概念圖的相關理論基礎

本節依序探討概念圖的理論基礎、意義、形式及實施方式，以期 全面瞭解概念圖的教學方法。

壹、概念圖的理論基礎

概念圖的相關學習理論，包括訊息處理論、建構主義論，以及後 設認知論，說明如下：

一、訊息處理論

這個模式視人類為主動的訊息處理者，將學習、記憶、儲存、運 用成為一種內在的歷程（余民寧，2003；洪麗卿，2001）。訊息輸入 感官記憶，進行適當處理後，會轉換為長期記憶進行儲存，並在需要 時提取至短期記憶；每個階段的記憶有其特性，教學者需據此特性施 予教學（張春興，2004）：

（一）感官記憶

感官記憶主要負責接收訊息，所有能看到、聽到及感覺到的訊息，

都會儲存在感官記憶，它的容量相當大，一次可以處理大量的訊息（張 春興，2004）。

（二）短期記憶

又稱為工作記憶，對所接收的訊息進行思考和認知處理的階段，

是三個記憶中運作最頻繁的一個階段；此階段維持的時間不長，必須

靠反覆複誦的方式維持（張春興，2004）。

（三）長期記憶

長期記憶的容量沒有限制，可以維持相當久。從短期記憶轉換成 長期記憶的歷程，包含同化和調適的歷程，同化為改變訊息，去適應 已存在的的認知架構；調適為已經存在的知識結構改變後併入新訊息 中（張春興，2004）。

訊息處理論將人類的記憶做有系統的分類，並模擬記憶運作的架 構（張春興，2004），教學的重點在於將學習的內容配合不同記憶階 段的特性做安排與有組織的規劃，概念圖的應用與短期及長期記憶關 聯較多，以下說明與兩者關係：

（一）概念圖與短期記憶

短期記憶的容量限制大約為 5 到 9 個意元或意元集組的限制，且 時間大約是 20~30 秒（Ormrod,2000）。概念圖在此一階段之功能為減 輕學生認知的負荷，學生有整理訊息的困難，教學者指導學生以概念 圖輔助學習，以圖像呈現在紙本，使短期記憶能有足夠的容量進行其 他訊息的處理，增加訊息的儲存量。

（二）概念圖與長期記憶

長期記憶為將短期記憶處理過的訊息，進行深度、有意義的處理

（張春興，2004）。概念圖是認知架構的外顯，教學者提供概念圖之

協助，促進深層的運思，進行運用、分析、綜合、評鑑的能力，幫助 學習者有效的將訊息轉入長期記憶（引自劉懿德，2009，p14）。。

二、建構主義論

建構主義知識論強調個體會主動建構介入認知歷程，知識並非被 動的接受，而是個體主動且持續不斷地建構形成的（張春興，2004）。

其主張知識是學生自行建構，並非被動由外在灌輸而可習得的，在教 學活動中的主體是學生而非教師；教師在教學中，須先瞭解學習的過 程，給予適當的教學步驟，適合的教學計劃、教學方法及評量方式，

扮演協助的角色（洪志成，2000）。

Ausubel（1968）曾提出概念同化理論，認為學生主動學習到新 事物之後，會將其同化並進入已存在的階層狀概念架構，學習的內容 需與新概念及已存在的概念做關係聯結（引自 Novak,1990,p940），以 產生有意義的學習。

學生在學習之前，教師須先瞭解學生已具有的知識，在此基礎上 促使學生將新知識與舊知識相聯結，便能產生有意義的學習。有意義 的學習需具備三個條件：1.有意義的學習心向，即學習者必須為自己 的學習負責，主動將新知識納入舊經驗中；2.有意義的學習材料，其 架構能幫助學生聯結至原有的架構中；3.具備相關的知識或概念，即 所謂的「先備知識」，包含具備足夠聯結新概念的既有概念架構。

（Ausubel,Novak & Hanesian,1978）。

而源於 Ausubel 同化理論的概念圖，即強調學習者必須透過新概 念同化到已經存在的概念或命題架構之中，新的概念才會有意義（引 自 Novak,1990,p941）；概念圖的運作機制正與建構主義觀點的學習理 論相符合。

Novak 和 Gowin（1984）並據此理論提出概念圖的學習方法，是 由命題型式學習到的，將要學習的概念使用一連串的命題進行，可使 學習者學習到此概念意義的認知，也學到包括其他概念的關聯及衍生 的意義及用法；此為一種網路結構脈絡的學習方法，也是一種有意義 的結構化學習方式。

三、後設認知論

後設認知即反省認知，個體對本身認知運作歷程的瞭解，有助於 個體對所學的內容與本質更加瞭解，使個體能有效的控制及運用知識

（張春興，2004）。

程炳林及林清山（2001）指出後設認知策略包含計畫、監控、修 正與評鑑等策略。計畫策略為學習者在學習之前，進行目標設定並安 排學習程序，對學習內容進行預測安排；監控策略為學習者在學習過 程中對自身狀況的檢核，並評估對內容的精熟的程度；修正策略為學 習者在學習過程中，依據學習內容與理解情況，對學習方法做出改進

的行為；評鑑策略為學習者在學習過程中，不斷評估學習成果。

劉懿德（2009）歸納學者理論說法後，則提出後設認知策略是一 種學習者能夠掌握自身學習歷程的能力，並感知自己的學習需求；當 個體掌握後設認知的運作機制後，將有助於本身選擇適當的學習策略，

做有效的處理，並藉著自我監控的方式，對學習過程進行修正與調整，

最後再透過評估策略，檢核自己的學習程度。

以上這些理論基礎，可透過概念圖進行，概念圖以圖像表徵的呈 現方式，使用聯結語、階層及交叉階層等元素，幫助學生更具體及有 效率的處理訊息內容，並進行監控、發現問題、修正問題，主動建構 自己的認知歷程，使學生對自己所學的內容更加瞭解，並做運用。因 此，在學生學習時，概念構圖即扮演良好策略的角色。

貳、概念圖的意義

概念圖又稱為概念構圖或概念地圖，是用來組織或表徵知識的一 種工具，由美國康乃爾大學的學者 Novak 和 Gowin（1984），根據 Ausubel 的有意義學習理論所發展設計的學習策略。概念圖最大的特 點是能夠具體展現知識的架構，經由圖像的運用，有效的加深學習者 的印象（林佩欣，2002）。

Novak（1990）曾對概念圖做以下定義：

1.可以橫向與回溯的，是指兩個經過統整後的概念階層之間有效關係

的聯結。是創造力的思考的表徵，表示學生可突破同一群集內思考的 藩籬，往外開創另一個新穎的觀點（余民寧，2003）。。

2.以聯結語或動詞概念成命題，即為概念圖，如「大象有長鼻子」，「大 象」及「長鼻子」是兩個概念，而「有」為聯結語。

3.製作概念圖可將所學的內容摘要其關係。

4.具階層化，由高至低，由上位概念至附屬概念。

5.在不同的學習處，上位和附屬概念會改變。

6.製作概念圖會修改概念圖，及個人分享概念圖結構，可促進反省思 考的行為。

7.概念圖可顯示出學習者的另有概念。

8.概念圖之概念由大至小，或由高階至低階，或由上位至附屬，逐漸 分化，統整調和，並可摘要出內容的要點。

此外，概念圖通常將某一主題有關的概念置於圓圈或方框之中，

用連線將相關的概念和命題連接，並在線上標明兩個概念之間的關係。

其四個主要圖像表徵分別為概念、命題、交叉聯結和層級結構，概念 指事物共同的屬性，通常為字詞符號；命題指對事物現象、規則和結 構的陳述，在概念圖中，兩個概念之間的聯結語，即為一種命題型式；

交叉聯結指不同領域之概念間的相互關係；層級概念指概念的展現方 式，即由高至低、由上位至附屬的概念呈現（Novak,1990）。

圖 2-1 為概念圖之實例，包括概念、命題、交叉聯結和層級結構 等上述四個圖象表徵。

圖 2-1 熱傳導單元概念圖

資料來源：修改自李咏吟（1998）。認知教學－理論與策略。臺北市：心理。

參、概念構圖的形式

概念圖的形式有很多種，主要有三種形式，為蜘蛛網圖（spider maps）、鎖鍊圖（chain mas）和階層圖（hierarchy maps）（Jones, Palincsar,Ogle ＆ Carr,1987；李咏吟，1998），說明如下：

（一）蜘蛛網圖（spider maps）

將主要概念置於正中央，以放射狀的方式，用聯結線與次要概念 相聯結，每個次要概念，還會再跟次一級的概念相聯結；次要概念間 或次一級的概念間彼此都具有相同的地位，由這些元素，就構成了如 蜘蛛網狀的構圖（李咏吟，1998），如圖 2-2。

圖 2-2 蜘蛛網圖

資料來源：修改自李咏吟（1998）。認知教學－理論與策略。臺北市：心理。

（二）鎖鍊圖（chain mas）

鎖鍊圖上的概念關係，位於前列的概念有引導後續概念之作用，

形成步驟性之關係，大多用於整理程序性之知識（李咏吟，1998），

如圖 2-3。

圖 2-3 鎖鍊圖

資料來源：修改自李咏吟（1998）。認知教學－理論與策略。臺北市：心理。

（三）階層圖（hierarchy maps）

階層圖將主要概念置於上方，為上位階層，次級概念或附屬概念

則位於下方，為下位階層，不同位置的聯結線可能有「屬於形式之一」、

「屬於特質之一」、「導致某結果」等意涵（李咏吟，1998），如圖 2-4。

圖 2-4 階層圖

資料來源：修改自李咏吟（1998）。認知教學－理論與策略。臺北市：心理。

本研究擬採用程貴聯（2007）自編之閱讀理解文章為實驗教材，

文體皆為記敘文；每篇文章標題下，有其所屬之概念及段落，因此研 究者以階層圖為本研究之概念圖的形式。

肆、概念圖的實施方式

概念圖的實施方式有三種，包括個人構圖、合作構圖及閱讀專家 概念圖等（江淑卿、郭生玉，1997；余民寧，1997；邱垂昌，2006；

林達森，2004；洪麗卿，2003；陳嘉成，1998; Jonassen,Beissner,&

Yacci,1993; Tarquin & Walker,1997），以下說明之：

（一）個人構圖

指學習者接受一定時間的概念構圖前置訓練後，如瞭解概念、命 題、交叉聯結和層級結構等使用方式，才讓學習者針對學習內容建構 概念圖；個人構圖方式可讓抽象思考能力較弱的學生，進行視覺化思