概念圖及其可視化對說明文閱讀理解及元理解監測的影響

王勛 馮凱琪

摘? 要：該研究通過2個實驗探討概念圖及其可視化對說明文閱讀理解和元理解監測的影響。結果顯示：（1）與純文本相比概念圖不僅能夠提升閱讀理解的成績，而且能夠提高學習者的元理解監測準確性;（2）信息可視化對元理解監測的影響受到加工深度的影響，加工深度較低，能夠提高準確性，加工深度較高則無影響。

關鍵詞：概念圖? 閱讀理解? 元理解? 監測準確性

中圖分類號：G442? 文獻標識碼：A

Abstract： In the present study， two experiments were conducted to investigate the effects of concept maps and information visualization on expositational reading comprehension and meta-comprehension monitoring. The results showed that ：（1） concept maps can improve learners' performance and the accuracy of meta-comprehension monitoring. （2） The effect of information visualization on meta-comprehension monitoring is affected by the processing depth. Low processing depth can improve the accuracy， while high processing depth has no effect.

Key Words：Concept map; Comprehension; Meta comprehension; Monitoring accuracy

元認知是指個體對自己認知過程的監測和控制，元理解則是學習者在進行篇章閱讀過程中的元認知過程，即學習者對自己的閱讀理解過程的監測和控制[1]。有研究表明元理解監測的準確性能夠有效預測學習者的成績 [2]。但是有研究發現，說明文閱讀的元理解監測準確性偏低[3-4]。說明文具有科學性、條理性等鮮明特征，是當前我國中小學常見的閱讀類型，尋找提高說明文閱讀監測準確性的方法是至關重要的。有研究表明，概念圖策略有助于提高學習者對于文章的理解，那么概念圖策略是否也有助于提高學習者的元理解監測[5-6]？

該研究通過實驗探討抽象性的概念圖能否有助于提高說明性文體的成績及其元理解監測的準確性，若這一結果得到驗證，那么將進一步探討其背后的成因。在中小學教材編寫過程中，圖解作為一種帶有裝飾性和說明性的圖片，經常出現在說明性文體的課文當中。有理論指出是因為圖解再現了文本的信息，在一定程度上促進了學習者對于文本的理解。其次，有研究表明元理解監測過程存在生成效應，主動加工比被動加工具有更高的監測準確性，因此，還將探究信息的可視化是否為概念圖影響閱讀理解及元理解的成因。

1 實驗1 插圖條件對閱讀理解及元理解監測的影響

1.1 方法

1.1.1 被試

隨機選取非心理學以及非物理學專業的高校大學生123名，年齡為18～25周歲。所有被試均為右利手，視力或矯正視力正常，無參加過此類實驗的經歷。

1.1.2 實驗材料

（1）閱讀材料及測驗題目

實驗材料選自華中師范大學謝繼紅的博士畢業論文，包含4篇關于人體血液循環的說明文，字符均在1 500左右[7]。測驗題目分為兩類，一類細節題，一類推理題，均為四選一的選擇題。

（2）控制變量

先驗知識：采用謝繼紅編制的人體血液循環系統先驗知識問卷測量，包括主觀評估和客觀測試兩個部分。

視覺空間能力：采用鄭翔編制的視覺空間能力問卷進行測量，該問卷分半信度系數r = 0.67，測驗項目的題總相關0.62 ≤ r ≤ 0.83[8]。

閱讀能力：采用被試高考語文成績作為代表。

1.1.3 實驗程序

實驗一有四個階段，通過紙筆完成實驗。正式實驗之前，被試需要填寫先驗知識問卷。

學習階段：被試按順序閱讀4篇關于人體血液循環的文章，閱讀材料為8開試卷樣式，分為兩個頁面，左頁是需要學習的文本材料，右頁是對應的插圖條件（無圖/圖解/概念圖）。

監測階段：被試需要對所有題目做逐項學習判斷（0～100）。呈現題干，被試預測判斷能正確回答這道題的可能性有多大，數值0100進行填寫，數值越大表示能正確回答的可能性越大。此階段無時間限制。

干擾階段：要求被試在12分鐘內完成空間能力測試卷。

測試階段：被試需要完成四篇文章的所有測試題，無時間限制。

1.2 結果

1.2.1 控制變量的描述性統計

對所有控制變量做方差分析顯示，只有閱讀時間表現出顯著性，F（2，123）=3.56， p=0.03， η2 p=0.06。有圖解的閱讀時間顯著多于純文本的閱讀時間p=0.01，在后續方差分析均把時間作為協變量進行控制。

1.2.2 閱讀理解成績

在總成績上，插圖條件主效應顯著，M純文本=73.49，M圖解=79.09，M概念圖=75.36，F（2，123）=3.59， p<0.05， η2 p=0.06，純文本條件的總成績顯著低于概念圖（p=0.010）。在細節題上，主效應邊緣顯著，F（2，123）=2.789， p=0.066， η2 p=0.045，純文本條件以及圖解條件的細節題顯著低于概念圖（p=0.045，p=0.044）。在理解題上，主效應顯著，F（2，123）=3.30， p<0.05， η2 p=0.05，純文本條件的理解題成績顯著低于概念圖條件（M純=63.38，M概=71.04，p=0.01）。

1.2.3學習判斷值（Judgment of Learning ，JOL）

在JOL值上，插圖條件主效應顯著，M純文本=-5.86，M圖解=-0.37，M概念圖=0.43，F（2，123）=10.54， p<0.001， η2 p=0.15，純文本的JOL值顯著低于概念圖以及圖解（p=0.000，p=0.002）。在細節題JOL值上，主效應顯著，M純=75.86，M概=84.75，M圖=82.64，F（2，123）=8.404， p<0.001，η2p=0.124，純文本細節題JOL值顯著低于概念圖以及圖解（p=0.000，p=0.004）。在理解題的JOL值上主效應顯著，M純=59.41，M概=72.69，M圖=68.95，F（2，123）=10.743， p<0.001， η2p=0.153，純文本的JOL值顯著低于概念圖以及圖解（p=0.000，p=0.002）。

1.2.4 學習判斷的絕對準確性

采用成績和學習判斷的差值（PA值）作為學習判斷的絕對準確性，差值越接近于0代表準確性越好。

在PA值上，主效應顯著，M純文本67.63，M圖解=78.72，M概念圖=75.79，F（2，123）=3.54， p<0.05， η2 p=0.056，純文本顯著小于概念圖以及圖解（p=0.033，p=0.016）。在細節題上，PA值主效應顯著，M純=-7.96，M概=-3.42，M圖=-1.21，F（2，123）=3.266， p<0.05， η2 p=0.052，純文本的細節PA值顯著小于圖解（p=0.013）。但是，在理解題上，主效應不顯著，M純=-3.97，M概=-1.65，M圖=2.11，F（2，123）=1.971， p>0.05。

將各條件下的絕對準確性值分別與0做單樣本t檢驗。發現純文本的PA值、純文本的細節題PA值、概念圖的細節題的PA值均顯著低于0，（p<0.01），出現低估，而其他條件下的JOL的絕對準確性與0均無顯著性差異，表現出較好的絕對準確性。

實驗1結果表明，在說明文的閱讀中概念圖不僅可以提高學習者的閱讀理解成績，而且在學習判斷值上，概念圖的學習判斷值高于純文本，愈發說明了概念圖的優勢。在此基礎上，實驗2進一步探討概念圖影響閱讀理解以及元理解監測準確性的成因，考察信息可視化的作用。

2 實驗2 信息可視化對閱讀成績及學習判斷的影響

2.1 實驗2a 較低加工深度時，信息可視化對閱讀成績及學習判斷的影響

2.1.1 方法

（1 ）被試。

隨機選取某高校非心理學、生物學專業大學生82名，年齡為18～25周歲。所有被試被隨機分配到概念圖條件和總結條件。

（2 ）實驗材料。

閱讀文本及測驗工具同實驗一。

（3）實驗設計與程序。

程序與實驗一基本相同，在可視化條件下，被試在閱讀文本時可以瀏覽概念圖;在無可視化條件下，被試閱讀文本時可瀏覽文本總結文字。

2.1.2 結果

（1）閱讀成績。

成績上，可視化條件主效應不顯著，M概念圖=77.74，M總結=73.83，F（1，80）=2.88， p>0.05。在細節題成績上，主效應不顯著，M概念圖=83.43，M總結=81.81，F（1，80）=0.377， p>0.05。但是，在理解題成績上，主效應顯著，M概念圖=71.23，M總結=65.42，F（1，80）=3.42， p<0.05， η2 p=0.05，即概念圖條件的成績顯著高于總結條件。這一結果表明，可視化的信息呈現方式確實會提升閱讀理解的成績，尤其會促進那些涉及深加工的學習內容。

（2）學習判斷值。

在JOL值上，可視化條件主效應不顯著，M概念圖=79.79，M總結=77.05，F（1，80）=1.212， p>0.05。在細節題上，主效應不顯著，M概念圖=83.47，M總結，82.09，F（1，80）=0.363， p>0.05;但是在理解題上，主效應顯著，M概念圖=77.97，M總結=71.85，F（1，80）=4.296， p<0.05， η2 p=0.052，具體為概念圖條件的理解題JOL顯著高于總結條件。

（3）JOL絕對準確性。

結果顯示不同可視化條件在各類PA值上的差異都不顯著M概念圖=2.05，M總結=3.21。將各條件下的各類PA值與0做單樣本t檢驗，結果顯示：總結條件、概念圖的理解題、總結條件的理解題的PA值顯著高于0， （p<0.05），表明在這些條件下，被試的學習判斷出現了高估。而其余條件下均與0不存在顯著性差異，說明監測準確性較好。

2.2 實驗2b 較高加工深度時，信息可視化對閱讀成績及學習判斷（JOL）的影響

2.2.1 方法

（1）被試

隨機選取某高校非心理學、生物學專業大學生86名，年齡為18-26周歲。將被試隨機分配到概念圖條件和總結條件，每組43人，男女比例相當。

（2）實驗材料

同實驗一，在實驗過程中提供草稿紙用于讓被試自己畫出概念圖或寫總結。

（3）實驗過程

在正式實驗前對被試進行30分鐘的畫概念圖或撰寫總結培訓。即向被試講解概念圖或總結的主要概念以及意義，隨后選用一篇同類型的文章讓被試進行練習，練習完成之后，讓被試進行互評，再跟隨主試一起制作概念圖和總結;完成練習后再呈現另一篇新的文本材料，讓被試單獨進行練習，成績合格才能進入正式實驗，其他實驗一。

2.2.2結果

（2）閱讀成績

對總閱讀成績進行獨立樣本t檢驗。結果表明在總成績、細節題成績、理解題成績上，可視化條件主效應均不顯著，M概念圖=74.19，M總結=73.38 ，ps>0.05。

（2）學習判斷值

對JOL值、細節題JOL值、理解題JOL值進行獨立樣本t檢驗。在各類JOL值上，可視化條件主效應均不顯著，M概念圖=80.33，M總結=78.19 （ ps>0.05）。

（3）學習判斷的絕對準確性

對PA值、細節題PA值、理解題PA值做獨立樣本t檢驗分析，結果顯示不同可視化條件在各類PA值上的差異都不顯著，M概念圖6.14，M總結=4.81 （ps>0.05）。

此外，將各實驗條件下的PA值與0做t檢驗，發現只有總結條件的細節題PA值與0的差異不顯著，M=0.08，t（40）=2.531， p>0.05，其他條件的PA值均顯著高于0，這一結果說明，使用總結策略的學習者能夠準確預測自己的學習成績，而且概念圖策略出現高估表。

3討論與結論

該研究探討了概念圖以及信息可視化對說明文閱讀成績和及其元認知過程的影響。實驗1的結果表明，概念圖+文本比的呈現形式比純文本更好的成績，說明概念圖對學習成績有正向影響;同時，概念圖同樣也能提升元理解監測的準確性。實驗2探究在不同加工深度下，信息可視化對閱讀成績和及其學習判斷的影響。其中，實驗2a在較低加工深度條件下，發現有可視化條件下的成績好于無可視化條件的，在學習需要進行認知推理的內容時這種效果更明顯;對于理解題的JOL上，接收可視化信息的JOL高于無可視化的，但可視化對元理解監測的準確性沒有影響。為了進一步探究被試的先前經驗與主動參與性的影響，實驗2b探究在較高加工深度條件下探究信息可視化對閱讀成績和學習判斷的影響，結果發現有無可視化并沒有導致成績以及JOL的差異。

實驗2的結果說明可視化引起的作用有局限性，即在與加工深度較低的情況相比，表現出明顯的正向影響，但在較高的加工深度當中則沒有體現出其優勢，這主要是由于：首先，主動加工活動占用了學習者過多的認知資源，當進行生成活動（畫概念圖或寫總結）時，學習者的認知資源集中在構建文本模型以及各個要素之間的關系上，占用了用于理解文本內容本身的資源，對成績產生負面的影響[9-10]。其次，該研究采用的是逐項判斷的范式，有研究發現，逐項判斷范式會損害生成效應。此外，該研究采用的是即時學習判斷，是立即執行監測任務，屬于短時記憶，測試是延遲測試，屬于長時記憶，出現了監測過程與測試過程不匹配，導致學習判斷準確性敏感性不高。后續的研究可以通過改變監測任務和測試任務來的時效來控制這一因素的影響。最后，通過觀察發現，畫概念圖是主動加工活動，出現在整篇文本閱讀之后，這說明概念圖生成是從工作記憶中檢索的信息生成的，在這一過程中學習者可能無法有效地提取概念圖的框架來幫助其建立有關文本認知結構。綜上，在主動性更高、需要較高加工深度的學習過程中，可視化作用削弱，不僅受生成任務的認知負荷影響，也可能受任務時效匹配性等因素的影響。

該研究通過2個實驗發現：（1）與純文本相比概念圖不僅能夠提升閱讀理解的成績，而且能夠提高學習者的元理解監測準確性;（2）信息可視化對元理解監測的影響受到加工深度的影響，加工深度較低，能夠提高準確性，加工深度較高則無影響。

參考文獻

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