心智圖筆記對國小五年級學生創造思考、學習成就之影響-以自然科「植物世界」單元為例

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(1)國立台灣師範大學生命科學系. 碩士論文. 心智圖筆記對國小五年級學生創造思考、學習成就之影響 -以自然科「植物世界」單元為例 The Effect of Mind Mapping on Fifth Graders’ Creative Thinking and Achievement. 研究生：李祐臣 Yu-Chen Lee. 指導教授：張文華博士 Wen-Hua Chang. 中華民國九十八年六月.

(2) 第一章緒論善用學習策略，有助於提昇學習成效，做筆記是最廣為學習者運用，也是研究者關注探討的學習策略。研究顯示，不同的做筆記方式，對於學生的學習歷程與成果，有不同程度、不同層面的影響。本研究主要在探討心智圖筆記對於國小五年級學生在自然科概念學習及創造性思考的影響。分成以下四節論述，分別為「研究背景與理念」、「研究目的與問題」、「名詞釋義」以及「研究限制」。. 第一節研究背景與理念廿一世紀是劇變的的時代，資訊科技迅速發展與流通，社會多元化的腳步也越來越快，人類面臨的「第三次產業革命」，是一個以「腦力」決勝負的「知識經濟」時代。此時，不論是創新思考、批判思考或解決問題之能力，皆是未來世界公民的重要基礎能力(教育部, 2002)。其中，創新思考可視為一系列知識生產、知識利用以及知識擴散的歷程，而創造力就是創新的火苗。因此創造力與創新能力之培育，不僅是提昇國民素質之關鍵，亦為發展知識經濟之前提，所以創造力教育也就成為未來教育工作之推動重點。朱長超 (2004) 認為，創造才能主要是後天鍛鍊出來的，透過提高左右腦半球的協調能力，可發展創新思維的能力。而諾貝爾生理醫. 1.

(3) 學獎得主 Roger W. Sperry (1975) 研究指出，左腦負責語文、邏輯等理性思考，右腦則掌管視覺、直觀等概略性思考。左腦的資訊處理是從局部到整體的線性積累，右腦則是以整體到局部的方式並列觀照並迅速整合。思考首先萌生於富有想像力與創造力的右腦中，再藉由左腦轉化成語言形式表達 (常雅珍, 2005)。透過左右腦協同運作的學習過程，讓左右腦的使用平衡，達到全腦開發的的方式，將能有效的提高學習效能。根據 Sperry 雙腦理論，英國學者 Tony Buzan 在 1984 年提出的心智圖 (Mind Map) 思考法。Sperry (1975) 教授在研究大腦皮質層的過程當中，發現大腦皮質層的左右兩邊有不同心智技能的傾向右腦掌控：韻律、節奏、空間認知、形態（完整圖像）、想像力、白日夢、色彩、尺寸大小。左腦掌控：文字、邏輯、數字、順序、行列、分析、清單 (Buzan, 2003)。運用上述的心智技能再加上學習者放射性的思考方式，即可繪製出以大腦思考為主軸之心智圖。心智圖思考法，是一種用來刺激並組織想法的全腦思考法，在日常思考、計畫和解決問題時，讓藝術和科學同力增效，追求大腦左右的平衡 (Gelb, 1999)。心智圖能讓學習者發揮開放性的思考，將主題內容做分類連結，達到有效的學習 (Buzan, 2003)。心智圖是以圖像為主體的思考方式，將主題放在中心點，向外做. 2.

(4) 放射性思考的知識連結，即把中心概念向外放射，在於以聯想分類、接龍，且心智圖的放射性思考類似人類大腦的思考連結方式，每一種進入大腦的資料，不論是感覺、記憶、或是概念，都可以自成一個資料核心，再從這個資料核心向外放射。根據心智圖理論，國內外多位學者運用心智圖於自然科教學中，國內 (林惠珠, 2007; 汪慶雲, 2005; 黃玉琪, 2006; 游姮茹, 2002; 蔡文山, 2006) 學者運用心智圖進行自然科教學，國外學者 (Akinoglu & Yasar, 2007; Goodnough, 2002) 則在自然教學中，讓學生運用心智圖做筆記，研究結果顯示，學生在學習成效以及創造思考方面的表現，均優於一般教學的學生表現。一直以來，學生的學習歷程，是許多學術研究所關注的焦點，期望能找到適合學生的學習策略，以提昇學習成效，並能培育學生全方位多元思考智能。研究者欲透過有效的筆記方式，來提升學生的學習成效。但目前國小階段，國小教師在進行自然科教學時，多數是運用習作練習，或者是學習單的填寫而已，並沒有教導學生養成做筆記的習慣。本研究之合作教師，在以往的教學過程當中，訓練學生運用條列式文字的方式，紀錄上課重點。研究者訪談該合作教師所任教的學生，不論高低學習成就表現學生，均認同上課做筆記能提昇學習效能。而進一步與合作教師晤談認為理想的筆記形式，其表示除了文字. 3.

(5) 呈現以外，希望學生能透過圖形、顏色及符號等簡而易懂的方式來做筆記，以節省筆記時間，並能展現學生的創意。. 綜合以上所述，研究者認為，學生應學習在自然科學習過程當中，將上課所學到的自然科學概念，利用心智圖做筆記。學生在做筆記的過程當中，運用心智圖思考方式，刺激並開發全腦，使左右腦協同運作，應能促進學生創造思考能力的培養，並使學生以主動參與的方式獲得科學概念，達到有意義的學習，進而提昇國民素質。. 第二節研究目的與研究問題本研究以國小五年級學生為研究對象，目的在探討學生運用心智圖對其創造思考能力的影響，以及心智圖筆記與條列式筆記對學生自然科學習成效的影響，並且追蹤學生對心智圖接受程度及使用意願。待答的研究問題有三項，分別為：一、心智圖筆記對於國小五年級學生創造思考能力之影響 1-1 運用繪製心智圖做筆記，是否能提昇學生圖形的創造思考能力？ 1-2 不同繪製心智圖能力的學生，其圖形的創造思考能力是否也不同？. 4.

(6) 二、心智圖筆記對於國小五年級學生自然科學習成就表現之影響 2-1 運用繪製心智圖做筆記學生，在自然科學習成就測驗分數上是否顯著高於條列式筆記學生及不做筆記學生？ 2-2 不同繪製心智圖能力的學生，其自然科學習成就表現是否也不同？. 三、國小五年級學生對於心智圖筆記的使用意願及接受程度 3-1 學生對於在自然科學習運用心智圖筆記的接受程度為何？ 3-2 學生對於日後在自然科學習運用心智圖筆記的使用意願為何？. 第三節名詞釋義本研究名為「心智圖筆記對國小五年級學生創造思考、學習成就之影響」。茲將心智圖、創造思考、學習成就等名詞之涵義說明如下：一、心智圖筆記心智圖法是一種把放射式思考具體化的圖像表達方法，能發揮大腦潛能，且符合人類思考模式的方法 (Buzan, 2007)。本研究中所指心智圖筆記，是以擴散思考方法，運用顏色、符號、線條、圖畫、關 5.

(7) 鍵字等，表現視覺化或圖像化的筆記。. 二、學習成就張春興 (1996) 認為學習成就是指個人在學業上實際所能為者，亦即個人目前在學習行為上所能實際表現的心理能力。本研究的學習成就定義為「學科成績」，指的是由研究者自編國小五年級上學期自然科植物世界單元之學習成就測驗得分。. 三、創造思考能力本研究中的「創造思考能力」係指一些被認為最能促成個人表現出創造性成就的心理能力之統稱 (Torrance, 1992 )。本研究是以李乙明 (2006) 所編定的陶倫斯創造思考測驗圖形版得分為指標。. 第四節研究限制根據本研究之研究目的及研究方法，本研究有以下限制：一、研究樣本本研究對象均為國小高年級在學學生，但對於不同年齡層學生，教師在引導學生繪製心智圖方式上需有所調整，因此研究結果及建議較適合推廣於同年齡層學生。. 6.

(8) 二、研究情境實驗學校位於都市舊商圈附近，屬於住商混和傳統型社區，受環境刺激對於圖形或符號所產生的反應，學生所發展出個人風格的心智圖結果，可能不同於偏遠地區的小型學校或文教區學校。. 7.

(9) 第二章文獻探討本研究以國小五年級學生為研究對象，目的在探討學生運用心智圖對其創造思考能力的影響，以及心智圖筆記與條列式筆記對學生自然科學習成效的影響，並且追蹤學生對心智圖接受程度及使用意願。根據上述研究目的，本章茲將相關文獻分成「做筆記輔助學習的理論」、「知識結構圖」、「創造性思考」、「心智圖實徵研究」以及「植物概念教學教材分析」進行探討與評述。在「筆記理論蘊含」的相關文獻部分，首先探討筆記對學習者在學習上所產生的影響；在「知識結構圖」的相關文獻部分，整理知識結構圖的主要種類及其差異比較；在「創造性思考」的相關文獻部分，釐清創造思考的定義，以及提昇學習者創造性思考的理論基礎；在「心智圖實徵研究知識結構圖」的相關文獻部分，再從文獻中探討如何透過課室教學，達到提升學生自然科學習成就以及創造思考能力；最後，「植物概念教學教材分析」的部分，呈現九年一貫課程實施後，植物概念學習在所自然與生活科技學習領域佔有的重要性。. 第一節運用做筆記輔助學習理論與實徵研究. 本節依據做筆記輔助學習理論與實徵研究，分成「筆記功能」、「運用筆記學習之相關研究」以及「知識圖筆記研究」三部分進行說明。 8.

(10) 一、筆記的功能根據資訊處理理論，資訊接收經過處理後，產生於短期記憶中，但能產生短期記憶的資訊有限，一旦所接收的資訊超過處理的限制，便無法進入短期記憶之中 (張春興, 1996)。Kiewra (1989) 認為，學習者在上課或閱讀過程中做筆記提供兩個主要的功能：編碼 (encoding) 和外部儲存 (external storage)。當學生做筆記時，有助學了解學習內容，因為做筆記的同時，學生需選擇性的注意資訊的吸收，這過程有助於資訊記憶的編碼。Katayama 與 Robinson (2000) 也認為，做筆記能協助學生在短時間內存取大量資訊，有助於複習重要內容。因此，教師應思考如何引導學生能記更多更完整的資訊於筆記當中，Kiewra (2002) 提出以下四種方法。（一）提供教師筆記：學生在上完課做完筆記之後，回顧教師在課後所提供的筆記，讓學生有機會填補遺漏的資訊，透過教師所提供的筆記，可使有紀錄及複習筆記的學生筆記能力獲得提昇。（二）提供骨架式 (skeletal) 筆記：事先提供包含單元主要概念架構的格式，讓學習者事先有該單元有初步的了解，有助於學習者在教學進行中的理解。（三）提供教師上課提示 (cues)：教師藉由提供學生有組織的提示，. 9.

(11) 呈現學習內容的主題，可提升學生筆記的組織性與完整性。（四）重複呈現上課過程：學習者透過錄影、錄音等方式，複習上課內容，可將上課過程中遺漏的資訊記錄下來。. 二、運用筆記學習的相關研究國內探討學生做筆記對學習成效的影響相關研究甚少，Lee, Lan, Hamman 與 Hendricks (2008) 針對國小三年級學生進行不同筆記形式對於高低學業成就學生學習表現之影響，實驗採 3×2 因子設計，將學生分成「提供上課完全提示」、「提供上課部分提示」以及「不提供提示」三組，分別探討對高低學習成就學生學習之表現。結果顯示，提供部分提示組的學生學習表現優於其他兩組，且高學業成就學生表現優於低學習成就學生。並建議教師在引導低學業成就學生發展筆記過程中，應提供更具架構的模式幫助學生建立上課筆記的能力。 Austin, Lee, Thibeault, Carr 與 Bailey (2002) 對大學二、三年級學生，以投影片的方式，引導學生做筆記。透過引導式筆記 (guided notes)，教師運用投影片，讓學生填入遺漏資訊，使學生能在上課時迅速的完成筆記，並能喚起學生求知慾望的行為。因此，引導式筆記能除了能幫助學生組織教材內容，並提供學生對上課內容有主動回應的機會。結果顯示，運用引導式筆記的學生，學生在概念晤談得分及. 10.

(12) 回應上課內容頻率，其平均值高於一般教學的學生。 Kiewra, Mayer, Dubois, Christensen, Kim 與 Risch (1997) 的研究中，針對大學生上課錄影，給予反覆二到三次的觀看，研究結果顯示，重複觀看上課錄影，可提升學生的筆記完整性，對於高階組織能力學生而言，重複觀看上課錄影，有助於學生整合次要主題的資訊，並增加學生對於次要主題資訊的回憶。綜合以上結果，研究者認為在發展學生筆記能力的過程中，可運用投影片的方式，提供學生提示，幫助學生了解該單元內容，並能在最短的時間內發展出具有一定品質的筆記，有助於學生複習與回顧，增進科學學習成就之表現。. 三、運用知識圖於筆記上的研究大部分學生所做的筆記是以大綱式 (outline format) 呈現，而 Robinson (1998) 認為，最有效的筆記方式應使用空間排列式 (spatial) 勝過於使用如大綱呈現的條列方式 (linear) 。Dansereau (1992)發展提供學生空間展示文本的工具，稱之為知識圖 (knowledge maps)。知識圖是利用二維向度空間，以節點連結 (node-link) 的方式表達想法間的關聯。以空間展示文本資訊的形式很多種，如概念圖 (concept map)、圖像組織圖 (graphic organizer, GOs) 等。Katayama and. 11.

(13) Robinson (2000) 認為，對於學生學習記憶而言，不論知識圖、概念圖或圖像組織圖，空間排列方式，學生的記憶容量均高於條列式如大綱、列表等呈現方式。因為除了語言回想以外，空間排列方式還結合了空間的回想，加深印象。而圖像的記憶優於文字語意的記憶，所以空間排列的筆記方式，能有效增進學生的學習效能。 Robinson, Katayama, Beth, Odom, Hsieh 與 Vanderveen (2006) 針對心理系研究生進行圖像組織圖 (GOs) 筆記的接受程度及學習效果的研究。研究分為兩組，一組提供學生刪除四分之一資訊的部分筆記給學生做筆記，另一組則提供完整筆記讓學生做筆記，結果發現，提供部分筆記組的學生，原本用條列式筆記改採用 GOs 做筆記的學生，隨研究時間進行而增加，且在試驗單元結束後的概念晤談表現，亦優於提供完整筆記組學生。因此研究者認為，透過具有組織性的圖像式筆記，能讓學生對主題內容有概觀整體性的了解，並透過概念間的連結，使學生熟悉概念的關聯性，較傳統條列式筆記而言，更能提升學生科學學習成就之表現。根據 Eppler (2006) 的理論，將包含圖像式組織圖等知識圖進行歸類比較，以下針對知識結構圖的部分，再進一步探討與說明。. 12.

(14) 第二節知識結構圖本節依據知識結構圖的理論，進一步闡述概念圖與心智圖的理論，並進行兩者之間的比較，分四部分說明如下。一、知識圖的理論陳永隆和葉鳳如 (2007) 認為透過圖形化的方式建立知識的架構，能使知識的呈現更加清晰，且能以宏觀的角度對知識結構進行檢視，以協助個人、團隊，甚至組織，更了解知識且進一步利用知識。知識圖，意思是以視覺化的方式來表示各種知識來源的儲存地點、專家所在的位置、知識元素的結構、知識與知識之間彼此的關係、任務與知識之間彼此的關係、知識與產品服務之間彼此的關係等等。 Eppler (2006) 根據知識呈現之方式與記錄知識元素資訊之不同將其分為五類：（一）知識來源圖 (knowledge source maps)：主要是呈現組織內的專家，包括他們的專業知識、與他們相關的人、上級主管、甚至是該專家人際關係分佈圖。（二）知識資產圖 (knowledge asset maps)：呈現現有的知識資產，例如個人、團體、部門、甚至整個組織，相當於一個圖形化的簡易資產負債表。（三）知識結構圖 (knowledge structure maps)：主要是在呈現一個知. 13.

(15) 識領域的整體架構，以及該領域內各主題、技能或知識彼此之間的關係為何。（四）知識應用圖 (knowledge application maps)：指在特定的過程或條件下需應用的知識有哪些，通常亦會標示出這些知識的所在地。（五）知識發展圖 (knowledge development maps)：呈現發展特定能力的必要階段，可以包括以個人為主、或以團體、甚至組織為主的圖形化界面。其中，知識結構圖能幫助學習者理解與學習特定領域，包括一個特定領域內有哪些知識、資訊、這些知識彼此間的關係為何、可以從何處得知這些知識的相關資訊等等，簡單來說就像知識的黃頁簿，可以快速的給學習者一個索引方向。根據 Gordon (2003) 的觀點，知識結構圖是以圖形化的方式呈現知識間之關係，其中包含了節點 (Nodes) 與連線 (Links) 的有向與無向性，節點代表知識，連線代表關係，連線將節點與節點連接起來代表兩節點彼此有關係。而知識結構圖就像概念圖 (Concept Map)，美國康乃爾大學學者 Novak 在 1971 年左右提出，概念圖具有向性與無向性的結構，各概念間均以連接字連接，排列知識概念圖時，概括性大的概念置於上 (Novak & Gowin, 1984)，而 Novak 與 Gowin. 14.

(16) (1984)將知識結構圖定義為「一種用來組織與表達知識之工具」。然而，各個不同的領域，對知識結構圖的也有不同的表達形式，如網狀、樹狀、規則等，例如 Buzan (1996) 的學習輔助之心智圖。以下針對概念圖及心智圖的相關研究進行探討。. 二、概念圖的理論建構主義學者 Ausubel 強調想達成最佳的學習效果，學習者的先備知識是最重要的，所以要產生有效的教學，需要教師選擇重要或是相關聯的知識，並幫助學生連結個人舊有基模中所持有的概念，才能助長有意義的學習 (meaningful learning)。Ausubel 學習理論「有意義學習」的特色為將新知識與學習者的舊知識做連結，而要達到此學習需有以下三個狀況 (余民寧, 1997)：（一）學習內容與生活有相連結：新的學習內容或材料有潛在意義性，即教材內容與日常生活經驗產生相關連結。（二）學習者要有意願學習：學習者願意主動將新知識與先存概念做連結，學習者的願意主動參與學習，才能將學習做有意義的聯結。（三）新概念學習與學習者舊概念作連結：學習者已有先存概念架構以連結新學習概念基礎，概念的聯結與學習者的先備經驗相同可產生認同，但若與先備經驗不相同易產生迷失概念，需要教 15.

(17) 師去引導糾正。所以 Novak (1984) 在康乃爾大學研究兒童科學概念改變歷程時，根據 Ausubel 之有意義的學習理論，發展出來用來表徵個人內在知識結構之工具，為一套方便可行的學習方法，稱為「概念構圖」 (concept mapping)，而所繪出來的圖就稱為概念圖。Novak 與 Gowin (1984) 的「學習如何學習」(Learning How to Learn) 一書問世後，受到科學教育界很大的重視，所謂概念圖是在教學的前後各給予受試者一組概念，然後要求受試者將這些概念運用適當的連接語將他們連接起來，以成為一個概念圖，教師可以從中偵測出學生的知識結構及錯誤概念。這種方法可以被視為一種學習評量工具，亦可視為一種學習策略 (余民寧, 1997；Novak & Gowin, 1984)。Novak 與Gowin 將概念構圖定義為「一種與學科結構、學習單元、或段落有關的雙向度之階層組織」，它能使我們的概念具體化，並促使整體概念系統的組織更為完善。概念構圖，從簡單的定義來說，係指學習者瞭解概念彼此間關係的一種視覺化表徵。它就像是一個圖形，在這個圖形裡，以一個個節點 (node) 來表徵概念，依照概括層次 (hierarchy) 排列，並以命題 (proposition) 連接各概念間的關係。由此可知，兩個概念、一個連結語形成的命題就是一個概念構圖最簡單的形式。命題愈清楚，概念構. 16.

(18) 圖就愈明確 (Novak & Gowin, 1984)。概念圖就像是一張攤開來的道路地圖，在這二度空間裡你的心智可以隨時從一個節點開始，跟隨著一條條貫串其中的連結線恣意地四處遊走，在另一個節點結束 (黃玉佳, 2003)。由上述可知，概念圖就是一種視覺化的空間圖形組織，它強調把雜亂、無秩序的概念依照合理的邏輯順序加以分類，且依照概念範圍的大小進行階層性的排列，透過連結語的串結將不同階層或是不同類別的概念作有意義的連結，建構成一個有意義的知識結構網絡。. 三、心智圖理論 Novak 在 1984 年提出概念圖的知識結構圖理論之後，知識結構圖的發展及應用也越來越廣泛，如概念結構化圖 (conceptual diagram)、視覺化隱喻圖 (Visual metaphor)等 (Eppler, 2006)。但繼概念圖之後，最常被使用在課室教學與學習之中的心智圖，是英國哥倫比亞大學社會學家 Tony Buzan，在 1996 年所提出的全腦圖像思考繪圖法。Buzan 認為，心智圖就像頭腦裡的一幅大地圖，為每一個主題標出詳細的道路，以視覺綱要呈現，提供學習者一個概觀地圖，協助學習者蒐集、整理大量的資料，以追求左右腦的平衡，提昇學習者的工作效率、學習效果及生命的成就感，是很好的分析工具(Buzan, 2007)。 17.

(19) McClain (1986) 認為，教師應透過教學同時刺激學生左右大腦，使學生有效的增加知識的吸收。經由心智圖主要有四項優點：（一）幫助教學者或演講者做事前的準備。（二）開放性的特質讓學生能善用大腦思考能力。（三）可幫助學生做筆記同時讓學生自由的思考。（四）促進學生對知識的理解。除此之外，透過心智圖的組織架構，能讓人易於做相關概念的聯想，具有幫助個人做具創造特性的記憶及連結先備知識的功能。 Sperry (1975) 教授在研究大腦皮質層的過程當中，發現大腦皮質層的左右兩邊有不同心智技能的傾向右腦掌控：韻律、節奏、空間認知、形態（完整圖像）、想像力、白日夢、色彩、尺寸大小。左腦掌控：文字、邏輯、數字、順序、行列、分析、清單 (Buzan, 2003)。運用上述的心智技能再加上學習者放射性的思考方式，即可繪製出以大腦思考為主軸之心智圖。心智圖是以圖像為主體的思考方式，將主題放在中心點，向外做放射性思考的知識連結，即把中心概念向外放射，在於以聯想分類、接龍，且心智圖的放射性思考類似人類大腦的思考連結方式，每一種進入大腦的資料，不論是感覺、記憶、或是概念，都可以自成一個資料核心，再從這個資料核心向外放射。. 18.

(20) Buzan (2003) 強調繪圖心智圖是件愉快的事，建議使用心智圖的規則如下：（一）使用強調法：以一個中心圖像為主題，利用圖文並茂的彩色圖形來表達，整個心智圖最好是三個顏色以上，較能吸引大腦的注意。（二）使用聯想技巧：利用聯想光芒、聯想接龍。聯想光芒屬於廣度的放射性思考，聯想接龍屬於深度思考，運用箭頭、色彩及記號來表示各概念彼此的關聯性。（三）採用放射性的組織圖：結構層次分明的概念組織圖與分類方式，能讓思考層次更符合邏輯。（四）培養個人風格規劃：由於每個人的舊有知識基模及先前經驗不同，所建構出的心智圖都不同，所以每一張心智圖都是獨一無二的。由上可知，心智圖的法則，目的是要增加心智思慮的自由度，而不是限制心智活動的自由。有條理不表示呆版，自由不表示混亂，真正的心智活動自由是從混亂中找出條理的能力，任何進入大腦的資料和想法都可成為思考中心，無須拘泥於制式化的規定。上述只是引導學生繪製心智圖的原則，學生若熟悉後，在進行腦力激盪時，除了圖形、線條、幾何，亦可加入條列式的清單，用簡單的句子作補充說明。. 19.

(21) 因此，在研究過程中，研究者需與合作教師充分溝通，只要學生願意繪製心智圖，他就開始進行思考。期望透過正向的語言鼓勵學生繪製心智圖，讓學生接受自然科教學做心智圖筆記，以及學生日後對心智圖仍具使用意願。另外，學生在利用心智圖做筆記時，教師應著重訓練學生利用圖文並茂的彩色圖形來表達，並使用聯想技巧，運用箭頭、色彩及記號來表示各概念彼此的關聯性。更鼓勵學生依據自己的舊有知識，發展個人風格的放射性組織圖。四、概念圖與心智圖比較 Eppler 在 2006 將知識結構圖加以分類比較，如表 2-1 所示。. 20.

(22) 表 2-1：概念圖與心智圖的比較 (Eppler, 2006) 概念圖 (J. D Novak). 心智圖 (T. Buzan). 樣本圖示. 定義. 概念圖是一種由上到下，顯示心智圖是一種多色彩、以圖像概念間關係的結構圖，包括概為中心的放射狀圖，用來表徵念間的連結和舉例。語義和概念層級位階的連結。. 主要功能. 有系統呈現主要及次要概念間的關係。. 以具創意和特殊方式呈現次要主題。. 應用條件. 課室教學、自我學習和複習. 個人化的筆記和複習. 應用方式. 當作學習支持工具，幫學生摘可讓學生迅速的製作筆記，或要主要課程主題或釐清概念階層性的建立課程主題的主要的組成元素和舉例。內容。. 構圖元素. 含有文本概念的方框並用箭頭連結標記。. 中心主題圖案和不同顏色的分支線，分支線上有文本概念或對應的圖案符號。. 閱讀方式. 由上往下. 由中向外. 構圖規則. 從主要概念開始（在上方），結束時舉例（在下方，不加方框），每個框內含有一個概念，運用箭頭表徵其關係，包含元素間的連結線。. 以主要主題開始（在中心），分支出次要主題，運用圖表、顏色去增加其額外意義。將文本概念寫在分之上方。. 可變性. 具彈性，但大多為分支方式. 具彈性，但大多為輻射方式. 難度. 中到高. 低. 伸展性. 有限制. 開放. 記憶性. 低. 中到高. 他人解讀能力高. 低. 21.

(23) Akinoglu 與 Yasar (2007) 認為，雖然心智圖與概念圖相似，然而，概念圖僅著重在概念定義上及概念間的連結，但心智圖則藉由多樣化的符號及圖像來促進學生回憶這些概念，並使學生的筆記的過程更有效率，以及從中發現樂趣。Eppler (2006) 根據 Buzan, Plotnic, Kinchin, Zeilik 等人對心智圖及概念圖研究結果加以比較，整理其優缺點如表 2-2 所示。. 表 2-2：概念圖及心智圖優缺點比較 (Eppler, 2006). 優點. 缺點. 概念圖 (J. D Novak). 心智圖 (T. Buzan). 1.快速的資訊瀏覽. 1.容易學習及應用. 2.有系統的提供概觀. 2.增強創造力和自我表現. 3.強調概念間的關聯. 3.提供簡明階層概觀. 4.可透過規則評鑑品質. 4.易於擴展和增加新內容. 1.傾向於個人化. 1.別人不易閱讀. 2.新手不易運用. 2.會過於複雜. 3.評鑑耗時. 3.不容易取得一致. 綜合以上所述，心智圖是一種具有概念圖階層層次的優點，沒有連接詞，且表達方自由廣泛。但是又有運用到認知行為科學的心智習性，經大腦與心智的結合的學習法，也是一種充分運用大腦的文字、圖像、色彩、表單、符號、邏輯、聯想、統整等能力的概念表達技巧。心智圖不同於傳統的條例式筆記，採用非線性的表達方式，因此可以 22.

(24) 隨時將任何想法加入心智圖中，學生可以用較有趣的圖像或簡單的文字去表達其對章節內容的概念。學生若能透過心智圖的學習，及搭配學校的複習考試，就能將短期記憶轉換成長期記憶，所以心智圖是讓學生學會學習的教學策略。但是心智圖法對於科學創造性問題解決能力之培養和教育上的意義，雖有實際上的功效，但在教學時間上仍有些缺點需要克服。故本研究在進行實驗單元教學前，需先設計心智繪圖教學，透過一段時期訓練，確定學生已建立符合繪圖規則後再進行實驗教學。. 第三節創造性思考創造力來自於我們對未知事物的反應，並且如火花一般瞬間點燃 (Mehrdad, 2003)。有些人的創造力是與生俱來，有些人則是透過後天的發展而成。創造力是自我瞭解以及自我實現的組成元素，沒有創造力則難以定義生活。但就創造力本身而言，是具有自由意志且不能分析，如美德一般難以定義，就科學的創造力來說，則是和靈性密不可分，這裡的靈性指的是同情、和平及誠實。具科學創造力特質的人，在科學探究過程中，即使在不知道如何形成的情況下，仍能設法提供可能的原因。 Hadamard 提出創造過程四階段 preparation、incubation、illumination 及 verification。具創造性思考的人對大自然充滿敬畏及懷疑，運用想像及洞察力去體悟科學的 23.

(25) 奧秘。創造力是產生可理解新想法的能力，是令人驚奇的且具有價值，學習者需擁有知識後才能產生創造性思考 (Mavis, 2007)。Boden 將創造力分成三種形式：creativity-combinational（用新方式結合舊有想法）、exploratory（在學科知識領域中的創造性）以及transformational （允許概念規則的變動）。而個人具有創造力的特質則分為兩種：Big C Creativity (BCC)，指的是天賦優異，以及 Little c Creativity (LcC)，指的是日常生活上創造力的展現。凡是具有思考能力的人，為了應付每日基本生活的挑戰，透過先備知識做出包含創新及發展的反應，即是發揮 LcC 的可能性想法展現。創造力既植基於知識領域之上，因此不同的知識背景便會發展出不同領域的創造力，而科學創造力便是在既有的科學知識基礎上發揮出來。換言之，由於每個人的科學知識之涵養基礎不同，再加上個人之思考特性的不同，而在科學創造力層次上有不同程度的發展與表現 (洪文東, 2002)。思考是一種問題導向的心理活動，由於不同的問題情境而產生不同的思考方式。思考必因問題的情境不同而產生不同的思考方式，而此不同的思考方式，也表現出不同的思考特性。若由思考特性來看，Guilford (1986) 認為，思考特性（如擴散性、流暢性、變通性等）可以顯出一個人的創造力。當一個人創造思考發揮盡致. 24.

(26) 時，便會產生創造力。具創造性思考的人由於其本身具有語言能力較強，閱讀速度較快，領悟力較高，喜發問及推理性思考，而且聯想力豐富，興趣廣泛，學習意願、動機較強，並能善作分析與歸納的思考特性與人格特質，而表現出其較高之創造力。 Torrance 所指的「創造思考能力」是一些被認為最能促成個人表現出創造性成就的心理能力之統稱。創造性思考能力包含擴散性思考，分為「流暢」、「獨創」、「標題」、「精密」以及「開放」五個向度。 Torrance 認為這些思考能力越高的人，將來越有可能表現出創造性成就。分成以下五點說明 (Torrance, 1992)：一、流暢 (Fluency)：關聯性想法的數量；顯示對刺激圖形產生聯想力的能力。二、獨創 (Originality)：獨特想法的數量；顯示對刺激圖形獨特、出眾的反應能力。三、精密 (Elaboration)：增加想法的數量；在想法上發展及精緻展現主題之能力。四、標題 (Abstractness of Title)：標題背後所隱含的圖像意義，所根據的想法是創造力所需的抽象思考。五、開放 (Resistance of Premature Closure)：心理上率真寬大的程度，係根據當資訊產生過程所保持的開放思維 (open mind) 的信念，. 25.

(27) 是創造行為所需考量資訊多樣性。綜合以上所述，研究者認為學生若能在學習過程中，透過先備知識做出包含創新及發展的反應，發揮創造性思考，使學生在學習過程展現創造力，將有助於學生科學概念的學習。因此，研究者希望透過心智繪圖的開放性思考特性，使學生在科學概念連結同時提升學生創造思考能力。. 第四節運用心智圖於自然科教學與學習相關實徵研究心智圖能讓學習者發揮開放性的思考，將主題內容做分類連結，達到有效的學習 (Buzan, 2003)，因此，國內外學者投入心智圖教學相關研究，包含運用心智圖呈現學生的自然科學習歷程 (林惠珠, 2007; 林嘉玲, 2002; Goodnough, 2002)，以及在認知、技能或思考、態度等方面的科學學習成果產生影響 (汪慶雲, 2005; 游姮茹, 2005; 黃玉琪, 2006; 蔡文山, 2006; Akinoglu & Yasar, 2007)。 Goodnough (2002)研究在國小六年級學生運用心智圖做科學課程的上課筆記，從研究結果中發現，心智圖的運用不但改進學生做筆記的方式，同時大多數的學生也認為透過發展個人的心智圖能增強學習效能，此外，教師在學生繪製心智圖筆記的過程中，也感受到學生對於科學的學習動機明顯增強。林嘉玲 (2002) 透過行動研究，尋找適當工具探索七年級學生健 26.

(28) 康與體育相關概念的歷程，首先由研究者以概念圖分析健康與體育的主要概念，找出自我、健康、運動為研究之中心主題，發現學生尋找關鍵字不易，且不利於顏色、圖像的運用，學生的聯想亦不順暢。接著讓研究者所任教的導師班七年級學生練習心智圖，研究者發現學生繪製心智圖較概念圖容易，但宜分階段逐步指導；一開始以整體的方式呈現，之後針對學生需要的技巧予以加強，如關鍵字表達、組織系統化、符號表單圖像的運用等，使學生漸漸的學會新的思考學習方式。且指導過程中需注重個別差異，使學生能充分運用全腦思考。汪慶雲 (2005) 探討「心智圖教學方案」對國小六年級學生自然領域學習態度與學習成就的影響，學習態度顯示：研究實驗組與控制組在「自然領域價值信念」方面有顯著影響，學習成就方面：記憶、理解部分，實驗組得分均高於控制組，且達顯著水準，「心智圖教學方案」實施成效：從學生的回饋單發現在心智圖六項關鍵技能中，超過八成的學生已經學會其中的五項，顯示教學成效良好。經研究結果，證實「心智圖教學方案」有助於自然領域的學習。游姮茹 (2005) 將心智圖法教學作為實驗處理並與高中化學科課程結合，用以提升學生的科學創造性問題解決能力，目的是要進一步分析心智圖法融入科學教育中對科學創造性問題解決能力的影響因素，經七週教學後研究結果顯示：實驗組比對照組在化學科成績有. 27.

(29) 正向提升的情形；心智圖繪製品質部分顯示，優等的學生群比心智圖繪製品質低等的學生群在學習上會有更好的表現。經由心智圖法的教學後，學生感受到以下的優點：一、將知識系統化的整理有助於記憶與了解。二、腦力激盪與邏輯思考引發出解決問題的動力。三、發掘他人未察覺到的問題。四、對知識產生認知上的關連性。五、在學習的過程中增加想像力，產生學習的樂趣。黃玉琪 (2006) 研究發現，自然科心智圖法教學方案對國小學生，在自然科學業成就有明顯地提升。教學回饋和學習反應調查問卷方面，大多數學生都喜歡學習使用心智圖法，對自然科心智圖法教學方案都抱持正向肯定的態度，此教學方案在自然科學業成就方面具有適用性。因此，自然科心智圖法教學方案對國小三年級學生的自然科學業成就，有正面的影響效果，能夠有效提升學生的自然科學業成就。蔡文山 (2006) 運用心智圖法的規則與步驟，設計一套融入國小五年級自然與生活科技領域之「心智圖教學方案」，研究結果發現，接受心智圖教學方案的實驗組學生，其學習動機以及學習成就表現，均優於一般講述教學的控制組學生。且不同自然與生活科技領域程度別之受試學生，其學習動機以及學習成就表現，在高程度學生優於. 28.

(30) 中、低程度學生；中程度學生表現亦優於低程度學生。林惠珠 (2007) 由學生發表分享自製心智圖的歷程，發現心智圖能協助學生將抽象思考轉譯為具體表徵，並促進學生溝通表達及互相欣賞之能力，心智圖亦可作為課程的前導主體，協助學生科學概念的建構，學生接受心智圖教學後對自然科的學習態度，達顯著差異。故心智圖融入教學的繪製有助於學生學習態度之建立，有助於學生對自然科之學習。 Akinoglu 和 Yasar (2007) 將國小六年級學生共 81 位學生分成兩組，實驗組學生在實驗單元前接受心智繪圖能力訓練，實驗單元進行時，實驗組學生運用心智圖做筆記，對照組學生則不需做筆記。從實驗單元學習成就表現上發現，運用心智圖做筆記學生，在學習成就表現優於對照組不做筆記的學生。綜合以上所述，心智圖是一種具有概念圖階層層次的優點，沒有連接詞，表達方式自由廣泛，但是又有運用到認知行為科學的心智習性，是一種經大腦與心智的結合的學習法，也是一種充分運用大腦的文字、圖像、色彩、表單、符號、邏輯、聯想、統整等能力的概念表達技巧。心智圖不同於傳統的條例式筆記，採用非線性的表達方式，因此可以隨時將任何想法加入心智圖中，學生可以用較有趣的圖像或簡單的文字去表達其對章節內容的概念。學生若能透過心智圖的學. 29.

(31) 習，及搭配學校的複習考試，就能將短期記憶轉換成長期記憶，所以心智圖是讓學生學會學習的教學策略。但是心智圖法對於科學創造性問題解決能力之培養和教育上的意義，雖有實際上的功效，但在教學時間上仍有些缺點需要克服。故本研究在進行實驗單元教學前，需先設計心智繪圖教學，透過一段時期訓練，確定學生已建立符合繪圖規則後再進行實驗單元教學。透過心智圖放射性思考特性，思考首先萌生於富有想像力與創造力的右腦中，再藉由左腦轉化成語言或文字形式表達 (常雅珍, 2005)。因此，研究者認為，學生使用心智圖於學習過程中，運用了全腦思考刺激並組織想法，除了能提高學習效能外，同時也促進學生創造力的提昇。. 第五節運用心智圖於提昇創造性思考相關研究錢秀梅 (2001) 將心智圖教學方案運用於身心障礙資源班學生的創造力影響，發現在圖形創造思考方面，實驗組顯著高於控制組，語言創造思考雖未達顯著水準，但實驗組的導師及家長皆對「心智圖教學方案」之實施採正向肯定之態度。黃玉琪 (2006) 研究發現，自然科心智圖法教學方案對國小三年級學生，在語文創造力之流暢力、變通力及獨創力；圖形創造力之流. 30.

(32) 暢力、變通力、獨創力及精進力，皆有明顯地提升。因此，自然科心智圖法教學方案對國小三年級學生的創造力有正面的影響效果，能夠有效提升學生的創造力。蔡文山 (2006) 運用心智圖法的規則與步驟，設計一套融入國小五年級自然與生活科技領域之「心智圖教學方案」，研究結果發現，接受心智圖教學方案的實驗組學生，其創造力表現優於一般講述教學的控制組學生。且不同自然與生活科技領域程度別之受試學生，其創造力表現在高程度學生優於中、低程度學生；中程度學生表現亦優於低程度學生。 Goodnough (2002) 研究在國小六年級學生運用心智圖做科學課程的上課筆記，從研究結果中發現，心智圖的運用促進學生創造力、組織思考和發展想法和概念的能力。 Haigh (2007) 認為一般科學課程的概念的學習無法兼顧提昇創造力，但如果將課程的知識概念，運用放射性思考繪製圖像式的筆記，在概念的學習過程，研究者認為即能同時達到創造性思考能力的提昇。因此，研究者欲探討心智圖筆記的運用是否能兼顧學習成就以及創造思考能力的提昇。而從上述文獻中發現，大部分研究者，皆設計心智圖教學方案來進行研究。學生學習成效以及創造力提昇效果，不易區辨是由教師設. 31.

(33) 計教學策略，抑或學生繪製心智圖的學習過程所達成。本研究則針對部分再進一步探討，學生在具備心智繪圖能力後，教師實施一般教學，學生使用心智圖筆記，其「學習成就」及「創造思考能力」表現能否優於傳統條列式筆記及不要求做筆記的學生。. 第六節植物概念教學教材分析民國八十二年我國教育部擬定的國民小學自然科課程標準中 (教育部, 1993) 與植物生長發育有關的部分包括：「生物各具有可辨認的特性」（例如植物之特徵）、「生物的構造與功能是相互配合的」（例如植物的構造、型態與功能）以及「生物及其生活環境」（例如生物生長的條件、生活環境的影響）。而民國八十七年教育部 (教育部, 1998) 公佈的的「國民教育階段九年一貫課程總綱綱要的「自然與生活科技」領域中與植物的生長發育有關的部分分別屬於幾個次主題：「生命的共同性」、「生物對環境刺激的反應」、「植物的構造與功能」、「生殖、遺傳與演化」、「生物和環境」。根據九十年教育部所頒訂九年一貫「自然與生活科技」學習領域之主要內涵為：物質與能、生物世界、地球環境、生態保育、資訊科技等學習，注重科學與科學研究知能，培養尊重生命、愛護環境的情操，以及善用科技與運用資訊等能力，並實踐於日常生活中。以下表. 32.

(34) 2-3 為九年一貫「自然與生活科技」分段能力指標與教材內容細目，研究者摘錄其中與高年級「植物」概念學習相關。. 表 2-3：九年一貫課程中有關開花植物生長發育與繁殖之教材綱要表課題自然界的組成與特性. 主題地球上生物. 次. 主. 題. 120 生命的共同性 3a 知道生物靠生殖延續後代 121 生命的多樣性 3a 自訂基準將常見的生物加以分類。. 自然界作用. 構造與功能 230 植物的構造與功能 3a 瞭解植物根、莖、葉、花、果實、種子的功能；並知道植物亦可由種子或根莖葉繁殖。同時能分辨有的植物會開花，有的不開花。. 演化與延續. 生命的延續 310 生殖、遺傳與演化 3a 知道植物可以靠根、莖、葉繁殖. 生活與環境. 生態保育. 510 生物和環境 3a 知道生物生存需要水、陽光、空氣、食物等資源，以及不同的環境有不同的生物生物與環境的關係 3b 生物的分佈及習性會受水、陽光、空氣、養份影響. 由表中可以看出，在九年一貫的課程中更重視以生活中之經驗來建構概念，使學生能在自然的情境中學習，並能自然的應用，更具強調生物與環境的關係。學生在國小三年級時已初步認識植物的根、莖、葉、花、果實及 33.

(35) 種子，並知道植物生長需要充分的空氣、水、陽光和養分。在四年級時更進一步認識水生植物的生長形態與通氣構造。表 2-4 為研究者所使用的第五冊南一版「自然與生活科技」學習領域教材內容與「植物」概念相關之分析。. 表 2-4：植物世界單元活動名稱、主要概念及節數比例分配表活動名稱. 主要概念. 植物的構造由植物澆水的前、後變化知道植物的根會吸收水分與功能. 節數 3. 藉由觀察芹菜吸收紅墨水實驗中，瞭解植物根、莖的功能探討其他植物根、莖的功能從夾鏈袋中可以得知水會從植物的葉片蒸散出去知道在不同的地方、天氣，植物的蒸散作用均不同觀察木瓜的開花、結果、結種子的生長過程. 3. 觀察並認識花朵的構造及昆蟲傳粉的資料認識各種不同形式的種子，來達到繁殖後代的功能知道蕨類植物是利用孢子來繁殖的利用植物繁殖可培養許多新品種的植物，並觀察他們外表差異植物除了種子，孢子來繁殖外，也可以用根莖葉來繁殖. 1. 選一種植物來繁殖，並觀察其生長情形植物的分類. 利用植物的某些特徵來做植物的分類. 環境會影響透過資料研討及校園植物觀察，察覺環境中光照、溫度、濕度植物的生活. 和土壤等因素會影響植物生長。推想不同棲地適應下來的植物也不同. 34. 2 1.

(36) 由表中可以看出，國小五年級的植物概念教學，主要在學生將過去所學關於植物根、莖、葉、花、果實、種子的構造與功能概念進行整合，以及有性及無性繁殖方式的介紹，並學會以簡單的方式將植物分類，並探討不同環境的植物生長發育的差異。該單元教學目標有：一、經由實驗覺察植物由根部吸收水分，由經輸送到葉，再由葉面蒸散出去。二、透過實驗及資料研討，認識植物根、莖、葉的功能。三、觀察花、果實、種子的成長過程，指出果實和種子都是由雌蕊發育而成的。四、透過資料研討，知道植物如何繁衍後代。五、透過資料研討和經驗分享，覺察有些植物的親代和子代之間具有相似性。六、探討植物繁殖的方式，如：種子繁殖或利用根、莖、葉來進行營養繁殖，並實地種植和紀錄新植物的生長情形。七、觀察植物的特徵，利用特徵將植物加以分類，製作簡單的植物分類表。八、透過校園觀察及資料研討，覺察環境中的光照、溫度、濕度、土壤等因素影響植物的生活。. 35.

(37) 由中小學課程標準與九年一貫課程綱要中可知「開花植物生長與發育」的相關概念是我國中小學科學課程中重要的內容之一，從上述分析中我們可以清楚地了解到我國中小學學生在自然科學課程中學習哪些與「開花植物生長與發育」有關的概念及其重要性，同時亦顯示了「開花植物生長與發育」概念包含許多特別的次領域，及其間交互影響的複雜特性。學生於小學一年級起即陸續於課堂中學習到相關知識，教師不免認為學生經過了長期的學習，有關植物生長與發育的概念應有所增長 (林曉雯, 2003)。然而，張寶連 (2001) 的研究指出，國內學生對植物體一般皆欠觀察，甚至教學者本身對其認知的不足，以致學生在學習階段中，誤認植物器官名稱者所在皆有，對建構其他生物概念諸如分類、生態和生理等方面的學習多有影響，故植物體構造及其功能概念研究探討學生對植物體的察覺認知不可或缺之一項。基於植物概念學習在九年一貫課程中的重要性，且學童對於生活經驗中的植物概念未具整體性的理解，所以研究者選擇以南一版第五冊「植物世界」做為本研究的研究主題單元，透過心智繪圖筆記，建構學生概念。若學生能透過心智繪圖筆記的運用，將所有概念以文字、圖像、色彩等方式紀錄，將有助於學生整合片段零散的概念，建構整體性的知識。並藉由放射性思考的聯想方式，使學生能將新知識. 36.

(38) 與舊經驗進行連結，深入探討學生在植物器官構造及其功能以及生長發育、與環境間的關係之概念學習情形。期望此研究之成果，提出植物相關概念教學建議及後續研究的理論基礎，以提供給科教學者、中小學教師參考，增進學生對於生物科學知識之瞭解與實踐。綜合本章總結，研究者基於以上文獻理論基礎，來發展後續研究方法，並經由研究設計所得到的結果，與文獻研究結果比較分析進行討論，以了解心智圖筆記運用於自然科概念學習的可能性。在運用心智圖的教學策略的文獻中，大多聚焦在教師運用心智圖教學對於學生的學習所產生的影響，有別於文獻中心智圖對於教師運用心智圖教學相關研究，本研究聚焦在學生運用心智圖筆記於一般自然科教學之中。研究者認為，讓學習者具備心智圖筆記能力來學習自然科，並能運用於一般自然教學之中，對學生日後繼續使用心智圖的能力才具有實質功效。所以本研究所探討的問題包括運用繪製心智圖做筆記，是否能提昇學生圖形的創造思考能力和自然科學習成就；不同繪製心智圖能力的學生，對其自然科學習成就測驗分數的影響；以及學生對於在自然科學習運用心智圖筆記的接受程度和日後對心智圖的使用意願。. 37.

(39) 第三章研究方法與過程本研究以國小五年級學生為研究對象，目的在探討學生運用心智圖對其創造思考能力的影響，以及心智圖筆記與條列式筆記對學生自然科學習成效的影響，並且追蹤學生對心智圖接受程度及使用意願。經由研究過程，想瞭解運用繪製心智圖來做筆記，是否能提昇學生圖形的創造思考能力。以及運用心智圖做筆記，在自然科學習成就測驗分數上是否顯著高於條列式筆記學生。此外，還想瞭解不同繪製心智圖能力的學生，其自然科學習成就測驗分數是否也不同。再者，想瞭解不同繪製心智圖能力的學生對於在自然科學習運用心智圖筆記的接受程度，及日後對心智圖的使用意願為何？最後是想瞭解自然科學習成就測驗分數不同的學生，對於在自然科運用心智圖筆記的接受程度，以及日後對心智圖的使用意願為何？針對前述研究問題，本研究兼用收集分析量化及質性數據。進行研究時，研究者運用控制影響研究情境的各項無關變因，並探索當有系統的操弄獨立變因時各項依變因的變化情形。由於實際教育情況的限制，而無法滿足逢機方式來分配樣本，因此研究者只能控制部分變因，採用「準實驗研究法」，運用變異數分析 (ANOVA) 及共變數分析 (ANCOVA) 創造思考測驗、植物單元成就測驗等量性資料，探討不同組學生的學習成效，並與具科學教育研究背景者，進行建立評分. 38.

(40) 者間信度，以評判學生作業單、訪談等質性資料的分析結果，來瞭解學生心智繪圖在自然科的學習情形，以及其與植物概念學習成就、創造思考能力之間的關係。. 第一節研究內容本研究自變項包含要求做心智圖筆記、條列式筆記及不要求做筆記的三種學習方式；依變項則為陶倫斯（圖形版）創造能力思考測驗 (李乙明, 2006) 及植物單元成就測驗兩項研究工具；控制變項則為班級間學生學習程度上的差異、實驗教學者以及授課節數。研究內容如圖 3-1 所示。. 控制變項 1.實驗教學者 2.授課節數 3.班級程度. 自變項. 依變項. 1.心智圖筆記組 2.條列式筆記組 3.不使用筆記組. 1.植物概念學習成就測驗 2.陶倫斯創造思考測驗（圖形版）. 圖 3-1：研究內容. 39.

(41) 第二節研究對象本研究實驗教學的學校規模為 43 班的中型學校，每班人數約在 31~ 32 人左右，位於台中市西區，屬於歷史悠久的傳統型社區，其所處的社區文化與教室情境等，可能不同於偏遠地區的小型學校或都會區的大型學校。合作教師為該校高年級自然科專任教師，教學年資 23 年，任教於高年級自然科 10 年，且擔任該校自然與生活科技領域召集人，自然科教學經驗相當豐富，頗受學生及家長好評。合作教師上課慣常採用投影片教學，且以作業單的形式（詳見附錄一），要求學生上課做筆記，做為每單元課程評量分數之一，她認為要求學生做筆記會讓學生上課專心，且學生透過筆記能複習每個單元的重點 ( 2008.04.02 訪談)。每個單元一開始，合作教師要求學生透過瀏覽該單元，並記錄重點，在投影片教學的過程當中，會給予教學提示，引導學生做筆記。該教師的教學策略，符合 Kiewra (2002)、 Austin 等 (2002) 的研究理論，因此商請該位教師擔任本研究之合作教師，藉由該位教師原本的教學模式，在與研究者充分的溝通，完全了解心智圖的特性與原則情況下，設計引導學生繪製心智圖筆記的教學流程，並讓學生能在一般教學的情況下，獨立製作心智圖筆記。本研究的實驗對象為合作教師所任教的五年級六個班級，其中四班為實驗班，二班為對照班。該年段重新編班，採常態編班，故可視. 40.

(42) 實驗組與對照組的學業成就水準是一樣的，並經由植物單元成就測驗前測成績，作同質性檢定加以驗證。. 第三節研究過程以下針對本研究之研究設計、研究發展工具、研究時間流程三部分來進行以下說明。一、研究設計本研究採準實驗設計，將參與研究的六個班級分為對照組 (2 班) 和實驗組 (4 班)。四班實驗班當中，再分成兩組，實驗一組學生運用「心智圖筆記」，實驗二組學生運用「條列式筆記」。而對照組則不要求學生做筆記。在教學預備週，心智圖筆記實驗班級先接受兩節的心智圖準備課程，課程內容在介紹心智圖特性及規則，並讓學生以自我介紹為主題練習繪製心智圖。進入實驗單元前，心智圖筆記組學生，利用八週自然課的時間，透過前兩個單元引導學生配合課程練習繪製心智圖。正式進入實驗單元時，實驗組與對照組，教師採用一般教學，進行為期三週的實驗教學，三組學生按實驗自變項設計進行實驗，以瞭解不同筆記方式對學生學習成就及創造思考能力的影響。三組實驗教學流程設計，如表 3-1 所示。. 41.

(43) 表 3-1：不同組別教學流程對照表南一版. 時間. 實驗一組. 預備週. 2節. 心智圖特性、規則，自我介紹心智圖. 3週. 教師預先構圖，配合投影片教學引導學生構圖. 太陽與四季為什麼 3週. 教師引導主要概念，學生發展次要概念. 3週. 學生獨立發展心智圖筆記. 戴眼鏡植物世界. 實驗二組. 對照組. 常規訓練. 條列筆記. 複誦教學. 投影片. 投影片. 在實驗處理前及實驗處理後，三組均接受「植物單元概念學習成就測驗」；在「陶倫斯圖形版創造思考測驗」部分，以「陶倫斯圖形版創造思考測驗－甲式」為前測，以「陶倫斯圖形版創造思考測驗－乙式」做為後測。實驗一組在實驗處理後兩週內，填寫「學習情形意見表」。前測中的「植物單元學習成就測驗」和「陶倫斯圖形版創造思考測驗－甲式」係用來作為分析時的共變項，以排除因無法隨機分配實驗組和對照組成員所造成的影響。實驗設計模式如表 3-2 所示。. 42.

(44) 表 3-2：準實驗前後測設計組別. 前測. 實驗處理. 後測. 實驗一組. O1, O2. X1. O3, O4. 實驗二組. O1, O2. X2. O3, O4. 對照組. O1, O2. C. O3, O4. X1 ：接受「運用心智圖筆記學習模組」實驗處理。 X2 ：接受「運用條列式筆記學習模組」實驗處理。 C ：教師不要求學生做筆記。 O1 ,O2 ：實驗處理前實施前測，包括「植物概念成就測驗」與「陶倫斯創造思考測驗－甲式」。 O3 ,O4 ：實驗處理後實施後測，包括「植物概念成就測驗」與「陶倫斯創造思考測驗－乙式」，實驗一組在實驗處理完兩週內，另做「學習情形意見表」。. 二、研究工具本研究所使用的研究工具，包括「植物概念成就測驗」、「陶倫斯創造思考測驗」及「學習情形意見表」三項，並透過「心智圖評分準則」，評量學生心智圖筆記。研究架構如圖 3-2 所示：. 43.

(45) 量性研究. 量性研究. 質性研究. 前後測實驗設計：. 前後測實驗設計：. 實驗組質性資料：. ‧植物單元成就測驗. ‧植物單元成就測驗. ‧學生晤談. ‧創造思考測驗. ‧創造思考測驗. ‧學習情形意見表. 研究結果討論與建議. 圖 3-2：研究架構. （一）植物概念學習成就測驗此成就測驗是由研究者參考南一版自然科試題題庫，經由指導教授以及兩位國小現職教師，共三位專家進行內容效度編制而成，試題內容根據本單元學習目標進行命題，以測量學生於實驗單元之後，在自然科課程的學業成就之改變情形。正式施測前，先請鄰近學校，已學過該單元及未學過該單元的學生，自然科高、中、低學習成就各一名，共六位學生進行預試試題（詳附錄二）試讀、試寫。確認學生明瞭題目敘述後，找合作學校六年級已學過該單元的三班，共計 103 位學生進行預測，經由難度及鑑別度分析後 (余民寧, 2003)，刪改低鑑別度及高難度試題後重新編號（見. 44. 植物單元課程實施. 學生運用心智圖筆記. 學生運用條列式筆記不要求學生做筆記.

(46) 表3-3），修正成為正式試題（詳附錄三）。前測內部一致性係數值 (KR20) 前測為 .51；後測為.78；延宕測為 .77。此測驗涵蓋本單元目標，該測驗得分可反應學生學習成效。. 表 3-3：預試試題與正式試題題號對照表預試試題題號. 難度指標. 鑑別度指標. 處理方式. 正式試題題號. 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27. .94 .64 .92 .74 .88 .92 .92 .80 .88 .76 .94 .60 .92 .82 .84 .86 .78 .64 .88 .38 .84 .86 .46 .86 .56 .60 .38. .12 .48 .16 .12 .16 .16 .16 .00 .24 -0.08 .12 .40 .16 .36 .32 .28 .36 .40 .24 .28 .32 .20 .68 .28 .48 .40 .20. 刪除保留刪除. 01. 45. 修改修改刪除刪除刪除修改刪除刪除保留刪除保留保留保留保留保留保留修改保留保留保留保留保留保留保留. 02 03. 04. 05 06 07 08 09 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20.

(47) 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41. .88 .94 .88 .92 .90 .32 .68 .88 .64 .74 .48 .72 .90 .78. .16 .12 .24 .16 .04 .00 .64 .24 .48 .52 .24 .48 .20 .36. 刪除刪除修改修改刪除修改保留修改保留保留保留保留刪除保留. 42 43 44 45 46 47-1 47-2 47-3 47-4 47-5 47-6 48-1 48-2 48-3 48-4 48-5 48-6 49-1 49-2 49-3 49-4 49-5 49-6. .44 .66 .60 .72 .68 1.00 .36 .98 .80 .64 1.00 .66 .70 .66 .62 .70 .82 .96 .96 .94 .86 .94 .74. .40 .44 .40 .32 .48 .00 .40 .04 .32 .40 .00 .44 .52 .20 .12 .20 .28 .08 .08 .12 .20 .12 .36. 保留保留保留保留保留刪除保留刪除保留保留刪除保留保留保留刪除保留保留刪除刪除刪除刪除刪除刪除. 46. 14 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35-2 35-3 35-1 36-1 36-2 36-3 36-4 36-5.

(48) 正式試題分為是非、選擇及配合三大類，共計 44 題。經由研究者以及兩位國小自然科教師，依據 Bloom 分析認知領域的教學目標 (黃政傑, 1997)，訂定內容細目表（見表 3-4）。訂定方式係由研究者與兩位自然科教師個別依據 Bloom 分析認知領域教學目標定義，審定每題之認知歷程向度，經由三位教師核對，針對不同看法之認知歷程向度題目進行討論，以釐清並確定每個命題之認知歷程向度。. 表 3-4：植物概念成就測驗內容細目表認知向度題目內容. 記憶. 題號. 了解 1.3.7.14.15.16.. 多功能的根、莖、葉. 27.. 開花、結果、結種子. 4.19.20.23.24.. 5.25.35.註 1. 植物的繁殖. 6.. 2.. 植物的分類. 36.註 2. 8.10.29.. 評鑑. 題數合計 13 9(12). 33.. 3. 22.. 6(11). 9.30.. 11.. 8(13). 分析 17.28.34. 18.21.26.. 環境會影響植物的生活. 題數合計. 應用. 12.13.32. 17(20). 【註 1】 35 題為叢集題，共計 4 小題. 3. 7. 5. 31.. 1. 36(44). 【註 2】36 題為叢集題，共計 6 小題. （二）陶倫斯創造思考測驗 ( TTCT ) 「創造思考能力」係指一些被認為最能促成個人表現出創造性成. 47.

(49) 就的心理能力之統稱，也有些人用擴散性思考或想像力來稱呼這些能力 (Torrance, 1992)。心智圖係利用此能力來進行繪圖，因此研究者欲藉此測驗，來測量學生於實驗單元之後，創造思考能力改變情形。研究者欲透過心智圖的擴散性聯想特性，來培養學生創造性思考的能力。Torrance 所指的「創造思考能力」是一些被認為最能促成個人表現出創造性成就的心理能力之統稱。創造性思考能力包含擴散性思考，分為「流暢」、「獨創」、「標題」、「精密」以及「開放」五個向度，Torrance 歷經 40 年 (1959~1998 年) 發展創造思考測驗，在心理計量取向的創造力研究中，陶倫斯創造思考測驗」，一直是學術研究上用以評量創造力的主要方法 (張世彗, 2007)，也符合本研究所欲探討的研究問題。因此，本測驗適用於研究者所使用的研究工具。本測驗提供了五項常模參照的分數，包括流暢、獨創、標題、精密、以及開放等。流暢是指生產大量圖形心像的能力，在計分時先將不合理和不恰當的反應刪除，其餘即為此項得分；獨創是指生產不尋常或獨特的創意反應的能力；精密則是從受試者的反應中看出其發展、潤飾、裝飾、完成或種種令構想更為周延的做法。在 1983 年發展的流線型計分法中，也增加了「標題」和「開放」兩項創造力指標，前者完整名稱應為「標題的抽象性」(Abstractness of Titles)，理論基礎是創造力高的人較能洞察問題的本質 (highlight the. 48.

(50) essence)、得知何者才是真正的核心，而這些能力可以從受試者為圖畫命名的抽象程度反映出來。至於「開放」原來的完整名稱應為「草率結束的抗拒」(Resistance to Premature Closure)，它是基於一般被共同接受的觀點而來的，因為創造行為需要個人在訊息處理歷程中「保持開放」，並能同時對多樣的訊息加以思考。 Torrance (1979) 認為測驗者對於他們所繪的圖形所下的標題，展現出其思考對圖形本質的掌握程度，可反應受試者對於圖像訊息轉譯成文字訊息的能力。但根據心智圖的理論，本研究主要在是運用圖像，來協助學習者進行概念的連結。在研究設計的構念上，專注在「流暢」、「獨創」、「精密」、「開放」四個面向。本測驗為「陶倫斯創造思考測驗圖形版」，測驗內容分三部分，每部分皆限時十分鐘作答。中文修訂版由李乙明 (2006) 於 2005 年 3 月開始，至 2006 年 2 月完成，歷時十一個月。常模係依全台灣北、中、南、東四區抽取年級範圍從國小一年級至高中三年級，共十二個年級組共 1092 人建立常模。本測驗相隔六週進行重測信度，信度係數介於 .401 ~ .724 之間，複本信度則介於 .598 ~ .951 之間，均達顯著水準，可見本測驗有良好之信度。本測驗並以「威廉斯創造力測驗」的「創造性思考活動」建立效標關連效度，係數介於 .574 ~ .877 之間；甲式、乙式各項得分的內部相關介於 .597 ~ .812 之間，皆達顯. 49.

(51) 著水準，顯示具有良好的效度。研究者研究對象為國小五年級學童，含括在常模參照的範圍之內。由研究者以本研究對象六個班級 186 位學生為樣本，樣本在本測驗甲式的內部一致性係數 (Cronbach's α) 為 .805，乙式的內部一致性係數為 .770。至於各項得分的內部相關，甲式介於至 .594 至 .886 之間，皆達顯著水準。乙式則介於 .153 至 .318 之間，皆達顯著水準。針對本測驗所建立的評分者間信度，及評分方法解釋說明如下： 1. 評分者間信度由於本測驗的評分經常受評分者主觀因素影響，根據 Torrance (1974) 的說明，對於評分者的訓練所採取的步驟如下：首先評分者需先瞭解三個活動的理論基礎，明白流暢、獨創、標題、精密以及開放性的意涵後，請評分者仔細閱讀本手冊裡的評分規則內容，依其規則批改至 5 份的作業本，然後與受過訓練而經驗豐富的評分者討論每個評分指標上不易評定之處。在取得觀念的一致性之後，抽取 25 至 40 份作業本各自批改，然後求取評分者與有經驗評分者之間的相關，通常相關係數在 .90 以上，即表示評分者之間的信度相當高。由吳靜吉等 (1981a, 1981b) 的信度研究顯示，經過訓練的評分者都能得到相當高的一致性。依上述評分訓練過程，首先研究者先了解三個活動的理論基礎，. 50.

(52) 依指導手冊規則批改五份作業本，然後與本測驗發行出版社之受過訓練而經驗豐富的評分者討論每個評分指標上不易評定之處。取得觀念的一致性之後，抽取一班甲、乙二式各 25 作業本各自批改，評閱後計算出各向度評分者間信度，見表 3-5。從表中可知，本測驗評分者間信度係數介於 .934 至 1.000 之間，可見本測驗結果具有相當高的評分一致性。. 表 3-5：評分者間一致性係數版本. 人數. 流暢. 獨創. 標題. 精密. 開放. 全量表. 甲式. 25. .994**. .997**. .995**. .994**. .996**. .995**. 乙式. 25. 1.000**. .997**. .934**. .997**. .998**. .985**. ** p < .01. 2. 評分方法與解釋常模參照分數包含兩項衍生分數：標準分數與百分等級皆為常態化分數，標準分數前者平均數 100，標準差 20，這種分數除了可以進行年級內的對照之外，亦可提供跨年級的比較。在解釋各項創造力指標分數時，說明如下： (1) 流暢係指適當反應的總數。在解釋分數時，評分者應參考受試者在其 51.

(53) 他向度上的得分情形進行判斷。 (2) 獨創係根據全體常模樣本的反映出線率而決定是否得分；此外，也根據受試者是否出現組合式反應而額外加分。 (3) 精密這項分數乃奠立在兩項基本假定上，首先，對刺激圖形產生最起碼的反應，應只視為單一的反應；其二，在細部上展現與表達想像與思考能力就是精密的表徵。 (4)開放受試者保持開放，延緩封閉，直到心智跳躍，產生獨創觀念為止。創造力低的人傾向未經縝密思考有用資訊，即快速封閉，以致斷送更具重要性的獨創思維的產生。. （三）學習情形意見表研究者在研究進行過程中，觀察學生上課學習表現，以及晤談學生學習狀況，並參考汪慶雲 (2006)、黃玉琪 (2006) 之研究，針對使用心智圖筆記班級學生設計學習情形意見表，經由指導教授及合作教師，進行專家內容效度檢核。並由該年級非實驗班級學生，自然科高、中、低成就學生各一名，共三位學生試讀、試寫，修改編制成正式意. 52.

(54) 見調查表（詳附錄四）。意見調查表分四個向度，分別為「自然科學習意願」、「創造性思考意願」、「對心智圖接受程度」以及「日後繼續使用意願」。以此意見調查表作為研究工具來進行探討，進一步瞭解實驗組學生，對心智圖運用在自然科筆記的看法與接受程度。心智圖筆記組學生在實驗單元結束之後兩週內填寫，針對意見表內容進行描述性統計，並分析統計結果與進一步討論該結果之形成原因。. （四）心智圖評分準則本研究之心智圖評分標準主要分為「內容」、「規則」及「創意」三部分，根據林佳玲 (2003)、林惠珠 (2007)、黃玉琪 (2006)、Christine Hogan (引自 Buzan, 2004) 等人研究，訂定八個向度的評分等級，並邀請指導教授與合作教師兩位專家討論修正，建立內容效度。再經由研究者試評學生作品後修訂而成（如表 3-8）。評分方式由研究者與熟稔心智圖規則之合作教師，抽樣 10 件學習單，進行建立評分者間信度，Spearman’s rho 係數值達 .846 ( p = .002)。俟評分者間信度建立後，由研究者和合作教師共同討論，給予評分。評分完成後，以筆記得分在全班前 33% 為高分組學生；得分在全班後 33% 為低分組學生，以下就植物單元心智圖筆記高低分作品各一份，說明評分方式。. 53.

(55) 表 3-6：心智圖評分準則 4 能涵蓋本單元 90%以上的專有名詞或概念重點 3 能涵蓋本單元 80-89%的專有名詞或概念重點廣度內容. 2 能涵蓋本單元 70-79%的專有名詞或概念重點 1 能涵蓋本單元 60-69%的專有名詞或概念重點 0 能涵蓋本單元 60%以下的專有名詞或概念重點 3 主概念及次概念有層次性、組織性的呈現. 深度. 關鍵字. 規則. 連結線. 顏色. 2 分類有主概念和次概念的層次性，但仍可更好 1 有試著分類，但沒有區分主概念及次概念的層次性 0 分類不清楚 3 確實寫出關鍵字或用圖形符號呈現，且皆在線條上面 2 確實寫出關鍵字或用圖形符號呈現，但部分不在線上或部份關鍵字過長 1 有主要註解或關鍵字呈現，但大部分不在線上或大部份關鍵字過長 0 無主要註解或關鍵字呈現，或關鍵字皆不在線上 3 不同主幹相同概念間的連結 2 同一主幹中，不同枝幹相同概念間的連結 1 同一主幹中，同一枝幹相同概念間的連結 0 均無運用或無意義的連結 3 一個主幹的所有枝幹均用同一顏色，且有粗細之分 2 一個主幹的所有枝幹均用同一顏色，但無粗細之分 1 整幅心智圖均同一顏色或主枝幹不同顏色，但主枝幹有粗細之分 0 整幅心智圖均同一顏色或主枝幹不同顏色，且主枝幹無粗之分 3 有運用圖形或符號，適度表現在相對應的概念上. 符號. 2 有運用圖形或符號，但數量不明顯 1 幾乎沒有運用圖形或符號，或明顯與對應概念無關 0 均無運用 3 有發展枝幹，且每個聯想均確實且表現出關連性. 創意. 放射思考. 2 有發展枝幹，且大部分聯想確實且表現出關連性 1 有發展枝幹，但大部分聯想未表現出關連性 0 僅只有主幹未發展枝幹，或有發展枝幹但焦點不在主題上 3 主題呈現具特色、空間安排恰當、版面簡潔流暢三者兼具. 個人風格. 總分. 2 主題呈現具特色、空間安排恰當、版面簡潔流暢具備其中二者 1 主題呈現具特色、空間安排恰當、版面簡潔流暢具備其中一者 0 主題呈現具特色、空間安排恰當、版面簡潔流暢三者皆無 25. 54.

(56) 圖 3-3：心智圖筆記高能力學生作品 (s50730). 圖 3-4：心智圖筆記低能力學生作品 (s50201). 55.

(57) 在圖 3-3 中，該學生除了在「連結」向度中，僅表現出同一主幹中，同一枝幹相同概念間的連結，因此在該向度僅得到 1 分，其餘向度皆有達到滿分的標準。而該學生的筆記分數，在該班屬於前 33% 的群組中，所以是心智圖筆記高能力學生。在圖 3-4 中，因該學生在「深度」向度中，雖然分類有主概念和次概念的層次性，但在構造功能的主支幹仍可更好，所以得 2 分；在「關鍵字」向度中，因部分關鍵字過長，且有些未書寫於線條之上，因而得 2 分；在「連結線」向度中，僅表現出同一主幹中，同一枝幹相同概念間的連結，因此在該向度僅得到 1 分；在「符號」向度中，因只表現出太陽符號，幾乎沒有運用圖形或符號，或明顯與對應概念無關，因此在該向度僅得到 1 分；在「放射思考」向度中，有發展枝幹，且大部分聯想確實且表現出關連性，但在環境影響植物的枝幹發展為確實完成，所以得 2 分；在「個人風格」向度中，因為中心主題未呈現個人特色，且版面的配置上過於集中在上半部，因此在該向度僅得 1 分。該學生的筆記分數，在該班屬於後 33% 的群組中，所以是心智圖筆記低能力學生。. 三、研究流程本研究的研究流程主要說明如下：. 56.

(58) （一）蒐集相關文獻，分析心智圖之組成，以建構心智圖之理論模型，做為發展編制心智圖教學之依據。並釐清創造思考能力的定義，以探討創造思考能力與心智圖理論之間的關連性。（二）根據文獻探討設計實驗處理方式，並發展研究工具，待實驗處理完畢後整理分析資料，進行結果描述與討論。（三）研究進行分三階段，分別為「準備階段」、「實驗處理階段」、「完成階段」，流程如圖 3-5 表示。. 圖 3-5：研究流程. 57.