基于概念流程圖的小學生認知結構評價方法研究

甘亦來+焦嬌

【摘 要】基于概念流程圖法，對六年級3名學生進行個案研究，發現利用概念流程圖分析法可以更加有效的將學生的認知結構外顯，有利于清晰的洞察學生的認知結構變化，從而指導課堂教學，而且也更加精準的定位學生的學業水平，有利于教師的因材施教。

【關鍵詞】認知結構；概念流程圖

學生的認知結構歷來是教育研究者關注的焦點，Piaget認為認知結構是包括動作結構和運算結構在內的從經驗到概念的中介，是主體內部的一種動態的、可變的圖式，認知結構的評量也被視為是學習者科學學習成果的重要的指標之一。根據安德森的認知神經理論認為，圖式中節點越多，連接越強，圖式內信息的穩定性和可獲得性就越強。而且安德森提出，可以利用概念流程圖來外顯學生的認知結構。這個方法可以在訪談者最少的干預下，提供受訪者認知結構的相關信息，臺灣的Tsai和Huang認為“概念流程圖分析法”能有效表征學習者的認知結構，能夠幫助研究者得到最多認知結構的相關信息。而臺灣的吳穎沺也利用該方法，發現了在建構主義理論指導的教學下學生認知結構的優勢。

雖然國內外均有不少研究者在探討和研究科學學習活動對學生科學學習成果的影響，然而，通過分析學習者的認知結構以發現教學行為對學生的科學學習成果的影響，這種方法卻鮮有發現。因此，本研究旨在嘗試利用“概念流程圖分析法”了解學習者在學習后的認知結構，對學生的認知結構進行表征展現，以發現在學習的過程中，認知結構的變化情況。

1.對象與方法

1.1對象

選取六年級三位各科學業成績較好的學生。

1.2方法

課程內容采用教科版科學六年級上冊內容，按照正常進度教學，在完成《電能從哪里來》一課的兩小時內，對3名學生進行測試。

本測試采用訪談記錄法進行。測試中首先向學生提出以下幾個問題：

（1）關于《電能從哪里來》這課你能想到哪些方面的知識或內容？

（2）你還能補充的更加詳細些嗎？

（3）你所提到的那些概念之間有什么關系？你可以用線將相應的概念之間進行連線。

根據學生的筆記進行整理、繪制流程圖，并按照課程內容，解析前概念和課程概念，通過分析以了解通過正常的科學教學后，單元概念在學生大腦中的呈現情況，學生的認知結構的變化及知識的建構過程，為教學提供參考。

2.結果與分析

2.1概念流程圖的繪制

通過訪談記錄繪制概念流程圖，概念流程圖嚴格按照學生陳述和記錄概念的先后順序進行繪制，每一條陳述內容前的數字代表該條內容的陳述順序。在概念流程圖中的“直線連接線”代表受訪者的陳述內容的先后，也代表該條陳述在大腦中出現的先后；而“回歸連接線”，代表概念流程圖中相關陳述的連接。據此對這些學生的概念流程圖進行數據分析。

2.2概念流程圖的數據分析

概念流程圖中的“直線連接線”代表認知結構中的“概念數量”，而“回歸連接線”的數量代表“概念與概念之間的連接情況”，而通過計算“直線概念復雜程度”，來表征學生大腦中的認知結構的復雜程度，其中直線概念復雜程度=回歸連接線/（回歸連接線+直線連接線）。此外，對概念流程圖所提及的不同概念進行統計分析，整理出概念編碼表，進行分析。

3.討論

3.1概念流程圖的應用

概念流程圖可以較為清晰的顯示知識是如何在學生大腦中建構的過程，利用概念流程圖分析法可以第一時間將學生在課堂上建構的知識和認知結構的變化情況詳細的表征出來，同時表征這些概念之間的關系，其優點在于能夠發現較短的一個教學區間內，學生認知結構的變化情況，從而避免了某一教學策略，在長時間應用后再行評價，對學生和教學帶來的不利影響。

3.2概念流程圖應用于學生的評價

研究發現，基于Anderson和Demetrius的研究而進行的概念流程圖分析或許會更加準確的定位學生的學業水平，也更有利于教師的因材施教。

3.3概念流程圖對學生知識掌握的分析

基于研究我們發現學生的前概念和課程概念的復述情況，也就是學生對知識的掌握情況。同時也發現，在更多的拓展課程寬度的前概念和課程概念的掌握情況上卻具有較大差異。從而我們可以精準的知曉，學生對知識掌握的差異情況，換而言之，經過一堂課的過程，學生的認知結構發生了什么樣的改變，知識的建構是否發生以及發生的狀態都能清晰的看見。

綜上所述，我們發現，利用概念流程圖分析法可以更加有效的將學生的認知結構外顯，有利于清晰的洞察學生的認知結構變化，從而指導課堂教學，而且也更加精準的定位學生的學業水平，有利于教師的因材施教。

【參考文獻】

[1]Anderson， O. R.& Demetrius，O.J.A flow-map method of representing cognitive structure based on respondents narrative using science content. Journal of Research in Science Teaching，1993.30.953-969

[2]Tsai， C.-C. & Huang， C.-M. Exploring studentscognitive structures in learning science： A review of relevant methods. Journal of Biological Education，2002.36.163-169

[3]吳穎沺，蔡今中.建構主義式的科學學習活動對國小高年級學生認知結構之影響一以“電與磁”單元為例.科學教育學刊，2005.13（4）：387-411