概念图评价研究_概念图评价

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概念图评价研究

Goldsmith和Johnson（1990）描述理想评价应该具备四个特征：客观的、可信的、受作答情景影响最小的、能够捕获被测知识的结构特征。传统的评价方式无法检测学习者的知识结构。现在国际教学界正在研究讨论一种新的“构作概念图”试题,希望以此来弥补评价模式的不足。构建概念图已作为生物学高考尝试使用的新题型,高考生物学试题的形式一般是给出一个不完整的概念图,要求考生根据所学的知识给予补充。（2004年全国卷三30题、2004年江苏卷37题、2004年广东卷33题等都出现这种新题型）

那么，究竟什么是概念图呢？概念图（Concept Map）（见图1）是美国康乃尔大学的诺瓦克（J.D.Novak）博士根据奥苏贝尔(David P.Ausubel)的有意义学习理论在上 60 年代提出的一种教学技术。Novak 教授认为，概念图是某个主题的概念及其关系的图形化表示，概念图是用来组织和表征知识的工具。有人也这样定义概念图，概念图是指围绕特定主题创建知识结构的一种视觉化表征。

对于概念图的组成成分说法不一，这里我们采用节点、连线、连接语、命题、层级的构成说法。“节点”表示概念, 这里的概念泛指感知到的同类事物的共同属性, 它可以表征为学科概念、原理、信息等；“连线”表示概念间的意义联系, 并用箭头表指向;“连接语”指在连线上用于标明两概念间关系的字、词、符号或短语；“命题”是两个概念之间通过连线、连接词而形成的概念、原理的更深层意义关系;“层级”(或类型)是概念的展现方式, 它可以是线型、层次型、辐射型及网络型（见图2）。

概念图的功能有很多，评价功能是概念图的重要功能。运用概念图作为评价工具是需要遵循以下指导思想：

（1）以认知同化理论为指导

概念图以奥苏贝尔的认知同化理论为其理论基础，其组织结构类似于人类头脑中的语义网络结构。认知同化理论认为新知识的获得主要依赖认知结构中原有的适当观念，必须经过旧知识的相互作用，这种相互作用的结果导致了新旧知识的意义同化。认知同化理论认为新旧知识之间有 3 种关系：下位关系、上位关系和并列关系。要想发生有意义学习，新旧知识之间必然会产生上述某种关系。学生能否习得新信息，主要取决于以下 3 个变量：①学生认知结构中是否具有 1

与新知识建立联系的有关观念；②新旧知识之间的区别度；③认知结构中起固定点作用的观念的稳固程度。

（2）重视知识之间的联系

Novak研究发现学习者所制作的概念图与学科专家制作的概念图的差别主要体现在概念与概念之间的横向联系上，同时概念之间的联系是学生学习效果的一种重要体现：从认知同化理论来看，学习的过程就是新旧知识不断产生联系的过程，新旧知识之间的联系越多，产生有意义学习的可能性就越大；从记忆过程来看，在概念之间产生联系的过程就是对知识进行精细加工的过程，是增加记忆效果的过程；从知识的提取来看，概念之间的联系越多，在回忆时获得的记忆线索就越多，提取的可能性也就越大。

（3）重视个性化知识

利用概念图对学生的认知水平和知识结构进评价时，由于不同学习者头脑内的知识结构各不相同，其表达的方式也各有差异，因此概念图的答案形式往往非常灵活。他们个性化的连接不仅体现出学生的知识结构，也发挥了学生的创造性。在评价过程中尊重学生作品的差异性，以灵活而可靠的方式来对概念图进行评价。

概念图有多种评分方法，主要分为两类:

第一类：以 Novak 为基础的概念图评价指标体系

Novak从概念图的 4 个方面进行计分：（１）对每个有效连接记 1 分；（２）对每个有效的等级水平记 5 分；（３）对每个既有效又重要的横向连接记 10 分，对有效但没有体现系列相关概念或者命题间综合联系的横向连接记 2 分；（４）对每个例子记 1 分。Novak建议请学科专家建立一个标准概念图，用前四项计分标准打分，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。如果学生做得好的话，可以得到超过100％的分数。

Novak 给出了概念图评分标准之后，许多研究者对其指标体系进行了部分改变，呈现出概念图记分的多种方法。如 Markham以概念图的 6 个方面计分：每个概念记 1分，每个有效连接记 1 分，分支得分按照分支的精确度计分（每个分支记 1分，每个成功的分支记 3 分），每个水平的等级层次记 5 分，每个横向连接记 10 分，每个实例记 1分。Rice以命题正误对概念图记分，它

将概念图分为 4 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 5 分，每一个有效且关键的横向联系被赋予10 分，等等。Austin按照连接的质量评估概念图分数，对质量最高的连接记 3 分，较好的记 2分，有一定意义的记 1 分，完全不正确的记 0 分。

Novak 等对概念图的计分方法被认为是非常有效的。但是也存在以下问题：每个概念图都必须具有一个根节点，限制了学生创造性的发挥；对于各个项目的累积计分使计分工作十分繁杂，在评价结构复杂的概念图时可操作性较差；概念图的得分比较分散，使评价结果的分析与处理难度较大。

第二类：其它概念图评价指标体系

Kimberly 等提出一种计分方法是请相关学科知识专家绘制一个详细的概念图作为标准概念图，比较学生的概念图与标准概念图，计算二者互相重叠的部分，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。这种方式的实质是将概念图转化为其所包含命题，计算学生所绘制的概念图中的命题占标准概念图中所包含的命题的比例。该评价方式中创建标准概念图的观点具有一定的创新性，但是其评价内容过于单薄，操作难度较大，因此在实践过程中很少得到应用。Cicognani为特定概念图提出了 4 种评定参数：语义内容评分、组织结构评分、节点选用数目、关联边数目。前两种分析参数主要针对不同边进行归类与打分，并以此来计算信息节点的关联参数与属性参数。后两种分析参数是在计算概念图评分时考虑的常规参数，其中节点选用数目是指与其它节点含有关联边的非孤立节点数。这种方式对于概念图的评价具有一定的参考价值和指导意义。

上面所描述的概念图评分体系，可以用于限定性清单构图题和非限定性清单构图题。概念图题的形式有许多，下面我们就来由易到难地展示一下。

（1）读图题

老师事先制作好一张标准的概念图，在图中的几个节点和连线处进行错误设计，要求学生认真读图，找出其中的错误，并选择恰当的概念或连接词语予以替换。此类题目相当于传统题型的判断改错，可以用来检测学生对所学知识的记忆理解和准确把握程度，它比传统试题更简洁、更形象更能使学生产生联想。

（2）填空题

老师制做好标准概念图，在图中留出空白点，并给出概念和连接词语，要求学生从中选择合适的概念和连接词语填入图中的空白处，也可以是老师制作好标准概念图，并给出可供选择的概念，由学生自主创建连接词语，在图中空白处填入恰当的语言，还可以是老师制作好标准概念图，由学生自主构思出概念和连接词语填入图中的空白处。这类题目相当于传统题型的填空题，可以用来检验学生对概念的产生、内涵和外延的熟悉的深度，它通过视觉表征，用较少的凝缩在概念图中的言语来展现大量的信息，最低限度地使用文本，使学生容易扫视概念间的关系，扩大对知识的检测面。

（3）限定清单任务构图题

老师提供概念和连接词语，要求学生自主创建一个概念图这类题目具有一定的难度，要求学生有较扎实的基础，对知识的全貌有较好的认识，掌握知识在实际中的应用，它相当于传统题型的综合题，但比传统题型更能检测出学生对知识的整体把握，知识间有机联系的认识和归纳推理能力，更能激发学生的想象力和创造力。

（4）非限定清单任务构图题

老师只提供几个主要的概念，要求学生以这些概念为基础，加入相关概念和自主构想连接语词来制作一张概念图。这类题目是一种创新题，学生可根据自己的逻辑思维和知识的特点，创建不同结构形式的概念图，学生可根据自己对知识的理解在概念间进行各种不同的连接，因此它比传统类型的题目更能检测出学生所具有的智慧和能力，更能激发学生的高级思维。

其实根据概念图的结构特点、组成要素和它的图表特征，还可以设计出其它概念图的检测形式。学生通过建立概念之间的联系促进对知识的深入理解，使零散的知识结构化、条理化、系统化，有利于学生长期有效地记忆知识，激发学生学习的主动性、积极性、创造性，使他们感受到学习成功的快乐。

概念图作为一种新的评价方式同其他新生事物一样，还存在许多不足之处，需要进一步改进、完善。

第一,概念图评价的适用范围缺少科学依据。

在运用概念图评价工具之前,教师和学生都需要进行概念图相关知识的培训

和练习。教师和学生对概念图及绘制步骤的理解有效地影响概念图评价的准确性。学生的物理学前概念、物理学知识结构的组织状态、学生的创造性水平、学生学习物理学的情感态度价值观等因素均影响概念图评价的准确性。

第二,概念图评分系统尚未完善简便。

对于填空型概念图评分较为简易,而结构型概念图的评分操作复杂。尽管Novak提出了一种概念图评价比较有效的成绩计分方法,教学实践中仍困难重重。大多数高中教师缺乏专业的概念图评价技术的知识而无从下手,出现“画而不评”的现象;小部分教师努力尝试却需要付出大量的时间和精力,因此就目前情况而言概念图评价更适合用于小样本的评价。

第三,概念图评价的信度和效度问题研究较少。

学生能否在不同情境下画出相同或相似的概念图?包含多少物理学内容的概念图能够可信地测评出学生物理学的知识?评定者(往往是物理学教师)能否可信地给概念图评分?概念图评分能多少程度有效地表征学生的知识结构?概念图的信度和效度问题还需要做大量的相关研究,如利用多重计分———多重技术矩阵等方式探寻应用情境中合适的概念图评价方式,使概念图有效、可靠地应用到物理学教学中去。

令人感到欣慰的是概念图已经渗透到了教材之中。普通高中课程标准人教版实验教科书《生物》的必修模块中，在单元测试题中频繁出现“画概念图”的习题。这是我国八次课程改革以来，概念图第一次以习题的形式出现在教材当中。相信在教师、学生、研究者的共同努力下概念图能够有效地服务于教学工作，发挥出其独特的作用。