圖形組體與教學研究

本節探討圖形組體與教學，包含圖形組體的意涵、圖形組體的類型、圖形組 體理論基礎及圖形組體教學策略四個部分。

一、 圖形組體的意涵

以圖形組體的定義、圖形組體的運作兩個部分，來探討圖形組體的意涵。

（一）圖形組體的定義

文獻上圖形組體（graphic organizer）並沒有標準的稱呼方式，不管是圖形組 織、圖像組織、語意圖、結構化的總覽、網狀圖、階層圖、語意組織圖、故事圖 及思考地圖等，均指以視覺化呈現知識的方式。Clarke（1991）將圖形組體定義 為「計劃去陳述個人對文字的理解力，雖然書寫的句子結構是屬於直線型式，圖 形組體從概念假定的關係結構使它們的形式不受限。」Bromley、Vitis與Modlo

（1995）則將圖形組體視為一種將知識或訊息的重要層面加以視覺化展示的表徵 方式。李欣蓉（2005）指出圖形組體是將某個概念或主題的多項重要層面之訊息 結構化，並重新組成一個新的模型賦予新的名稱。黃永和及莊淑琴（2004）指出 圖形組體乃是一涵蓋性用語，旨在藉由節點（nodes）、關係連結（links）與空間 配置（spatial configuration）等形式的安排，將知識或訊息的重要層面加以視覺化 展示的表徵方式。簡單的說，圖形組體是把標記和符號按一定的規律安排在版面 上，用以表達一個或多個主體概念的結構和相互關係的一種工具。

人的思考和記憶歷程是一連串的神經網路，圖形組體可以藉由瞭解連結關係 而將新的知識納入舊有的意義結構中，透過視覺的傳遞而更清楚的看到訊息之間

的關係和重點（Bromley, Vitis, ＆ Modlo, 1995）。李欣青（1997）認為，由於視 覺上的刺激較能在短時間內帶給人們情感上的反應，也可以呈現真實生動的影 像，並以具體的方式呈現文字和語言難以表達或釐清的抽象概念，幫助學習者組 織資料和建構知識，對學習有很好的增強效果。當學生以視覺工具呈現其認知策 略的同時就是在練習後設認知（Hyerle,1996），透過學習者描繪自身如何將知識 內容歸類及解決問題之思考歷程，是有意義學習的表現。

圖形組體具有的功能及特色如下：1.能引起學生的學習動機，並提高記憶 力；2.能提昇閱讀、寫作、算術的基本技巧；3.發展溝通技巧、獨立學習、合作 學習、彈性解決問題、創造和分析的高層次思考能力；4.圖形組體介於書面知識 和視覺陳述性知識之間；5.圖形組體介於直線思考和非直線思考之間（Bromley, Vitis, & Modlo, 1995；Hyerle, 2004；林文真，2004）。

圖形組體將訊息或知識圖像化、結構化，不僅能做為學習前聯結先備知識的 鷹架，也能在學習過程中多元發展主題的知識概念，更可以在學習後用來評鑑其 延宕學習的效果，可見圖形組體是一個能整合心智、經驗及提升思考能力之教學 與學習的工具。引用台北縣國教導輔導團網站「圖像組織的學習」一圖說明圖形 組體的內涵，如下圖2-1。

圖2-1 圖像組織的學習

資料來源：出自台北縣國教輔導團網站 http://ceag.phc.edu.tw/~nature/master/1/11/11-20.htm

（二）圖形組體的運作

Hyerle（2000）提出圖形組體的運作主要有：腦力激盪、融入教學領域、思 考過程圖等三種，每個階段具有的功能，詳述如下：

1.腦力激盪

腦力激盪的開放形式和目的能促使創造性的想法無障礙的衍生。大部分 的腦力激盪網絡被用來進行「箱外」思考（thinking outside the box），並激 發高程度的開放網絡及聯想性思考（陳佩秀譯，2001）。在圖形組體的教學 過程中，透過腦力激盪的活動，不僅可以提升個人及團體的創造力，亦可促 進學童在學習歷程中，充分掌握教師的教學材料，並使先備知識能不斷融入

新知識、新概念，而成為有意義的學習（林文真，2004）。此觀點符應社會 學習理論的觀點，學習的開端就是透過社會學習，只有和他人一起工作，透 過討論、溝通與分享，學生才能得到了解和應用的能力，以致獨立的學習。

而李欣蓉（2006）更明確指出，圖形組體的學習過程中最重要的，是在產生 圖形組體時的討論、解釋與說明。可見圖形組體的教學能在合作學習的情境

下，腦力激盪出更多創意並有效提高判斷力與思考能力。

2.融入教學領域

儘管 Egan（1999）曾提出警語，過量使用圖形組體會壞了思想的胃口，

視覺化的學習方式有助於學習成效及表現，但仍然有其限度。搭配學習目標 適當的使用不同類型的圖形組體是很重要的，林文真（2004）指出，將圖形 組體融入學科學習中，如數學、閱讀及科學，能培養學生基本學習技巧，並 有助於學生建構概念，使其能獨立完成各學科學習的任務。故教師將圖形組 體融入教學之課程規劃完善，並在適當時機以圖形組體來示範、共創、自創 或評量，變換圖形組體的使用目的，將有助於維持學習動機，亦不會因過度 使用而成為學習者的負擔。

3.圖形組體是一種思考過程圖

圖形組體是透過訓練來轉換思考的過程，不僅讓學生瞭解自己概念的發 展，還能針對週遭的訊息存疑、發展批判性思考能力。故引導學生學習圖形 組體的方法應採用鷹架策略，提供學生一些示範、線索、提示、暗示或部分 解答，由教師協助搭建學習鷹架更能提昇學生學習信心，讓學生成為具有獨 立的、自我調整能力的學習者。

成功的教學在於學生能在符合其近側發展區的學習活動，透過教師的指 導而進行有效的學習。圖形組體本身加強了完整建構所學知識的效果，是一 個幫助理解、回想和學習的心智工具，但圖形組體本身並不是最後的目標

程，學生學會主動探究、溝通、分享與協商等情意與技能目標，使圖形組體 教學能達到主學習、副學習與輔學習同時學習之原則。

二、圖形組體的類型

圖形組體具有許多不同的形態和類型（陳惠瑜，2008）。知識的組織有下列 四種型態，圖形組體亦可分為此四種類型（Bromley, Vitis, & Modlo, 1995）：1.

階層性（hierarchical）：這個型態包含一個主要概念與次概念的層次或等級，強 調歸納和分類的能力。2.概念性（conceptual）：這個型態包含一個中心概念、類 別，或是在類別等級下支援的事實、特徵或範例。用來描述、收集、解決問題、

進行相對比較等學習。3.序列性（sequential）：以時間次序來排列事件的優先順 序，可呈現事件的因果、過程到結果或是問題與解決。4.循環性（cyclical）：此 型態描述系列、連續、循環的資訊。黃永和、莊淑琴（2004）就功能上則歸納為 1.因果關係（cause/effect）。2.比較對照（comparison/contrast）。3.時間順序（time order）。4.簡單列表（simple listing）。5.問題解決（proble/solution）五種。張 瑞芬（2009）進行組織圖運用於國小四年級社會領域教學之行動研究時，即依照 劉美慧及洪麗卿（2002）針對社會科教學所提之三類基本構圖進行，包含聯結相 關概念的階層圖及網狀圖、呈現因果關係的因果鍊圖及魚骨圖、評估想法的維恩 圖及權衡秤等三種概念表徵知識的方式。本研究綜合上述學者的看法，並因應主 題學習內容的知識類型及圖形組體的功能，將採用的圖形組體分成以下三種：1.

以網狀圖與階層圖進行概念性的圖形組體主題教學。2.以次序圖進行序列性的圖 形組體主題教學。3.以維恩圖與框架表進行比較性的圖形組體主題教學，其圖形 概念解說及教學步驟敘述如下表2-3。

表2-3 圖形組體類型及教學步驟

圖形概念解說及教學步驟 圖形組

體類型 圖示 使用說明

※網狀圖又稱為心智圖、網圖、蜘蛛圖、泡泡圖等（webbing or spider maps）。網狀圖可表徵放射狀的思考模式，可統整教材內容及了解教

※階層圖又稱概念構圖（concept map）：

由 Novak 與 Gowin（1984）依據 Ausubel 有意義學習理論所發展，

是學習者有效學習、教學者有效組織教材的視覺化工具。階層圖是將 概念藉由命題（proposition）的階層形式來表徵概念間之意義關係的 圖形。

形

※序列性的圖形組體以順序圖（sequential diagram）為代表，順序圖 乃是依事件先後關係的次序加以排列的一種圖形組體。典型的順序圖 包括次序圖（sequence chart）與時間線（timeline）。次序圖表徵 完成某一任務或解決某一問題所須依循的步驟，時間線則用以描繪具

（引自 Hyerle,2004）

本研究的次序圖結合時間線的

※維恩圖又稱范氏圖（Venn diagram）

由英國數學家維恩（John Venn）所創，發展自數學的集合觀念。藉

3. 在中間重疊處寫出兩個概念相同的訊息（如：功能）

4. 在左右兩邊寫出兩個概念不同的訊息（如：各自景觀特色）

維恩圖

（引自 Bromley, Vitis, & Modlo,1995）

藉由兩個重疊的圓，比較兩個抽

間的差異所在。

綜上所述，使用圖形組體可加速知識整合、強化知識結構、增進批判思考能 力，在教學中能以不同圖形組體呈現出不同的知識形態，對提高學生學習動機與 學業成就必有相當助益。

三、圖形組體理論基礎

圖形組體可以活化學習者的先備知識，促使學習內容與個人的認知基模產生 連結，進而同化或調適促使新的學習內容進入學習者之認知結構。以下就基模理 論、訊息處理理論及有意義的學習理論三個部分，來探討圖形組體的理論基礎。

（一）基模理論

Bruner（1966）提出知識學習三個表徵階段，即動作（enactive）、影象

（iconic）、符號（symbolic），教學時應由直接具體的經驗，到圖像描述的經驗，

再到文字符號的表徵經驗。要使學習者能有效地運用更多的抽象概念，必須先建 立許多具體經驗的庫存，才能對抽象符號描述的現實賦予意義。而國小中年級學 童正從影像表徵時期邁向符號表徵時期，故以圖文相輔的圖形組體學習適宜於此

再到文字符號的表徵經驗。要使學習者能有效地運用更多的抽象概念，必須先建 立許多具體經驗的庫存，才能對抽象符號描述的現實賦予意義。而國小中年級學 童正從影像表徵時期邁向符號表徵時期，故以圖文相輔的圖形組體學習適宜於此