概念图及其可视化对说明文阅读理解及元理解监测的影响

王勋 冯凯琪

摘  要：该研究通过2个实验探讨概念图及其可视化对说明文阅读理解和元理解监测的影响。结果显示：（1）与纯文本相比概念图不仅能够提升阅读理解的成绩，而且能够提高学习者的元理解监测准确性;（2）信息可视化对元理解监测的影响受到加工深度的影响，加工深度较低，能够提高准确性，加工深度较高则无影响。

关键词：概念图  阅读理解  元理解  监测准确性

中图分类号：G442  文献标识码：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

元认知是指个体对自己认知过程的监测和控制，元理解则是学习者在进行篇章阅读过程中的元认知过程，即学习者对自己的阅读理解过程的监测和控制[1]。有研究表明元理解监测的准确性能够有效预测学习者的成绩 [2]。但是有研究发现，说明文阅读的元理解监测准确性偏低[3-4]。说明文具有科学性、条理性等鲜明特征，是当前我国中小学常见的阅读类型，寻找提高说明文阅读监测准确性的方法是至关重要的。有研究表明，概念图策略有助于提高学习者对于文章的理解，那么概念图策略是否也有助于提高学习者的元理解监测[5-6]？

该研究通过实验探讨抽象性的概念图能否有助于提高说明性文体的成绩及其元理解监测的准确性，若这一结果得到验证，那么将进一步探讨其背后的成因。在中小学教材编写过程中，图解作为一种带有装饰性和说明性的图片，经常出现在说明性文体的课文当中。有理论指出是因为图解再现了文本的信息，在一定程度上促进了学习者对于文本的理解。其次，有研究表明元理解监测过程存在生成效应，主动加工比被动加工具有更高的监测准确性，因此，还将探究信息的可视化是否为概念图影响阅读理解及元理解的成因。

1 实验1 插图条件对阅读理解及元理解监测的影响

1.1 方法

1.1.1 被试

随机选取非心理学以及非物理学专业的高校大学生123名，年龄为18～25周岁。所有被试均为右利手，视力或矫正视力正常，无参加过此类实验的经历。

1.1.2 实验材料

（1）阅读材料及测验题目

实验材料选自华中师范大学谢继红的博士毕业论文，包含4篇关于人体血液循环的说明文，字符均在1 500左右[7]。测验题目分为两类，一类细节题，一类推理题，均为四选一的选择题。

（2）控制变量

先验知识：采用谢继红编制的人体血液循环系统先验知识问卷测量，包括主观评估和客观测试两个部分。

视觉空间能力：采用郑翔编制的视觉空间能力问卷进行测量，该问卷分半信度系数r = 0.67，测验项目的题总相关0.62 ≤ r ≤ 0.83[8]。

阅读能力：采用被试高考语文成绩作为代表。

1.1.3 实验程序

实验一有四个阶段，通过纸笔完成实验。正式实验之前，被试需要填写先验知识问卷。

学习阶段：被试按顺序阅读4篇关于人体血液循环的文章，阅读材料为8开试卷样式，分为两个页面，左页是需要学习的文本材料，右页是对应的插图条件（无图/图解/概念图）。

监测阶段：被试需要对所有题目做逐项学习判断（0～100）。呈现题干，被试预测判断能正确回答这道题的可能性有多大，数值0100进行填写，数值越大表示能正确回答的可能性越大。此阶段无时间限制。

干扰阶段：要求被试在12分钟内完成空间能力测试卷。

测试阶段：被试需要完成四篇文章的所有测试题，无时间限制。

1.2 结果

1.2.1 控制变量的描述性统计

对所有控制变量做方差分析显示，只有阅读时间表现出显著性，F（2，123）=3.56， p=0.03， η2 p=0.06。有图解的阅读时间显著多于纯文本的阅读时间p=0.01，在后续方差分析均把时间作为协变量进行控制。

1.2.2 阅读理解成绩

在总成绩上，插图条件主效应显著，M纯文本=73.49，M图解=79.09，M概念图=75.36，F（2，123）=3.59， p<0.05， η2 p=0.06，纯文本条件的总成绩显著低于概念图（p=0.010）。在细节题上，主效应边缘显著，F（2，123）=2.789， p=0.066， η2 p=0.045，纯文本条件以及图解条件的细节题显著低于概念图（p=0.045，p=0.044）。在理解题上，主效应显著，F（2，123）=3.30， p<0.05， η2 p=0.05，純文本条件的理解题成绩显著低于概念图条件（M纯=63.38，M概=71.04，p=0.01）。

1.2.3学习判断值（Judgment of Learning ，JOL）

在JOL值上，插图条件主效应显著，M纯文本=-5.86，M图解=-0.37，M概念图=0.43，F（2，123）=10.54， p<0.001， η2 p=0.15，纯文本的JOL值显著低于概念图以及图解（p=0.000，p=0.002）。在细节题JOL值上，主效应显著，M纯=75.86，M概=84.75，M图=82.64，F（2，123）=8.404， p<0.001，η2p=0.124，纯文本细节题JOL值显著低于概念图以及图解（p=0.000，p=0.004）。在理解题的JOL值上主效应显著，M纯=59.41，M概=72.69，M图=68.95，F（2，123）=10.743， p<0.001， η2p=0.153，纯文本的JOL值显著低于概念图以及图解（p=0.000，p=0.002）。

1.2.4 学习判断的绝对准确性

采用成绩和学习判断的差值（PA值）作为学习判断的绝对准确性，差值越接近于0代表准确性越好。

在PA值上，主效应显著，M纯文本67.63，M图解=78.72，M概念图=75.79，F（2，123）=3.54， p<0.05， η2 p=0.056，纯文本显著小于概念图以及图解（p=0.033，p=0.016）。在细节题上，PA值主效应显著，M纯=-7.96，M概=-3.42，M图=-1.21，F（2，123）=3.266， p<0.05， η2 p=0.052，纯文本的细节PA值显著小于图解（p=0.013）。但是，在理解题上，主效应不显著，M纯=-3.97，M概=-1.65，M图=2.11，F（2，123）=1.971， p>0.05。

将各条件下的绝对准确性值分别与0做单样本t检验。发现纯文本的PA值、纯文本的细节题PA值、概念图的细节题的PA值均显著低于0，（p<0.01），出现低估，而其他条件下的JOL的绝对准确性与0均无显著性差异，表现出较好的绝对准确性。

实验1结果表明，在说明文的阅读中概念图不仅可以提高学习者的阅读理解成绩，而且在学习判断值上，概念图的学习判断值高于纯文本，愈发说明了概念图的优势。在此基础上，实验2进一步探讨概念图影响阅读理解以及元理解监测准确性的成因，考察信息可视化的作用。

2 实验2 信息可视化对阅读成绩及学习判断的影响

2.1 实验2a 较低加工深度时，信息可视化对阅读成绩及学习判断的影响

2.1.1 方法

（1 ）被试。

随机选取某高校非心理学、生物学专业大学生82名，年龄为18～25周岁。所有被试被随机分配到概念图条件和总结条件。

（2 ）实验材料。

阅读文本及测验工具同实验一。

（3）实验设计与程序。

程序与实验一基本相同，在可视化条件下，被试在阅读文本时可以浏览概念图;在无可视化条件下，被试阅读文本时可浏览文本总结文字。

2.1.2 结果

（1）阅读成绩。

成绩上，可视化条件主效应不显著，M概念图=77.74，M总结=73.83，F（1，80）=2.88， p>0.05。在细节题成绩上，主效应不显著，M概念图=83.43，M总结=81.81，F（1，80）=0.377， p>0.05。但是，在理解题成绩上，主效应显著，M概念圖=71.23，M总结=65.42，F（1，80）=3.42， p<0.05， η2 p=0.05，即概念图条件的成绩显著高于总结条件。这一结果表明，可视化的信息呈现方式确实会提升阅读理解的成绩，尤其会促进那些涉及深加工的学习内容。

（2）学习判断值。

在JOL值上，可视化条件主效应不显著，M概念图=79.79，M总结=77.05，F（1，80）=1.212， p>0.05。在细节题上，主效应不显著，M概念图=83.47，M总结，82.09，F（1，80）=0.363， p>0.05;但是在理解题上，主效应显著，M概念图=77.97，M总结=71.85，F（1，80）=4.296， p<0.05， η2 p=0.052，具体为概念图条件的理解题JOL显著高于总结条件。

（3）JOL绝对准确性。

结果显示不同可视化条件在各类PA值上的差异都不显著M概念图=2.05，M总结=3.21。将各条件下的各类PA值与0做单样本t检验，结果显示：总结条件、概念图的理解题、总结条件的理解题的PA值显著高于0， （p<0.05），表明在这些条件下，被试的学习判断出现了高估。而其余条件下均与0不存在显著性差异，说明监测准确性较好。

2.2 实验2b 较高加工深度时，信息可视化对阅读成绩及学习判断（JOL）的影响

2.2.1 方法

（1）被试

随机选取某高校非心理学、生物学专业大学生86名，年龄为18-26周岁。将被试随机分配到概念图条件和总结条件，每组43人，男女比例相当。

（2）实验材料

同实验一，在实验过程中提供草稿纸用于让被试自己画出概念图或写总结。

（3）实验过程

在正式实验前对被试进行30分钟的画概念图或撰写总结培训。即向被试讲解概念图或总结的主要概念以及意义，随后选用一篇同类型的文章让被试进行练习，练习完成之后，让被试进行互评，再跟随主试一起制作概念图和总结;完成练习后再呈现另一篇新的文本材料，让被试单独进行练习，成绩合格才能进入正式实验，其他实验一。

2.2.2结果

（2）阅读成绩

对总阅读成绩进行独立样本t检验。结果表明在总成绩、细节题成绩、理解题成绩上，可视化条件主效应均不显著，M概念图=74.19，M总结=73.38 ，ps>0.05。

（2）学习判断值

对JOL值、细节题JOL值、理解题JOL值进行独立样本t检验。在各类JOL值上，可视化条件主效应均不显著，M概念图=80.33，M总结=78.19 （ ps>0.05）。

（3）学习判断的绝对准确性

对PA值、细节题PA值、理解题PA值做独立样本t检验分析，结果显示不同可视化条件在各类PA值上的差异都不显著，M概念图6.14，M总结=4.81 （ps>0.05）。

此外，将各实验条件下的PA值与0做t检验，发现只有总结条件的细节题PA值与0的差异不显著，M=0.08，t（40）=2.531， p>0.05，其他条件的PA值均显著高于0，这一结果说明，使用总结策略的学习者能够准确预测自己的学习成绩，而且概念图策略出现高估表。

3讨论与结论

该研究探讨了概念图以及信息可视化对说明文阅读成绩和及其元认知过程的影响。实验1的结果表明，概念图+文本比的呈现形式比纯文本更好的成绩，说明概念图对学习成绩有正向影响;同时，概念图同样也能提升元理解监测的准确性。实验2探究在不同加工深度下，信息可视化对阅读成绩和及其学习判断的影响。其中，实验2a在较低加工深度条件下，发现有可视化条件下的成绩好于无可视化条件的，在学习需要进行认知推理的内容时这种效果更明显;对于理解题的JOL上，接收可视化信息的JOL高于无可视化的，但可视化对元理解监测的准确性没有影响。为了进一步探究被试的先前经验与主动参与性的影响，实验2b探究在较高加工深度条件下探究信息可视化对阅读成绩和学习判断的影响，结果发现有无可视化并没有导致成绩以及JOL的差异。

实验2的结果说明可视化引起的作用有局限性，即在与加工深度较低的情况相比，表现出明显的正向影响，但在较高的加工深度当中则没有体现出其优势，这主要是由于：首先，主动加工活动占用了学习者过多的认知资源，当进行生成活动（画概念图或写总结）时，学习者的认知资源集中在构建文本模型以及各个要素之间的关系上，占用了用于理解文本内容本身的资源，对成绩产生负面的影响[9-10]。其次，该研究采用的是逐项判断的范式，有研究发现，逐项判断范式会损害生成效应。此外，该研究采用的是即时学习判断，是立即执行监测任务，属于短时记忆，测试是延迟测试，属于长时记忆，出现了监测过程与测试过程不匹配，导致学习判断准确性敏感性不高。后续的研究可以通过改变监测任务和测试任务来的时效来控制这一因素的影响。最后，通过观察发现，画概念图是主动加工活动，出现在整篇文本阅读之后，这说明概念图生成是从工作记忆中检索的信息生成的，在这一过程中学习者可能无法有效地提取概念图的框架来帮助其建立有关文本认知结构。综上，在主动性更高、需要较高加工深度的学习过程中，可视化作用削弱，不仅受生成任务的认知负荷影响，也可能受任务时效匹配性等因素的影响。

该研究通过2个实验发现：（1）与纯文本相比概念图不仅能够提升阅读理解的成绩，而且能够提高学习者的元理解监测准确性;（2）信息可视化对元理解监测的影响受到加工深度的影响，加工深度较低，能够提高准确性，加工深度较高则无影响。

参考文献

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[8] 倪虹霞.阅读中的元理解监控：自我解释、工作记忆与监测准确性的影响[D].贵州：贵州师范大学，2019.

[9] 尚婷婷.概念图及其可视化对说明文阅读理解及元理解监测的影响[D].金华：浙江师范大学，2020.

[10] 颜敏.时间压力和呈现载体对阅读成绩及元理解的影响[D].金华：浙江师范大学，2018