基于概念流程图的小学生认知结构评价方法研究

甘亦来+焦娇

【摘 要】基于概念流程图法，对六年级3名学生进行个案研究，发现利用概念流程图分析法可以更加有效的将学生的认知结构外显，有利于清晰的洞察学生的认知结构变化，从而指导课堂教学，而且也更加精准的定位学生的学业水平，有利于教师的因材施教。

【关键词】认知结构；概念流程图

学生的认知结构历来是教育研究者关注的焦点，Piaget认为认知结构是包括动作结构和运算结构在内的从经验到概念的中介，是主体内部的一种动态的、可变的图式，认知结构的评量也被视为是学习者科学学习成果的重要的指标之一。根据安德森的认知神经理论认为，图式中节点越多，连接越强，图式内信息的稳定性和可获得性就越强。而且安德森提出，可以利用概念流程图来外显学生的认知结构。这个方法可以在访谈者最少的干预下，提供受访者认知结构的相关信息，台湾的Tsai和Huang认为“概念流程图分析法”能有效表征学习者的认知结构，能够帮助研究者得到最多认知结构的相关信息。而台湾的吴颖沺也利用该方法，发现了在建构主义理论指导的教学下学生认知结构的优势。

虽然国内外均有不少研究者在探讨和研究科学学习活动对学生科学学习成果的影响，然而，通过分析学习者的认知结构以发现教学行为对学生的科学学习成果的影响，这种方法却鲜有发现。因此，本研究旨在尝试利用“概念流程图分析法”了解学习者在学习后的认知结构，对学生的认知结构进行表征展现，以发现在学习的过程中，认知结构的变化情况。

1.对象与方法

1.1对象

选取六年级三位各科学业成绩较好的学生。

1.2方法

课程内容采用教科版科学六年级上册内容，按照正常进度教学，在完成《电能从哪里来》一课的两小时内，对3名学生进行测试。

本测试采用访谈记录法进行。测试中首先向学生提出以下几个问题：

（1）关于《电能从哪里来》这课你能想到哪些方面的知识或内容？

（2）你还能补充的更加详细些吗？

（3）你所提到的那些概念之间有什么关系？你可以用线将相应的概念之间进行连线。

根据学生的笔记进行整理、绘制流程图，并按照课程内容，解析前概念和课程概念，通过分析以了解通过正常的科学教学后，单元概念在学生大脑中的呈现情况，学生的认知结构的变化及知识的建构过程，为教学提供参考。

2.结果与分析

2.1概念流程图的绘制

通过访谈记录绘制概念流程图，概念流程图严格按照学生陈述和记录概念的先后顺序进行绘制，每一条陈述内容前的数字代表该条内容的陈述顺序。在概念流程图中的“直线连接线”代表受访者的陈述内容的先后，也代表该条陈述在大脑中出现的先后；而“回归连接线”，代表概念流程图中相关陈述的连接。据此对这些学生的概念流程图进行数据分析。

2.2概念流程图的数据分析

概念流程图中的“直线连接线”代表认知结构中的“概念数量”，而“回归连接线”的数量代表“概念与概念之间的连接情况”，而通过计算“直线概念复杂程度”，来表征学生大脑中的认知结构的复杂程度，其中直线概念复杂程度=回归连接线/（回归连接线+直线连接线）。此外，对概念流程图所提及的不同概念进行统计分析，整理出概念编码表，进行分析。

3.讨论

3.1概念流程图的应用

概念流程图可以较为清晰的显示知识是如何在学生大脑中建构的过程，利用概念流程图分析法可以第一时间将学生在课堂上建构的知识和认知结构的变化情况详细的表征出来，同时表征这些概念之间的关系，其优点在于能够发现较短的一个教学区间内，学生认知结构的变化情况，从而避免了某一教学策略，在长时间应用后再行评价，对学生和教学带来的不利影响。

3.2概念流程图应用于学生的评价

研究发现，基于Anderson和Demetrius的研究而进行的概念流程图分析或许会更加准确的定位学生的学业水平，也更有利于教师的因材施教。

3.3概念流程图对学生知识掌握的分析

基于研究我们发现学生的前概念和课程概念的复述情况，也就是学生对知识的掌握情况。同时也发现，在更多的拓展课程宽度的前概念和课程概念的掌握情况上却具有较大差异。从而我们可以精准的知晓，学生对知识掌握的差异情况，换而言之，经过一堂课的过程，学生的认知结构发生了什么样的改变，知识的建构是否发生以及发生的状态都能清晰的看见。

综上所述，我们发现，利用概念流程图分析法可以更加有效的将学生的认知结构外显，有利于清晰的洞察学生的认知结构变化，从而指导课堂教学，而且也更加精准的定位学生的学业水平，有利于教师的因材施教。

【参考文献】

[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]吴颖沺，蔡今中.建构主义式的科学学习活动对国小高年级学生认知结构之影响一以“电与磁”单元为例.科学教育学刊，2005.13（4）：387-411