概念構圖法在教學上的應用

一、概念學習法的意義

人類從出生即開始一直到死亡為止，在學習方面，始終與概念脫 不了干係(凌惠玲, 2015)。概念（concept）是指被歸為同一類具有共同 屬性的事物，通常以概括性的名詞或符號稱之。心理學的認知行為學 派將概念視為類似特定反應的刺激，認知學派則認為是心智活動(熊 召弟 & 王美芬, 1995)；換言之，心理學上的「概念」的意義，即代 表 一 項 能 被 標 誌(sign) 或 符 號 (symbol) 所 命 名 其 內 涵 之 共 同 性 (regularity)的事件(events)或物件(objects)(余民寧, 1997)，而這些概念 再經由訊息分類處理，在長期記憶中進行知能結構化的組織，形成類 別學習(Category learning)，進一步衍生推斷、理解等後設能力(Ashby

& O'Brien, 2005)。舉例來說，「急診」即是一個概念，這個概念具有 緊急、救命、專業、醫療、分級等共同性內涵，讓我們可以依據這些 共同內涵當作「規則」，達到認知或理解的共識，而這個共識通常來 自類化（一）對於現象的觀察，或（二）經驗之判讀，因此具有較為 客觀的標準(Pella, 1966)。

許多認知心理學家如：J. Piaget、J. S. Bruner 皆認為概念不僅是 學習活動的關鍵，適當運用概念作為學習的策略，更能引領學習者邁 向更高層次認知活動的主要因素。國內學者亦認為透過概念的學習與

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傳達，就過程而言，新知識能激發更多的新概念；就結果而言，系統 化的概念更能有效達到傳遞知識的目的(余民寧, 1997; 林達森, 2003)。

以學習特質而言，不同於傳統教學習慣用單向溝通的訊息傳遞模 式，也就是傳統的「機械式學習(Rote Learning)」，美國教育心理學家 Ausubel 提出，學習應該兼具「有意義的」和「機械式的」兩種特質，

正因為機械式學習法難以將新知學習內容與過去學習經驗進行連結，

即便採用機械式練習的方式處理零碎的概念片段來強記，片段之間仍 處於彼此孤立的狀態，因此容易受到學習雜訊影響而遺忘或錯亂，無 法融入學習者既有的學習結構(Ausubel et al., 1968)，也就是一般人常 說的死記，所以需依循各種教學方法或策略，調整「有意義」和「機 械式」兩者之間的比重(張新仁、劉威德, 2000)，舉例來說：九九乘法 7*7=49 採背誦「七七四十九」為機械式學習，背誦具有快速反應的直 覺能力，但也可能因為不常使用而逐漸淡忘，因此必須瞭解 49 來自 於7 連加 7 次的涵義作為有意義的學習，甚至輔以圖像學習，用 7 個 正方形疊作一條長方形，再將長方形並排成 49 格正方形宮格的方式 建構學習印象，甚至，這種圖解數值的方式可以用來學習高斯連加公 式的相關概念等(如：https://bit.ly/2PUEe0O)，更能加深學習印象與思 考能力。

正如Ausubel 的「有意義的學習」理論迥異於「機械式學習」（表

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2-3-1），係指學習者將外來的訊息加以重組，並與自己的前備知識融 合成新知，內化後貯存於長期記憶中，作為一種理解式的統整學習法 (Ausubel et al., 1968)。因應學習應該是個別的、動態的，及自主的資 產，不應該是僅由他人講述所授予的知識，所以許多研究開始嘗試以

「訊息處理論」與「建構主義」的觀點切入，強化孩童對學習行為與 歷程的熟悉度，依據生活經驗、文化背景，及學習目標等個別因素，

對接收到的健康訊息進行篩選、複誦、重組，及編譯等處理步驟，將 知識以不同表徵方式轉化作長期記憶，進而內化為健康知能。在強調 學習者自我反芻、吸收，與轉譯資訊的自主學習建構主義中，同時注 重學習歷程，因其對學習成效亦有舉足輕重的影響份量，學習者必須 瞭解自己的前備知識，清楚自己對知識的需求，並嘗試處理資訊的活 動，如：計畫、監控、調整、執行，及評值等操作，方能發揮學習的 長期效果(Novak & Gowin, 1984)。總而言之，以學習者為本位之教育 思維，不再偏重於教學者對於知識的重整，而是要增加孩童「如何學 習」的知能，使其成為知識的創造者並激發學習潛能與擁有權。

表 2-3-1 有意義的學習與機械式學習之比較表

學習類型 系統化處理 整併知能結構 個人經驗相關 情感承諾

有意義的學習 ○ ○ ○ ○

機械式學習 ✕ ✕ ✕ ✕

註：○代表「具備」；✕代表「缺乏」。

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然而，影響學童學習成效的原因相當繁多，而在學習歷程當中的

「引起動機」卻在傳統講述教學法的課程當中未能凸顯其重要性，不 只教師講解、甚至文本都偏頗於知識的內容陳述與既定評價，讓學童 體會不到學習的趣味所在，逐漸失去學習熱忱與興趣；其次，因應升 學考試導向的健康教育教學內容，幾乎係以教師為中心而非學生本位 的講述教學法，雖然具備短時間內即能完成課程的優勢，但知識轟炸 與亂槍打鳥的學習結果，讓學童很容易因為考完試便忘記所學，忽略 健康教育內容與自身的深切相關性，健康意識未能受到呼喚與提升，

更遑論培養終身健康行為的遠大願景；再者，講述式教學內容不外乎 是教師整理的資訊脈絡而直接傳授予學童，在未經學童自身思考與重 組學習架構的過程，只是各種零散的短期記憶與得分工具，並不能將 所學與生活經驗之間作連結，感受不到學習的成就感，也就失去自主 學習的意願與能力(凌惠玲, 2015)。

二、概念構圖法的定義

以廣泛的教育角度而言，「概念」是一個類化許多知識內容的組 成元素，而「概念圖(concept maps)」是用來呈現概念彼此之間相互關 係的工具，可以呈現學習者內化的知能結構(Novak, 2002)。若作劇情 化的比喻，意即所謂的概念構圖法可以想像作：「學習者」是掌控與 安排人口流向的地方官（學童），在許多不同種族、年齡、性別等人

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口（多元的知識內容）湧入的時刻，地方官必須先依照這些人口的特 性作有效的分批管理（類化），並規劃出不同命名的城鎮、鄉村等地 區（概念）容納這些人口，而各個地區之間也必須建立起交通網絡（連 結），以及行政層級（階層）等關係方便地方官管理，最終而成的大 地圖（概念圖）便足以完整呈現遷入人口的分劃與歸屬結構。

聚焦到教學法的狹義角度而言，「概念構圖(concept mapping)」則 是指學習者建構概念圖的過程，是由美國 Novak（1984）教授領銜的 教育團隊承襲 Ausubel「有意義的學習」理論之精神所設計的，作為 一種讓學習者「學習如何學習(Learning how to learn)」的教學策略，

必須經由萃取資訊中的概念作分類，在指定「核心概念」為主題上，

對概念表徵、概念階層，及概念連結，進行圖像化的解釋(Novak &

Gowin, 1984)。

如果將「概念」視為學習的基本單位，則「學習」即代表個人原 先想法與教學之間的交互作用去改變概念的過程，這也是概念學習的 設立初衷(邱美虹, 2000; 董正玲 & 郭重吉, 1992)。

三、概念構圖法的應用

許多研究指出，影響學生學習成效的因素當中，「概念」是相當 顯著的影響因素(劉俊庚, 2001)。然而，不只在不同的科別或教學主題 會有各自的概念與結構以外，甚至欲藉由教學改變個體的先備知識或

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價值觀是相當具有挑戰性的(許榮富, 楊文金, & 洪振方, 1990)。過去 研究大略指出四項概念構圖學習的困難處：（一）個別化的差異、（二）

難有絕對性的定義、（三）無法一言蔽之的內涵，及（四）細究本質的 時間成本(邱美虹, 2000)。因此， 概念構圖起初偏好於應用在科學教 育界，大抵是科學的教育宗旨與評量指標比較能有精確的定義或數值 量化，有助於建構連結與階層的關係。

四、概念構圖法的用途

在概念構圖的用途上，基本上分為二種目的：

(一) 學習評量

主要分成 Closeness 指數評分法與 N-G 評分法。前者由 Goldsmith 和 Johnson 所提出，採取比對學生與專家所繪構圖，

計算其構圖結點的相似程度做相似指數 C 值（介於 0~1 之間，

數值越大越相似），計算相當複雜，通常由軟體處理；後者是基 於 Ausubel 的學習理論將概念構圖分成關係(relationships)、階 層(hierarchy)、交叉連結(cross links)及舉例(exampling)分別給予 不同的配分範圍與加權計算而成。(高巧汶, 2008; 蔡麗萍, 吳麗 婷, & 陳明聰, 2004)

(二) 學習策略與教學方法

學生習得概念構圖可作為學習策略，而教師則可運用概念

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構圖作為教學方法。概念構圖除了能夠配搭其他輔助策略，如：

電腦軟體、合作學習等增加學習效率與效果，其成效皆獲得肯 定之餘，更證實對於學習能力較不足的學生有正向影響(洪榮照

& 賴芹如, 2010)；更是一套廣泛運用在各學科的教學工具，以 自然領域為最大宗(于富雲 & 陳玉欣, 2008; 吳裕聖 & 曾玉 村, 2011; 林達森, 2005; 陳嘉成, 1996, 1998; 黃國禎, 郭凡瑞, &

蔡新德, 2009; 黃萬居, 1993; 熊召弟 & 王美芬, 1995)，或於社 會科領域(洪榮照 & 賴芹如, 2010; 陳栓銘, 2012)與體育領域 (李婷婷 & 林貴福, 2016; 周建智 & 涂馨友, 2009)皆有顯著提 升教師教學成效的實證。

在兩種用途上的區別，若將概念構圖作為健康教育的學習評量方 法，僅能評值學生學習成效，較囿限了概念構圖在建構有意義的學習 之本質，健康教育強調的素養導向與生活技能都立基於一種學習架構 的建立，因此將概念構圖作為健康教育的學習策略與教學方法，是再 適合不過的。

五、概念構圖法的系統

而就目前有關概念構圖的教學使用研究，大致將其分作三種系統：

(一) 心智圖(mind map)系統

以 University of Illinois 為代表，最早由 Buzan 所提出，之

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後由 Margulies 依 Buzan 的思緒圖發展出另一套教導思緒圖 的系統。心智圖的特徵為樹枝狀的訊息分枝，用以展示關鍵性 的概念和之間關係，主要運用在語文閱讀與社會科學的領域 (Bonnie B Armbruster & Anderson, 1984; Bonie B Armbruster &

Anderson, 1985)。

(二) 多重語意關係圖(multirelational semantic map)系統

以 Texas Christian University 為代表，或可稱作知識圖 (knowledge map)系統，較為注重聯結符號而不強調階層性質，

以不同樣式的箭頭符號來表示概念間不同的關係，主要運用在 科學領域(Holley & Dansereau, 2014)。

(三) 概念圖(concept map)系統

以Novak 為代表，特色是具有階層性(hierarchical)，連結線 間無箭頭而是使用連結語，無特定分類或界定象限，可自由命 名表徵概念之間的關係，早期多數運用在測量兒童學習概念改 變歷程，之後更轉作教學方法與評量方法的多重用途(Novak &

以Novak 為代表，特色是具有階層性(hierarchical)，連結線 間無箭頭而是使用連結語，無特定分類或界定象限，可自由命 名表徵概念之間的關係，早期多數運用在測量兒童學習概念改 變歷程，之後更轉作教學方法與評量方法的多重用途(Novak &