概念學習與概念構圖的主要類型

教師除了能利用聲音、文字等知識表徵之外尚能結合運用視覺圖像表徵來進行教學 活動，無論是師生互動建構或是由教師引導學生自我建構，都不難發現到概念構圖很容 易讓學習者接受，透過概念構圖融入教學的過程，也可能讓學生含攝學習到其它概念，

進而建立出較新、較正確的認知結構。

葉季昀（2004）曾研究圖像組織架構教學策略對國中生學習神經系統概念的影響，

結果顯示經過圖像組織架構學習的學生在許多名詞定義、神經原理較有清楚的認知，另 在生物科學業成就、人體測驗圖、樹狀圖與情境推論題的成果展現，都顯著優於未經過 圖像組織架構教學策略的學生。

前節內容主要探討概念構圖的理論基礎；然而，進行概念構圖融入教學時，教師宜 先瞭解「概念」的本質及其發展與獲得的方式，讓學生有效習得概念知識，才得以順利 進行後續的概念構圖。圖像組織是傳遞或創造知識的一種策略，概念構圖便是一種圖像 組織，而概念構圖有許多種類型，本節便綜合介紹概念學習的意涵以及概念構圖的主要 類型。

壹、概念學習的意涵

個體「概念」的發展不僅受到 Piaget 與 Vygotsky 重視，Bruner 也針對概念知識提 出一套編碼系統闡述。基本上，概念的認知歷程包括通則化（generalize）與區別化

（discriminate），前者適用於同類事物，後者是分辨不同概念的異同（邱上真，2003；

沈翠蓮，2001；林進材，2006；葉連棋，2002）。以下分別敘述概念的本質、迷思概念 與另有概念、概念發展與概念獲得，最後提出概念構圖對於生物概念學習的啟示。

一、概念的本質

Lan、Mcbeath 和 Hebert(1995)表示「概念」是經由一個字、符號或比喻，對於所 提出相似項目分類的個人知覺，假若沒有這種心智結構或想像，人們將無法進行思考 、作用或溝通（沈翠蓮，2001，頁 385）。而林進材（2006）指出，概念是一種傳遞原 理原則的基本形式，透過概念的運用可以引導個體將自己的想法表現出來，與他人達 成溝通的效果。為了更瞭解「概念」的意義，研究者整理沈翠蓮（2001）與林進材（2006）

對於「概念」的意義探討，並加上研究者詮釋，將概念分為以下七項本質：

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（一）概念本身可以分門別類

概念在類型方面，包括連結概念，如「四邊形有四個邊」，表示具有屬性的原 則；而選言概念通常指的是名詞，如地名、植物名稱等，但互不涵蓋；另則為關係 概念，比如「祖父」是描述其為爸爸的爸爸的關係。

（二）概念的學習透過正例與反例

概念學習的過程中，教師常須透過正例與反例的運用，才能使學習者對特定概 念有清楚的認識；如青蛙受精方式為體外受精（正例），並非為體內受精（反例）。

（三）概念受社會情境脈絡影響

概念會透過社會情境脈絡、文化背景、環境與價值觀的影響，形成特定情境下 的操作性定義；如「粥」在臺灣南北區域，或是在臺灣與廣東之間的定義與應用，

便有明顯差異。

（四）概念分成定義及標記

概念定義是明確的，但標記可以由人任意發明，並且可以讓使用者能相互溝通 與瞭解。

（五）概念具有主要屬性

屬性有助於概念描述和定義，而透過數個主要屬性的組成，可以共同詮釋一個 重要概念；如無性生殖，它必須是體未產生配子，且未進行受精作用的生殖方式。

（六）概念有次要屬性

次要屬性代表的是概念屬性中較不重要的部分，對概念本身影響不大；比如說 邊長長度並非正三角形的主要屬性，為次要屬性；「胎生」也並非哺乳類動物的主 要屬性，因為鴨嘴獸與針鼴並非胎生，實為卵生的哺乳類動物。

（七）概念學習涉及陳述性知識和程序性知識

概念學習一般分為陳述性知識與程序性知識，前者包括基於某些標準定義概念 的能力，以及確認概念間關係的能力。比如學生瞭解無性生殖的主要屬性並能詮釋 清楚時，表示學生具備概念性知識；當學生能夠應用定義，區辨出斷裂生殖與其他 生殖方式的不同時，他就具有程序性知識。

「概念」在科學教育備受重視，概念教學的主要方法是直接講述法或是概念獲得 法；前者運用在學生所知道概念較少的情形下由教師直接解說、經由正反例來強化，

後者則是依據 Bruner 的理念，引導學生已有的部分概念及心向，進行歸納性思考。

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二、迷思概念與另有概念

「迷思概念」（misconception）與「另有概念」（alternative conception）一直都是 當前科學教育學者感興趣的研究議題。學習者在接受科學教育之前，對於科學知識已 經具有許多自己的想法，而這些想法是經由學習者過去的學習經驗或是生活經驗而來 ，且這些概念往往都跟科學知識相違背，又具有不易改變的特性，因而影響學生的概 念學習成果，這些概念稱為迷思概念(Changlai, Chen, & Tu, 2003; Mann & Treagust, 1998)。學生的認知架構並非一塊白板，教師想要刻上什麼，學生就能得到什麼，學 生會有原本的生活經驗，讓兒童建構的概念架構用以解釋生活週遭的自然現象，這些 不同於科學家想法且錯誤的概念，常稱為迷思概念。

而學生不僅在學前存有許多想法，即使在學後，學生心中的科學概念和科學家的 概念仍有差異，他們有一套屬於自己的概念架構，用以解釋生活週遭的自然現象，因 此科學教育學者把這些不同的概念架構稱為另有架構，或是另有概念，或是兒童的科 學。近年來，科學教育學者、認知心理學家及科學教師，為了尊重學生的想法，逐漸 不再使用價值判斷的「迷思概念」，而傾向使用較為中性的「另有概念」（凃志銘，2005；

楊宜聆，2002）。

三、概念發展與概念獲得

據沈翠蓮（2001）表示，概念的學習在教學上有兩個重要名詞「概念發展」（concept development）和概念獲得（concept attainment）。

（一）概念發展

概念發展是將相似的物體與觀念予以分門別類，如此可以降低回憶時或瞭解許 多不同事物過程時的負擔：換言之，概念發展的過程強調分析與分類概念；比如當 教師在說到「四隻腳的動物」、「胎生的」、或「會喵喵叫的」，王大華聯想到的便是 家裡養的貓。

（二）概念獲得

概念獲得與學習內容相關，常常可發現學習者在某些時候會接受某些科學概念

，但在其它學習內容時則又回復使用原有的概念，雖然對教師而言兩者的學習內容 是相同的，但這表示概念改變可發生在某一特別的課程內容（佘曉清，2002）。

而概念獲得是找出對意義有絕對必要的特徵屬性，並加以定義的過程，同時也 包含學習如何去分辨何為適合概念的例子，以及何者為不適合概念的例子(Gunter, Estes & Schwab, 1995)。比如王大華在聽到教師說到「四隻腳的動物」、「胎生的」、 或「會喵喵叫的」，會想到家裡養的貓，而不會想到家裡養的狗；並且，可能在動

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物園中，王大華看到了「石虎」，發現「貓」跟「石虎」很像，但他仔細關係，發 現到「石虎比貓的體積大點」、「石虎是住在野外」、「石虎是吼叫聲的」或是「石虎 身上的顏色總是偏黃褐色」，因此認定貓與石虎是不一樣的；倘若王大華無法判斷 貓與石虎的差異，代表王大華對於「貓」的概念還在發展中，並未完全獲得完整的 概念。

從上可知概念獲得教學是一種讓學生可以判斷概念，經由學習者內在正、反面地 思考，進而判斷出適當的概念，而教師可以協助學生對於概念的獲得，給予學生參與 及判斷的機會，讓學生建構起屬於自己的正確概念結構。教師對於在進行概念構圖融 入生物教學時，必須注意到學生對於「概念」的發展與獲得，以利後續將發展的概念 構圖。

四、概念構圖對於生物概念學習的啟示

Novak(1984)發展出來的階層式概念圖，本為適用於科學教學而生，後來也用以 瞭解學生的概念學習。凃志銘（2005）指出，要瞭解學生另有概念是非常重要的。

而探究學生另有概念的方法主要有以下三類：

（一）利用晤談的方式，直接和學生對談，瞭解學生的想法。

（二）利用紙筆測驗。

（三）利用概念構圖或各式的認知圖形。

由此可知科學教育學者重視學生的概念發展，並且也嘗試用概念構圖或其他認知 圖形，如樹狀圖（葉季昀，2004）來瞭解學生概念發展與改變的情形；因此，相較於 教師單一方向的講述，概念構圖應是可以多加嘗試在生物課程教學活動裡。

貳、概念構圖的主要類型

概念是種通則、原理，然而進行概念構圖被視為一種教學策略，它是動詞而非名詞，

意指教師引導學生應用空間性組織連結不同概念間的關係，促進學生對新教材學習的記 憶和理解（李咏吟，1998a）。

概念圖幫助建構者本身澄清概念的定義，在決定概念之間關係時，能進行內在不斷 的自我檢驗，以明確概念的特性。對於教師來說，它幫助教師獲得自身立場，釐清教師 欲教之觀念，邁向真正的學生學習目的地（蔡清田等，2002）；以個別化學習概念構圖 作為一種學習策略，經由概念圖的建構和表徵，可以促進學生自行監控自己的學習歷 程或發現自己的知識結構內之矛盾所在（余民寧，1997），以達成有意義的學習。

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從上更確立概念構圖對學生而言可用以瞭解概念認知、監控自我學習，對教師則能 用以釐清教學內容的概念架構。而為了幫助學習者對於其所已學習概念組織化、抽象化 與系統化，甚至能建立完整的認知結構或創造新的反應，圖形組織體一直廣受教育研究

從上更確立概念構圖對學生而言可用以瞭解概念認知、監控自我學習，對教師則能 用以釐清教學內容的概念架構。而為了幫助學習者對於其所已學習概念組織化、抽象化 與系統化，甚至能建立完整的認知結構或創造新的反應，圖形組織體一直廣受教育研究