ICI学术║概念图怎么用才有效？王哲老师团队的实验研究告诉你

近年来从幼儿园到大学思维导图和概念图被奉为“神奇”的学习工具相关书籍、讲座、工作坊满天飞学生动不动就被要求画个鱼骨图、树形图等等的思维导图
然而学生画出了思维导图和概念图是否意味着学生学到了？有哪几种思维导图和概念图的学习策略？到底思维导图和概念图在教学中怎么用才有效？让实验研究来告诉你！

最近，课程所王哲老师的研究团队在SSCI期刊《Educational Psychology》上发表《概念图学习策略对化学学习效果的影响》。比较了三种不同的概念图学习策略对学生理解科学概念的有效性。研究发现，概念图翻译这种学习策略更有利于学习者对科学概念的深度理解，值得在课堂教学中进一步实践和应用。

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王哲 副教授华东师范大学课程与教学研究所

下面，让我们一起来了解“什么是最有效的概念图学习策略”。

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什么是概念图？

概念图是一种促进有效教学的“先行组织者”，由美国康奈尔大学的诺瓦克教授基于奥苏贝尔的同化学习理论提出的一种知识表征工具。概念图是由概念和概念之间的连接词（标签）构成，呈现出“概念-连接词-概念”的命题结构。

概念图可以帮助学生追踪自己的学习进程，有效提升学习者的认知参与度，促进学生对科学概念的深度理解。因此，在教学过程中，绘制或者学习概念图被认为是一种促进学生深度学习的有效教学策略。国内外已有大量的教育心理实证研究表明概念图可以促进知识的记忆保持与迁移运用的学习效果，提高学生的概念理解水平。

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为何选择三种不同的概念图学习策略？

概念图存在不同的呈现形式和使用方法。在教学过程中，有些教师会直接使用完整的概念图，而有些教师会使用缺少概念或者连接词的概念图让学生进行填空。对于何种形式的概念图更有利于促进学生的认知参与度，提高学生理解科学概念的水平，目前还没有一致的研究结论。

王哲老师的研究团队在真实的化学课堂情景下进行随机实验设计，比较学习者在三种不同的概念图学习策略（a.用自己的语言翻译完整的概念图；b.在不完整的概念图中填充概念；c.在不完整的概念图中填充标签）下对化学概念“焓”的理解程度；在真实课堂情境中探究何种概念图学习策略下学习者的学习效果最佳，以最大化地利用概念图这个学习工具。

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实验设计

在一节大学化学基础课上，212名大学生随机分配到三个实验组：

• 概念图翻译组的学生将收到一份完整的概念图并要求用自己的语言来翻译概念图；

• 概念填写组的学生将收到一份缺失概念的概念图并进行填空；

• 标签填写组的学生将收到一份缺失连接词的概念图并进行填空。

概念图是由此课程的化学专业教师编制的，描述了本周已学习的化学概念“焓”。完整的概念图包含了10个概念和12个连接词（见下图）。

概念填写组和标签填写组收到不完整的概念图则分别是缺失概念或缺失连接词的概念图。三个实验组的被试在完成概念图的翻译和填空之后，将接受一项针对“焓”这个化学概念的理解测验（包含选择题和开放性试题）。

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研究结果

实验研究发现，概念图翻译这项学习策略更加有效：概念图翻译组的概念图质量显著预测了理解测验中开放性试题的成绩，而且概念图翻译组对化学概念“焓”的理解程度显著优于概念填写组和标签填写组。在翻译完整的概念图过程中，学习者需要对概念和概念之间的联系进行自我解释，不仅能够提高学习者的认知参与度，也更有利于促进学习者对科学概念的深度理解。

此外，王哲老师的这项研究是基于没有先验知识背景的学生，如果学生已经对所学概念有所了解，那么概念图的学习效果可能就会不一样了。

概念图翻译组的学习时间显著高于概念填写组和标签填写组，而答题时间显著低于概念填写组和标签填写组。虽然传统理论认为，概念填写和标签填写也同样会提高认知参与度（建构式学习），但是由于在此实验下并没有对学生所填写的结果给予适时适当的反馈，因而导致的困惑可能会增加学生的认知负荷。

王哲老师研究团队不仅验证了概念图对学习者理解科学概念具有促进作用，而且进一步探究了三种不同的概念图学习策略的有效性，为在课堂教学中如何更有效地利用概念图提供了基于实验结果的科学依据。

罗马不是一天建成的课堂教学的发展有赖于一个个严谨的研究！课程所各位同仁愿与同行学者和专家在科学严谨的基础上踏实推进“为学生、为课程、为未来”的伟大事业！
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