術所遇到的一些問題，整合了前兩種技術的一些優(yōu)點，評分方法簡單多樣[10]，但對學生的知識結構，創(chuàng)新水平和學習情感難以檢驗，使檢測效果受到影響．而G技術是在分析研究上述3種技術優(yōu)缺點的基礎上提出的，是上述3種技術的完善，也是上述3種技術的拓展．它對學生制圖既有限制，又較為寬泛；既有能力的要求，又給出了答題引導模板；既要求對知識的記憶和理解，又提供了答題提示；既要求掌握知識點，又要求把握知識結構．而且這種題型在檢測學生智力因素的同時還可檢測到學生的非智力因素．因此G技術有相對全面的檢測功能、技術相對合理，具有較好的檢測效果．其次從G技術的題型結構和應答技術來看，該題型為學生提供了概念圖模板，只需要學生聯(lián)想出恰當?shù)母拍?，思考出合適的連接詞填入模板中合適的位置．這種題型應答技術簡單，學生容易操作．但是對學生的知識基礎、掌握知識的熟練程度、理解知識的深度和廣度，以及對學生的思維能力和整體把握知識體系的能力都是一次全面的檢測．由于技術簡單，容易操作，因此學生答題時幾乎不受外界因素干擾，完全憑借自己的平時學習積累、知識管理和綜合能力答題，提高了檢測的準確性．再次從G技術的解答要求來看，它適應于不同先前知識基礎的學生解題，也方便老師評分，并且這種評分受主觀因素干擾?。@些也許是G技術具有較好的檢測信度、效度、難度和區(qū)分度，具有較好檢測效果的原因．實驗結果顯示G技術有較強的成績預測能力，這主要因為它的檢測功能相對全面，檢測效果好所致．

（2）概念圖引導型構圖題能促進學生的學業(yè)成績提高，從而促進教學．

實驗結果顯示，實驗班學生的平均成績好于普通班，通過顯著性水平檢驗，兩類班的平均成績存在顯著性差異．其可能原因是：首先，從G技術內(nèi)容和答題要求來看，它能檢測學生整體把握知識體系的能力；檢測學生以聯(lián)系的方式記憶知識的水平，以及對概念及其關系的理解程度；檢測學生的認知結構和創(chuàng)新意識；甚至還可從學生繪制的概念圖中檢測到學生的學習情感和態(tài)度．因此這種題型能引導學生在平時學習中養(yǎng)成好的習慣、注重概念產(chǎn)生的背景和內(nèi)涵、掌握概念的外延和概念間的關系，引導學生自覺探尋概念的遷移，與其它領域知識的關系，將新舊知識合理組織成知識結構．其次，從試題本身來看，這種題型為學生提供了一種新的學習方法．學生可借用概念圖將自己大腦中的碎片化知識網(wǎng)絡化，以利于對知識的管理，提高對知識的記憶；老師可根據(jù)學生概念圖了解學生對概念的理解、掌握程度，以及學生的創(chuàng)新意識、學習情感和態(tài)度，不斷調整自己的教學方案，改進教學，使自己的教學風格與學生的聽課期望逐漸趨于吻合．這些也許是G技術能促進學生學業(yè)成績提升的原因．

綜上撰述，實驗結果和理論研究都認為G技術具有較好的檢測效果，從而促進學生的學習，能促進學生的學業(yè)成績提高，從而促進教學．不僅如此，其教育價值還可體現(xiàn)在：首先，G技術適合于各種類型的學生評價．G技術既可用于學生的終結性考試，也可用于學生的形成性評價．將它用于學生的形成性評價能培養(yǎng)學生以聯(lián)系的方式記憶和理解知識的習慣；培養(yǎng)學生平時養(yǎng)成整理知識，將零散知識結構化、圖形化，組成知識結構的良好做法；培養(yǎng)學生積極思考問題，創(chuàng)造性地運用知識解決問題的能力．學生有了這種習慣、做法和能力，對當下的學習、以后的成長和將來的發(fā)展都是有益的．其次，G技術施測靈活．施測者可根據(jù)實際需要調整G技術的內(nèi)容，比如增加概念列或連接詞供學生選擇．這時G技術可實現(xiàn)計算機自動閱卷．計算機閱卷可減少人為因素的干擾，提高檢測的準確性、客觀性和閱卷速度．就此而言G技術又可用于社會上的大規(guī)模考試，比如公務員考試，上崗證書考試等．因此G技術具有較好的推廣價值和發(fā)展前景．再次，G技術是現(xiàn)行3種概念圖評價技術的補充，發(fā)展G技術，可豐富概念圖評價手段，有利于促進概念圖評價走向實踐，實現(xiàn)學生評價方式多樣化，促進學生學習．因此無論是課堂檢測，還是課外檢測，學校檢測還是社會上的檢測，G技術都有用武之地，是一項有教育價值的評價技術．

必需指出的是概念圖評價技術也像其它評價技術一樣有其缺陷和優(yōu)勢．其缺陷是：概念圖試題不能考察學生在知識情景中運用知識解決實際問題的能力，特別是復雜的問題，因為這類問題的解決需要認知重組技術，而概念圖試題主要是用來檢測學生對陳述性知識的記憶、理解、遷移和拓展，不適用對程序性知識的檢測．其優(yōu)勢是：概念圖試題能彌補傳統(tǒng)試題的不足．傳統(tǒng)試題只能檢測學生對零散知識的掌握情況，難以檢測學生的知識結構，而G技術能有效地檢測學生的知識結構；概念圖試題既可應用于數(shù)學學科，也可應用于物理、生物等學科，凡是擁有許多概念的學科知識都可使用概念圖試題，G技術可看作是傳統(tǒng)歸納題的一種改正，只是形式上更為凝聚；概念圖試題適合于考察與舊知識有較強對比性的新知識，比如隨機事件與隨機變量，概率與統(tǒng)計等；概念圖試題還能考察學生的學習情感、態(tài)度和創(chuàng)新意識．比如G技術構圖，這是一種藝術，繪圖時學生會自然而然地將情感、態(tài)度流露在圖中，從而老師可因勢利導．因此合理使用G技術，就能充分體現(xiàn)其教育價值．

發(fā)展G技術評價，豐富概念圖評價手段，實現(xiàn)概念圖評價與傳統(tǒng)評價的融合，相輔相成，施測于學生，有利于提高學生評價的客觀性、準確性、全面性和科學性，有利于發(fā)揮評價的激勵、引導和促進作用，有利于提高教學效果．

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[責任編校：周學智]

Research and Practice on the Composition Problem of the Concept Map Guiding

LIU Rong-xuan, ZHU Shao-ping

(Jinggangshan University, Jiangxi Ji’an 343009, China)

The Concept map was very popular in Europe and the United States for students’ academic evaluation and also had a very good development prospects in our country. There were three forms: C technology, S technology and F technology in the literature for students’ evaluation by Concept map. In this paper another new technology—the Concept map guided Composition problem (G technology) was proposed based on these three technologies. The mapping quality and overall effect of the scoring method were designed according to the characteristics of G technology. The test discrimination, the degree of difficulty, reliability and validity of the G technology and the test discrimination, difficulty and reliability composed with traditional questions were tested according to the teaching experiment, also the effect on students’ academic achievement. It was showed that there was a good detection effect and performance prediction ability of G technology which could promote students’ academic performance. Therefore, there was some education value of the development of G technology.

concept map; guided composition problem; students’ evaluation

G424.1

A

1004–9894（2017）02–0086–06

2017–01–08

江西省教育科學“十三五”規(guī)劃課題——以提高綜合素養(yǎng)為目標的概念圖與思維導圖教學的實證研究（16ZD026）

劉榮玄（1960—），男，江西吉安人，教授，主要從事概念圖教學與研究．