概念構圖的涵義及應用

第三節將要就概念構圖的理論根據、概念構圖與概念圖的區別、概 念圖的意義與功能、概念構圖在教學評量上的應用做簡要探討與敘述。

一、有意義的學習（meaningful learning）與圖形組織體（graphic organizers）

(一) 有意義的學習

在探討概念構圖前，我們必須對於其產生背景與理論根據有所 了解；就學習心理學而言，從早期的行為主義、精熟學習到訊息處 理理論與認知同化論等理論，皆有其精闢的論點﹔我們從認知同化 論探討了解到 Ausubel 對於學習所持的理論依據即由此出發。余民 寧（1997）指出有意義的學習是學習者主動去挖掘新材料與舊經驗 間的聯結關係，進而發現其意義的一種學習行為；由於這種學習行 為具有新穎性、創新性與活潑性，它比較容易引發學生去發現學習 的意義和真諦，因此，它可能達成教育目標、維繫學習成果與貫徹 終身教育理想的有效途徑之一。進一步說明，在 Ausubel 的理論 中，其核心理念即是所謂「有意義的學習」，只要學習者有意識地 將新知識與其已經知道的舊概念或舊命題(即原有的認知結構)相聯 結時，有意義的學習便告產生﹔對認知結構的解釋，認為是指個體 對某種特殊訊息所持有的一種有組織、穩定、清晰的認知，它不斷 地在運作，以便整合各種雜亂的次級概念和訊息，使之成為有系統 的組織結構（引自余民寧，1997）。亦即有意義的學習是指學習者 將新概念或新訊息，與原有認知結構中的舊概念或舊命題相聯結，

不斷地整合新舊概念和訊息，使之成為更紥實的認知結構之

（Ausubel, 1963,1968）。

寧，1997）︰

1. 針對所要學習的材料，在本質上必須是有意義的；這種學習 材料本身，即具有提供學習者以有意義的方式聯結其知識結 構的潛力。我們不可能針對無意義音節或隨機擷取一段文章 材料，即要求學習者能夠產生有意義的學習。

2. 學習者必須具備相關的知識概念，此即所謂的「先備知識」

（prior knowledge）﹔亦即，學習者必須事先具備足供聯結 新學習概念的既有概念架構（conceptualframework）。

3. 學習者必須顯示出有意義學習的心向﹔亦即學習者必須為自 己的學習負起責任，願意主動嘗試將新知識與既有概念架構 作聯結，以建構起有意義的理解。

先備知識為足以影響學習良窳的重要因素之一﹔沒有先備知 識，學習恐怕窒礙難行，而有了錯誤的先備知識，又會妨礙學習者 正確的學習進展。換句話說，正確的先備知識，能使學習者更進一 步的探索與學習而獲得知識與技能，根據 Ausube 的理論可知，建 立在「人類是用概念來思考」的假設，所需習的階層排列的概念結 構，對學生的學習是一個重要的變項（余民寧，1997）。因此我們 可以了解到教學活動的重點，即是教師必須先確認學生在學習新單 元之前，學生已經具備哪些相關知識，作為教師教學、學生學習的 起點，才讓學生主動參與學習過程，方可謂真正的有意義的學習

（Ausubel, 1963/1968）。

(二) 圖形組織體

教學者為了促進學生有意義的學習，除了於新單元教學活動 前，必須了解學生的起點行為（或先備知識）之外，就是將圖形組 織體，置入教學活動或教學評量之中﹔而圖形組織體，之所以進入

科學教育界，是因為要藉它來讀研究，而其它的功能，像是藉它來 溝通教學的邏輯結構（黃台珠譯，2002）。江淑卿和郭生玉（1997）

則指出以命題或概念為基礎，將文章的概念、字彙、先備知識及架 構等，進行分類，並探究其間的關聯，加入適當的連結線與連結語，

以不同的方式與符號，呈現二維的圖解，而概念之間所呈現的關 係，能夠有助於學習者建構、重組或改變知識結構。因此，圖形組 織體的功能除了研究上、教學上的使用，更有使用於教學評量之 中。對於圖形組織體的使用，須注意兩件事情︰(1)開始時不是由學 習者所做的，而是由專家所做，用以幫助學習者；以及(2)它是由一 群有階層排列的方格概念所組成，之間用線相連結，由於線上未加 文字說明，因此學習者並不了解線條代表的意思（黃台珠譯，

2002）。Novak 和 Gowin（1984）研究出比傳統圖形組織體更清楚 的概念圖，而概念圖本身亦是一種圖形組織體，是 Novak 和他的 研究群在 1977 年總結他們晤談資料而首先建立的。漸漸地，這種 後設認知的設計開始由科學學生自己建立，而做出的成果(所畫的 科學概念)比傳統的測驗，更能顯示學習者的了解（黃台珠譯，

2002）。

二、概念圖的意義與功能

我們需要區分概念構圖與概念圖這兩個名詞；概念構圖是由 concept mapping 翻譯過來，它可以指建構概念圖的行為與歷程，有時它也用來 指涉一種教學與學習的策略或方法（Heinze-Fry & Novak, 1990），或是 一種評量技術（Nonak & Gowin, 1984）；概念圖的英文是 concept map，

意指使用概念圖的方法所建構出來的圖（張漢宜、陳玉祥，2002）。

從教學與評量的觀點而言，概念構圖可以是一種在兩個向度上，使

階層連結關係（hierachical interrelationship），並以此概念圖作為評量與 研究學生概念結構的圖示技術（余民寧，1997﹔Beyerbach, 1988）。概 念構圖要求學生針對所要學習內容的概念，先做階層性的分類和分群，

並且將兩個概念間的關係以連結線做連結，並於連結線上標上名稱，以 輔助說明概念與概念間的連結關係，最後形成一幅網狀結構圖，即稱為 概念圖（Novak &Gowin, 1984）。

Novak 和 Gowin（1984）指出概念圖是以命題形式來表徵概念之間 的有意義關係。他們將概念定義為事件（event）或物件（object）中的 規則；命題是指使用文字將兩個或兩個以上的概念連結在一起，使概念 之間形成一個句子或片語。表徵則是指，我們將訊息以某種形式儲存於 工作記憶與長期記憶中（張漢宜、陳玉祥，2002）。換句話說，概念圖 是一種結構表徵的方式，其由節點與連結線構成，節點表示重要概念，

連結線表示概念間的關係，如此兩節點與概念間的連結線稱之為命題，

此為依基本單位（呂季霏，1992；Novak & Gowin, 1984）。

概念圖具有以下三個特徵︰（Novak & Gowin, 1984）

1. 具有階層性，上層的概念在頂端；

2. 以適當的文字來標出概念和連結線；

3. 階層當中的次分支與次分支，可以交叉連結（crosslink），其 中交叉連結線，是用來確定，或者是說明彼此之間關係。

概念圖之所以可作為評量與研究學習者的依據（Novak & Gowin, 1984; Novak &Musonda, 1991），主要基於下列幾項原因（Stuart, 1985）：

1. 概念圖能夠呈現學習者全部或局部思考過程。

2. 概念圖能夠透過計分來評量學習者間的學習成就，或者透過 前後測來評量學習前後的學習成就。

3. 概念圖能夠幫助學習者回憶與理解。

4. 概念圖能夠診斷學習者於某ㄧ主題的學習表現。

承上，簡言之，概念圖是將概念之間的關係表徵成圖形，其中的幾 何圖形表示概念，而連結線則代表概念之間的關係（Plotnick, 1997）。

概念圖的功能相當廣泛，首要為可以促進學生有意義的學習，以教學模 式論之，既可做為教學前後之評量工具，更可做為教學活動中的學習工 具。Reigeluth（1979）即指出︰「概念圖」可視為一種學習策略，在概 念圖的許多用途中，概念圖能提供先備知識的評鑑和診斷另有概念架 構；同時概念圖也提供知識本質之階層性、概念性和命題性；同時也作 為一種後設認知工具，以幫助學習者辨識他們認知的架構，使其成為更 有威力的整合形成。提倡概念圖之學者 Novak（1990a, 1990b）亦指出概 念圖可以當成一種教學與學習工具。此外，概念圖在某些領域中被當作 表徵結構知識的工具以及用來增進對書面教材的回憶和做為有效的學 習評量工具（Novak & Gowin, 1984），以下將說明概念構圖的步驟以及 在教學評量上的應用。

三、建構概念圖的步驟

Novak 所主張的「概念圖」是建立於學習的理論和研究上；認知科 學指出知識是以階層方式儲存，若能在開始前作出階層性比較好，同時 利用作圖也可以使我們對製圖者在不同時期作比較（黃台珠譯，2002）。

概念構圖的步驟如下︰

作概念圖的步驟

1. 由所要學的科學內容(如筆記、錄影帶、文章、教科書)選一至 十二個概念。

2. 將每個概念寫在不同的卡片上，將卡片置於大張紙上。

3. 選出上位概念置於圖的頂端，這即是組織你的概念圖。

一般的排至最專一的，由圖的頂端向底端。

5. 當概念位置排好，畫出概念間相關的線條，並標示線條上的 文字以表示此兩種概念間的關係。

6. 如果你想將你圖上不同分支的概念作橫向連結，可用點線，

並將其關係寫在點線上。

7. 若想將例子提供在某些概念下，將它以括號圈住。

8. 將例子和概念間以現相連，並加上「例如」。

9. 綜觀和反省，當你修改位置和線條直至你滿意概念圖的最後 形式。

Mintzes 等人(1998)建議使用小型圖來對學生引介概念圖，而小型 圖是指概念圖上只限於有限的概念以及例子（引自 Trowbridge &

Wandersee, 1994）。概念圖不是難學的策略，但是學生卻常在第一次概 念構圖時有受挫的感受；通常在至少作了十張圖之後，才能漸漸掌握其 中訣竅；因為這是新的經歷，許多學生被其他正式的或非正式的學習策 略困住，所以常對改變其策略表現出質疑，特別是他們曾在測驗題上有 好的表現之學生，具有低或中等能力的學生通常對概念構圖這樣的新學 習策略較期待，而高成就學生剛開始時很排斥，但逐漸因感受到概念圖 歷程能幫助他們學習而變得熱心；事實上，過去大多數的策略並不能幫 助學生知識的統整，或提供建構知識和生成新的例子的機會，這些均是

Wandersee, 1994）。概念圖不是難學的策略，但是學生卻常在第一次概 念構圖時有受挫的感受；通常在至少作了十張圖之後，才能漸漸掌握其 中訣竅；因為這是新的經歷，許多學生被其他正式的或非正式的學習策 略困住，所以常對改變其策略表現出質疑，特別是他們曾在測驗題上有 好的表現之學生，具有低或中等能力的學生通常對概念構圖這樣的新學 習策略較期待，而高成就學生剛開始時很排斥，但逐漸因感受到概念圖 歷程能幫助他們學習而變得熱心；事實上，過去大多數的策略並不能幫 助學生知識的統整，或提供建構知識和生成新的例子的機會，這些均是