概念構圖融入教學的相關研究

前三節的文獻資料中可以得知 Novak 的概念構圖理論基礎與應用方式，經過教學研 究人員二十幾年的嘗試，概念構圖逐漸成為以學習者中心的有效教學策略之一。在國內 外皆有許多研究針對「概念構圖」融入在課程教學、評量應用、教材分析或是用作學生 學習策略的各種研究。而本研究是以「概念構圖」融入生物課程的方式進行教學，因此 研究者從國內學術機構網站如國家圖書館博碩士論文系統、臺灣期刊論文索引系統、師 範聯合系統資料庫、教育期刊論文線上資料庫、國立教育資料館 ERIC 資料庫，以及國 立臺灣師範大學圖書館、臺北市立圖書館館藏查詢系統盡可能蒐尋有關於「概念構圖」

的研究。

而部分未能進行電子全文下載之參考文獻，研究者便至國家圖書館、國立臺灣師範 大學圖書館查閱，或是經由全國文獻傳遞服務系統得到所欲參考之資料，經過閱讀後，

針對融入「概念構圖」策略的相關教學研究再進行蒐集彙整。

研究者參考范瑞東（2005）之概念構圖教學策略對學習成效影響的後設分析，該後 設研究對於 1993 年至 2004 年的概念構圖實徵研究進行彙整；研究者立基於此，主要蒐

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集 2005 年後至今的相關研究，進行文獻統整，整理有關概念構圖融入教學研究的情形

，依研究者發表年代、教學研究科目、研究對象、研究方法與時間以及研究結果等進行 探討，接續探討概念構圖融入生物教學的研究，最後統整概念構圖融入教學的正向論點。

壹、概念構圖融入教學之研究情形

經研究者蒐集關於運用概念構圖策略融入在課程教學、學習策略、評量輔導、教材 組織分析、結合其他教學模式等國內研究文獻，包含博、碩士論文與期刊論文共 160 篇；

對於各研究中對於研究者、研究科目、研究對象與重要研究發現，如附錄一。研究者分 析附錄一中的相關研究文獻，各依不同變項進行分析。

一、依研究年代而言

從研究者整理附錄一的 160 篇概念構圖實徵研究中，有 41 篇是在 2006 年至 2010 年發表，佔全部的 25.6%，而在 2000 年至 2004 年的研究有 91 篇，佔 56.9%，1999 年以前的研究篇數則有 28 篇，佔 17.5%；換句話說，研究者整理的概念構圖相關研 究中，有 132 篇（82.5%）的論文數目為晚近十年左右教育學者研究主題，因此概念 構圖實是一種有助於教師教學或學生學習的策略，值得讓許多現場教師與教育人員投 入探究。

二、依研究領域科目而言

在附錄一的研究整理中可以發現到概念構圖在不同領域的運用情形，關於語文、

閱讀、作文的研究篇數有 22 篇，佔全體 13.8%；數學領域研究則有 5 篇，佔全體約 3.1%；自然領域（包含物理、化學、生物、生活科技、地球科學及科學閱讀）的研究 有 78 篇，佔全體 48.8%，幾乎達過半，而其中生物的篇數有 19 篇，佔全體的 11.9%；

社會領域（地理、歷史、公民等科目）的研究有 19 篇，佔全體 11.9%；綜合領域、

藝術與人文領域、健康與體育領域、電腦科則共有 16 篇，佔全體 10.6%；其他如高 中職的會計科、設計繪圖、網路學習、大學學程科目與師資培育課程則共有 21 篇，

佔全體約 13.1%。從研究者的研究整理比較得知，科學類的概念構圖融入教學研究比 例甚高，可知概念構圖策略對於科學教學應有相當助益而使得多數教育研究者進行相 關探究。

三、依研究對象而言

附錄一所整理出來概念構圖研究的研究對象中，可以發現針對課程教材、教學模 式的分析有 6 篇，佔全體 3.8%；研究對象為大學生以上年齡的研究有 19 篇，佔全體 11.9%；研究對象為高中職學生的研究有 14 篇，佔全體 8.8%；研究對象為國中學生 的研究有 25 篇，佔全體 15.6%；研究對象為國小學生有 92 篇，佔全體達 57.5%，已

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逾半數；對於學齡前幼童的研究也有 3 篇，佔全體 1.9%；運用概念構圖研究不同年 段（國小、國中、高中）的學生認知發展則有 1 篇，佔全體 0.6%。從分析結果得知，

概念構圖的研究對象橫跨許多年段，然而，大多的概念構圖研究對象針對國小學生，

而國中學生次之，最少的則為學齡前幼童的研究；這樣的研究設計現象呼應 Piaget 的 認知概念階段發展論以及 Bruner 的學習表徵階段發展論，大多數學生在國小高年級（

五、六年級）過後，較能夠進行形式運思，並且運用符號、抽象的表徵進行學習，故 多數從事概念構圖教學研究的對象會以具備抽象思考能力且可能較為熟練的學生進 行深究。

另一方面，Piaget 與晚近許多的教育研究結果也有顯示，並非所有未達小學高年 級的學生皆未具有運用抽象思考、符號表徵學習的能力，並有不少研究在嘗試將抽象 的圖像表徵策略融入小學教學以探測學生是否能適應圖像式的學習，或是加以運用其 策略輔助學習因此，概念構圖在於國小學生的研究份量得以如此龐大。

四、依研究方法與時間而言

從研究者所蒐集而來的概念構圖實證研究中，有高達 9 成以上研究方式為教學實 驗，其中有 7 成採用準實驗研究法，並以不等組前後測的設計方式，進行統計考驗，

其餘多半為行動研究或是以質性方式如觀察、訪談與文件分析進行深究。除了教學實 驗的研究方式之外，也有幾篇針對課程章節內容的編排進行分析，以利教師規劃教學 、組織教材後進行教學活動，提升教師教學效能。

另就教學實施時間而言，最短只有一小時，最長則達一學期，整體而言是在三至 四週左右，而研究者也以四週的教學實施來進行研究。

五、依研究結果而言

從研究者整理的相關研究中，針對學習成效有 7 成表示概念構圖具有正面影響；

而僅有 1 成多的研究顯示呈現負面。然而，概念構圖可為一種教學策略，若是融合到 不適宜的教材內容或課程設計，都可能招致負向學習結果。

在這些研究中，量化的研究設計主要將概念構圖視為一種教學策略，經教學後檢 驗學生的學習成效，多半以專家構圖來作為學生概念構圖的參照，而質化的研究重點 是以概念構圖作為診斷性工具，探測學生的學習概念；此外，以概念構圖方式作為瞭 解學生迷思概念與概念改變情形的研究為數不少，亦有將其視為後設認知工具，作為 反省或監測概念學習的過程。

另在 10 幾篇研究中，發現到高能力、高學習成就、場地獨立型學習風格的學生，

對於概念構圖的學習方式表現會明顯較佳。有 30 幾篇研究表示研究對象明顯對概念 構圖持正向肯定，而持負面態度的研究結果，在研究者所整理的文獻中則在 5 篇之內。

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此外，當前資訊融入教學已然成為趨勢，將概念構圖策略電腦化的研究在近幾年 出現頻度增加，同時在認知學派典範、建構主義哲學的教育趨勢引導之下，資訊融入 概念構圖策略運用於教學的成效，已然受到相當重視。

貳、概念構圖融入生物教學的研究

從附錄一的相關實證研究整理表中，針對概念構圖融入生物教學方面的研究，可以 發現許多正向肯定的研究結果；以下茲就概念構圖融入生物教學的方式以及學生的學習 態度與成效進行研究結果的探討。

Okebukola(1992b)曾對 138 位選修生物學的大學生進行概念構圖融入遺傳學、生態 學的研究，發現概念構圖組的學生在遺傳學和生態學的有意義學習測驗上表現皆較傳統 教學組為佳，且在科學焦慮上有統計上顯著的降低。Weiss & Levison(2000)進行概念構 圖融入教學對於大學生醫學理解的研究，也發現到類似的結果。

大多數使用量化取徑的教學實驗，都呈現出概念構圖融入教學有助益學生的學習；

如林達森（2004c）針對 221 國小五年級學生，進行一個月的教學實驗，以不等組前後 測的方式運用概念構圖教學法，進行國小生物能量概念教學與評量研究，發現概念構圖 教學法能提升學習成效。

此外，林達森（2004b）對於 210 位高中生以不等組前後測的方式進行教學實驗，

研究發現到運用概念構圖融入科學教學模式在高中生物科生物能量教學，實驗組學生的 表現顯著優於控制組學生，且實驗組主要的迷思概念少於控制組。而陳祥、許健將

（2003）也對 204 位高中一年級學生進行三個月的教學實驗，以不等組前後測的方式初 探基礎生物課程概念圖的學習成效，也發現到同樣的結果，且學生持以肯定支持的態度。

概念構圖融入生物教學的研究除了融入在能量概念的教學主題外，在生態與演化的 概念也呈現出概念構圖教學策略對學生在認知與概念之間的關聯都有正面的助益，林日 宗（2002）對 70 位高三生進行概念構圖融入演化單元教學研究結果中，透過教學實驗 探究學生的學習成效，發現概念構圖教學組的學生演化概念的連接性及概念圖的豐富性

，在實驗組皆優於傳統教學組。而徐兆正（2002）以概念構圖作為教學策略，進行教學 實驗於六年級生，並經由課室觀察、訪談的方式發現學童透過概念構圖教學策略後，在 生態概念的認知理解上都有很大的進步，亦擁有較豐富的概念架構。

概念構圖除了有益學生的學習，對於教師在課程規劃與實施亦頗有助益。李秀娟、

張永達與黃達三（1998）針對國中生物教材中神經系統單元進行分析，發現面對涵蓋 概念較多的章節，概念圖是很好的教學策略，教師可已在教學前製作一份完整的概念

張永達與黃達三（1998）針對國中生物教材中神經系統單元進行分析，發現面對涵蓋 概念較多的章節，概念圖是很好的教學策略，教師可已在教學前製作一份完整的概念