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1、 DO I ： 10. 14082/j. cnki. 1673 1298. 2004. 07. 010 2004 年第 7 期 学科教育 （ Journal of Subject Education) No. 7 2004 。学科教育理论研宄。 概念图作为教学评价工具的发展 永刚 (北京师范大学生命科学学院，北京 100875) L 关键词 概念图；评价工具 ;教育测量 L 摘要 概念图在 20多年的发展中，作为教学评价和测量学习者学习水平的功能越来越引起人们的瞩 目。由于它作为评价工具有许多优点，在一定程度上弥补了传统考试的一些不足，而且有了量化的评分体系 , 这方面成为概念图研宄的一个热点
2、。 L 文献标识码 A 文章编号 1002-5308 (2004 )07- 43- 4 中图分类号 G 633. 91 概念图 （ concept map)是由美国康耐尔 大学的 Novak在 上 世 纪 70年 代 末 提 出 的 ， 逐渐被引入课堂，目前被广泛地应用于发达 国家的课堂教学和评价中。 1 4 1概念图就是 一种以科学命题的形式显示了概念之间的意 义联系，并用具体事例加以说明，从而把所有 的基本概念有机地联系起来的空间网络结构 图 糊。 建构主义学习理论认为学习是基于学习 者的经验进行意义建构的过程，可是这种学 习的效果和学习者的认知水平又如何评价？ 概念图不失为一种有力的工具
3、。许多研宄表 明，我们的大脑是按层级结构来组织知识的， 而概念图的形式恰与之相似。概念图能够反 映学生知识的组织状态，从而可以评价学生 有意义学习 （ meaningful learning)的效果。 11 Novak认为知识的本质即概念和命题，知识 建构就是相对较高水平的意义学习，建构某 一知识领域就好像盖一栋房子，砖石 、水泥石 就是概念和命题。 “ 概念好比构成物质的原 子，而命题好比是分子 ” 。概念和命题的数目 是相对有限的，而它们构成的知识是无限的。 一些研宄者认为，传统的客观题一般仅 能考查学习者对零散知识的理解和掌握的程 度，无法检测出学习者的知识结构、知识间 的相互关系等。
4、3而且以往的主观题容易造 成学生考前突击死记硬背，因此得到高分，考 完就忘记的弊端。把概念图作为评价工具可 以反映学生己有概念、把握知识特点、联系和 产出新知的能力；从学生所举的概念节点上 可获知学生对概念意义理解的清晰性和广阔 性。正是有了这 两大优点，概念图可以成为 有效的评价学生对某一知识领域认知水平的 工具。概念图评价学生的理解水平，其答案 往往是开放的不是唯一的。这有利于学生思 维的发散，有利于学生创造力的激发。同时 概念图又不是完全开放没有范围的，它有严 格、客观的评分系统，不会因人为因素造成对 分数的偏差。 3另外，学生在绘制概念图时 . 会自然地流露出认知的情感，会以各种各样
5、收稿日期 2003 11 19 43 2004年第 7期 学科教育 （ Journal of Subject Education) No.7 2004 的结构或连接词表达出来，因此概念图不仅 可 用 以 评 价 学 习 者 对 知 识 理 性 认 识 的 清 晰 性，同时也可评价其态度情感和价值观。 有人担心中学生可能不能掌握画概念图 的技术。 Novak(1983)在美国两所中学的 7 年级和 8年级 (相当于我国的初一、初二 )做 过概念图方面的研宄，结果表明这些学生成 功地画出了令人满意的概念图。他们的概念 图中各种要素 :节点、连线、层级和命题都达 到要求，除了横向联系以外。作者推断这
6、可 能因教学时有把知识孤立、割裂的弊端所致。 这也反映出概念图评价对 教学效果的反映很 敏感。 4 Novak(1983)把 7年级的学生的概念图 成 绩 和 他 们 的 SCAT的 成 绩 做 比 较 。 (SCAT是 美 国 有 些 州 官 方 教 育 机 构 为 评 价 初中学生学习水平而制定的标准化考试。 ） 他 将 学 生 样 本 按 照 SCAT 的 成 绩 高 低 分 成 4 组 ， 发 现 虽 然 总 体 上 说 SCAT成 绩 高 的 学 生 趋向于能够画比较好的概念图，但是所有 4 组学生中无论好或不好的学生都可以画很好 的概念图。根据计算，传统的标准化考试成 绩和概念图分
7、数的相关系数很低，这显示出 概念图所测查的能力正是传统测试或标准化 考试所无法测出的。这说明传统测试方法在 测试学生认知能力方面的限制。这种评价策 略可以扩大教育者可以使用的评价工具的范 围。 4 Kimberly M. Markham、 Joel J. Mintzes (1994)用概念图评价了大学动物学选修课当 中，生物学专业的学生与非生物学专业的学 生概念图的差异。在一所美国大学的海洋动 物学课里，学生有些来自生物学专业，有些来 自其他与生物学无关的专业。生物学专业的 学生中，有些是一、二年级的新生，有些是 4 年级甚至动物学方向的研宄生。所有这些学 生所学的课程、教师、学习材料、学习时
8、间、作 业任务完全一样，而且在同一课堂学习。在 他们接受了一定的概念图画法的培训和练习 之后，研究者让他们就海洋动物的分类和系 统演化画概念图。概念图的评分标准参照了 Novak的计分方法并做了一些改进。结果生 物学专业的学生概念图成绩显著优于非生物 学专业的学生，生物学专业的学生中，高年级 的学生概念图优于低年级学生。这为概念图 的效度提供了有力的依据，他们认为结果说 明概念图是一种有坚实理论基础，在心理学 方面经得起考验的工具，可以用来评价实验 和教学中的知识结构和概 念变化过程。 5 Ruiz Primo 和 Shavelson (1996 )对于概 念 图 在 科 学 教 育 评 价
9、中 的 运 用 做 了 深 入 研 宄，提出概念图的评价是 “ 评价任务 ” 、 “ 反应 方式 ” 和 “ 评分体系 ” 的综合体。根据这一观 点，作为评价工具的概念图是由以下三个部 分组成： （ 1)要求学生提供表明他们在某一领 域的知识结构的任务 （ task); (2)学生的反应 方式 （ response format); (3)将学生所绘的概 念 图 进 行 准 确 地 、 稳 定 地 评 定 的 计 分 体 系 (scoring system)。 61 1. 评价任务 概念图的评 价任务是多种多样的，如有 的要求学生在一张大纸上直接画出概念图； 有的给出己画好的概念图，要求学生在
10、给定 的 空 白 处 填 上 一 至 两 个 词 标 明 概 念 间 的 关 系 ;有的给出关于某一知识主题的短文，要求 学生用所给定的所有的概念构建一个层级式 概念图。为了对评价任务进行更简洁而又明 确的界定， Ruiz Primo和 Shavelson确立了 三个任务的变量 :任务要求 （ task demands)、 任务规范 （ task constraints)、 内容结构 （ con - tent structures)。 任务要求是指当学生在构建概念图时对 他们所做的要求，如在概念图中填空、构建一 个概念图、写一篇短文等。任务规范是指对 完成任务的一些约束条件，这些规范也是多 种
11、 多样的 。如 要求 /不要 求学生 在完 成任务 时使用所提供的概念或概念间的连接 ;允许 / 不允许学生在两个节点之间使用一个以上的 44 2004年第 7期 学科教育 （ Journal of Subject Education) No. 7 2004 连接 ;要求 /不要求学生共同构建概念图等。 内容结构是指针对于不同的具体的内容，应 该有相应的要求和规范，例如，如果所画概念 图的内容结构是有层次的，那么所绘出的概 念图就是层级式的。 2. 反应方式 反应方式是指学生所作出的反应，反应 的方式和给定的任务是密切联系的。同样 的，反应方式也包含三个变量 :反应形式 (re- sponse
12、 mode )、反应方式的特征 （ characteris- tics of the response format)、 绘图者 （ the m a p - per)。 反 应 形 式 是 指 学 生 的 作 答 是 用 笔 和 纸 呢，还是口头回答呢，还是用计算机产 生答案 呢，等。反应方式的特征根据任务的不同而 变化，通常适应于某种特定的任务。例如，如 果不提供任何概念而要求学生画一张图，那 么反应方式即为仅提供一张纸以及根据某一 具体内容绘图的指令，这种方法给学生的指 导 较少 ;如果任 务是 要求 学生 用所 提供 的概 念在一张己经构造好的框架图中填充缺少的 概念或者连接词，这种方法
13、给学生的指导较 多。不过根据 Maria等 2001的研究，在后者 方法中得到高分的学生却在前者的方法下显 示出这种缺陷。他们的结论是让学生构造概 念图比填充概念图能更好地反映学生的知识 结构。 8绘图者是指由谁来画图。大多数情 况下是由学生来画图，但是当概念图来自于 学生的文章或和学生的会谈，那么研宄者可 能就会训练教师或亲自来画了。 61 3. 计分体系 Novak对概念图测试的成绩计分方法被 认为是最有效的。他将层级式概念图分为四 种成分 :命题、层级、横向联系、例子。每个概 念图中正确的成分赋予一定的分数。其中每 一 个有 效的 命题 被赋 予 1分 ，每 一个有 效的 层 级被 赋予
14、 5分 ，每 一个 有效 且关 键的 横向 联 系 被 赋 予 10分 ， 等 等 。 在 Kimberly等 (1994)的工作中对这种计分方法做了 一些改 进，增加 “ 分支 ” 一项。他们认为分支代表了 知识领域中分辨能力的进步。第一级的分支 每 个 正 确 的 给 1 分 ， 更 次 级 的 分 支 每 个 3 分 5。但是在实际应用中，并非所有的成分 都会被采用，可能各种成分的组合都会出现。 总分越高表示对该领域的认知水平越高。不 同要素项的分数也可以反映学生某方面的能 力水平 5。 第 二 种 计 分 方 法 是 将 学 生 的 概 念图与相关学科知识专家的概念图相比较， 计算二者
15、互相重叠的部分，然后得到学生和 专家的概念图符合的百分比，百分比越大越 好 。 第 三 种 方 法 是 以 上 两 种 方 法 的 综 合 。 Novak建议用前四项计分 标准先给标准概念 图打分，然后将学生的得分除以标准概念图 的得分，最后得到一个百分数。如果学生做 得更好的话，可以得到超过 100%的分数 6。 综上所述，任务、反应方式、计分体系二 个炜度构成了概念图的评价技术。当对三者 内的不同变量进行组合时，数以千计的评价 技术将会出现，然而并不是每一种都可以使 用。 Ruiz Primo和 Shavelson认为目前尚没 有 一 种 认 知 理 论 可 用 来 确 定 哪 一 种 技
16、 术 更 好，因为这些技术和理论之间没有直接的联 系。他们认为有必要在我们如何评价知识结 构和我们对知识是如何组织的观点 之间建立 联系。有了这种联系，通过运用绘图技术所 获得的数据才能够提供对理论的实证性的评 价。 6 在概念图所应用的学科方面，主要是用 在科学课程上，特别是生物学、化学、地理学。 但也见到有把概念图应用在数学方面、教育 学领域的研究 。 Stanley C. Trent等 （ 1998) 以密歇 根州立大学选多文化 /特殊教育课 的 大学生为研究对象。他们让这些学生在学习 这门课刚开始就其中一个知识领域画概念图 (pre-map),在课程结束时就同一问题再画概 念图 (po
17、st-map)。 比较这两次概念图的分数 和特点， 他们发现二者有显著差异：后测的图 比前测的图概念数、交联数、深度、广度明显 45 2004年第 7期 学 科 教 育 （ Journal of Subject Education) No. 7 2004 增加 ;后测所出现的概念及其概念关系、结构 与课程联系更紧密。这种从前测到后测的变 化 反 映 了 学 生 头 脑 中 概 念 是 如 何 组 织 成 正 确、有效的形式的。 7 现在，如何更好地应用这个工具和在哪 些 方 面 更 适 合 应 用 它 又 成 为 最 新 的 研 究 热 点 。 概 念 图 还 有 许 多 有 待 进 一 步
18、研 宄 的 问 题 :如何有效地在短时间内让学生学会概念 图并且用它进行评价；如何进行画概念图前 的技术培训；概念图的各个要素的得分是否 反 映 了 学 生 某 方 面 的 认 知 特 点 等 等 2 。由 于它的特点，概念图评价用于小样本的评价 更合适，因为给一份概念图评分需要的时间 比判客观题甚至论述题所花的时间要多。 不论在中学还是高校，概念图都被广泛 地应用，而且近年来把概念图用于大学教学 方面的研宄报告越来越频繁地出现在教学刊 物上。最近概念图开始被介绍到我国，己经 有教育工作者在做初步的研宄，但是概念图 的评价功能还未见文献发表。 参考文 献 1 裴新宁 .概念图及其在理科教学中的
19、应用 J.全球教 育展望， 2001, (8):47 51. 2 徐洪林，康长运 ,刘恩山 .概念图的研宄及其进展 J. 学科教育， 2003, (3): 39 43. 3 李光洲 .介绍一种新型的物理题 构造概念图 J 学科教育， 1998, (9): 46 49. 4 Joseph D. Nokak, D. Bob Gowin, and Gerad T. Jo- hansen. The Use of Concept Mapping and Knowledge Vee Mapping with Junior High School Science Students. Sci- ence Ed
20、ucation, 1983, 67(5)： 625 645. 5 Kimberly M. Markham, Joel J. Mintzes. The Concept Map as a Research and Evaluation Tool： Further Evidence of Validity. Journal of Research in Science Teaching, 1994,31(1)： 91 101. 6 Maria Araceli Ruiz Primo and Richard J. Shavelson. Problem and Issues in the Use of C
21、oncept Maps in Science Assessment. Journal of Research in Science Teaching， 1996, 33(6)： 569-600. 7 Stanley C. Trent, Eugene Pernell, JR., Anne Mungal, and Robert Chimedza： Using Concept Maps to Measure Conceptual Changes in Preservice Teachers Enrolled in a Multiculture Education/Special Education
22、Course. Reme- dial and Special Education, 1998, 19(1 )： 16 31. 8 Maria Araceli, Ruzi Primo， Susan E. Schultz, Min Li, and Richard J. Shavelson. Comarison of the Reliability and Validity of Scores from Two Concept Mapping Techniques. Journal of Research in Science Teaching， 2001,38(2)： 260-279. Revie
23、w of concept map as an assessment tool in science teaching YONG Gang (Beijing Normal University, Beijing 100875， China) Key words： concept map； assessment tool； educational measurement Abstract： Concept mapping has become increasingly useful as an assessment tool for e v a l u a t e students grade in a knowledge domain. Due to its advantages and its scientific scoring system, its use of evaluating teaching level has become a new hotspot in teaching area. 46