概念圖及其可視化對(duì)說明文閱讀理解及元理解監(jiān)測(cè)的影響

王勛 馮凱琪

摘? 要：該研究通過2個(gè)實(shí)驗(yàn)探討概念圖及其可視化對(duì)說明文閱讀理解和元理解監(jiān)測(cè)的影響。結(jié)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(jī)，而且能夠提高學(xué)習(xí)者的元理解監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性;（2）信息可視化對(duì)元理解監(jiān)測(cè)的影響受到加工深度的影響，加工深度較低，能夠提高準(zhǔn)確性，加工深度較高則無影響。

關(guān)鍵詞：概念圖? 閱讀理解? 元理解? 監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性

中圖分類號(hào)：G442? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(rèn)知是指?jìng)€(gè)體對(duì)自己認(rèn)知過程的監(jiān)測(cè)和控制，元理解則是學(xué)習(xí)者在進(jìn)行篇章閱讀過程中的元認(rèn)知過程，即學(xué)習(xí)者對(duì)自己的閱讀理解過程的監(jiān)測(cè)和控制[1]。有研究表明元理解監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性能夠有效預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者的成績(jī) [2]。但是有研究發(fā)現(xiàn)，說明文閱讀的元理解監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性偏低[3-4]。說明文具有科學(xué)性、條理性等鮮明特征，是當(dāng)前我國(guó)中小學(xué)常見的閱讀類型，尋找提高說明文閱讀監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的方法是至關(guān)重要的。有研究表明，概念圖策略有助于提高學(xué)習(xí)者對(duì)于文章的理解，那么概念圖策略是否也有助于提高學(xué)習(xí)者的元理解監(jiān)測(cè)[5-6]？

該研究通過實(shí)驗(yàn)探討抽象性的概念圖能否有助于提高說明性文體的成績(jī)及其元理解監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，若這一結(jié)果得到驗(yàn)證，那么將進(jìn)一步探討其背后的成因。在中小學(xué)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(jīng)常出現(xiàn)在說明性文體的課文當(dāng)中。有理論指出是因?yàn)閳D解再現(xiàn)了文本的信息，在一定程度上促進(jìn)了學(xué)習(xí)者對(duì)于文本的理解。其次，有研究表明元理解監(jiān)測(cè)過程存在生成效應(yīng)，主動(dòng)加工比被動(dòng)加工具有更高的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)1 插圖條件對(duì)閱讀理解及元理解監(jiān)測(cè)的影響

1.1 方法

1.1.1 被試

隨機(jī)選取非心理學(xué)以及非物理學(xué)專業(yè)的高校大學(xué)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(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)材料

（1）閱讀材料及測(cè)驗(yàn)題目

實(shí)驗(yàn)材料選自華中師范大學(xué)謝繼紅的博士畢業(yè)論文，包含4篇關(guān)于人體血液循環(huán)的說明文，字符均在1 500左右[7]。測(cè)驗(yàn)題目分為兩類，一類細(xì)節(jié)題，一類推理題，均為四選一的選擇題。

（2）控制變量

先驗(yàn)知識(shí)：采用謝繼紅編制的人體血液循環(huán)系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)問卷測(cè)量，包括主觀評(píng)估和客觀測(cè)試兩個(gè)部分。

視覺空間能力：采用鄭翔編制的視覺空間能力問卷進(jìn)行測(cè)量，該問卷分半信度系數(shù)r = 0.67，測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目的題總相關(guān)0.62 ≤ r ≤ 0.83[8]。

閱讀能力：采用被試高考語文成績(jī)作為代表。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)一有四個(gè)階段，通過紙筆完成實(shí)驗(yàn)。正式實(shí)驗(yàn)之前，被試需要填寫先驗(yàn)知識(shí)問卷。

學(xué)習(xí)階段：被試按順序閱讀4篇關(guān)于人體血液循環(huán)的文章，閱讀材料為8開試卷樣式，分為兩個(gè)頁面，左頁是需要學(xué)習(xí)的文本材料，右頁是對(duì)應(yīng)的插圖條件（無圖/圖解/概念圖）。

監(jiān)測(cè)階段：被試需要對(duì)所有題目做逐項(xiàng)學(xué)習(xí)判斷（0～100）。呈現(xiàn)題干，被試預(yù)測(cè)判斷能正確回答這道題的可能性有多大，數(shù)值0100進(jìn)行填寫，數(shù)值越大表示能正確回答的可能性越大。此階段無時(shí)間限制。

干擾階段：要求被試在12分鐘內(nèi)完成空間能力測(cè)試卷。

測(cè)試階段：被試需要完成四篇文章的所有測(cè)試題，無時(shí)間限制。

1.2 結(jié)果

1.2.1 控制變量的描述性統(tǒng)計(jì)

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

1.2.2 閱讀理解成績(jī)

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

1.2.3學(xué)習(xí)判斷值（Judgment of Learning ，JOL）

在JOL值上，插圖條件主效應(yīng)顯著，M純文本=-5.86，M圖解=-0.37，M概念圖=0.43，F(xiàn)（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(xì)節(jié)題JOL值上，主效應(yīng)顯著，M純=75.86，M概=84.75，M圖=82.64，F(xiàn)（2，123）=8.404， p<0.001，η2p=0.124，純文本細(xì)節(jié)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(yīng)顯著，M純=59.41，M概=72.69，M圖=68.95，F(xiàn)（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(xué)習(xí)判斷的絕對(duì)準(zhǔn)確性

采用成績(jī)和學(xué)習(xí)判斷的差值（PA值）作為學(xué)習(xí)判斷的絕對(duì)準(zhǔn)確性，差值越接近于0代表準(zhǔn)確性越好。

在PA值上，主效應(yīng)顯著，M純文本67.63，M圖解=78.72，M概念圖=75.79，F(xiàn)（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(xì)節(jié)題上，PA值主效應(yīng)顯著，M純=-7.96，M概=-3.42，M圖=-1.21，F(xiàn)（2，123）=3.266， p<0.05， η2 p=0.052，純文本的細(xì)節(jié)PA值顯著小于圖解（p=0.013）。但是，在理解題上，主效應(yīng)不顯著，M純=-3.97，M概=-1.65，M圖=2.11，F(xiàn)（2，123）=1.971， p>0.05。

將各條件下的絕對(duì)準(zhǔn)確性值分別與0做單樣本t檢驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)純文本的PA值、純文本的細(xì)節(jié)題PA值、概念圖的細(xì)節(jié)題的PA值均顯著低于0，（p<0.01），出現(xiàn)低估，而其他條件下的JOL的絕對(duì)準(zhǔn)確性與0均無顯著性差異，表現(xiàn)出較好的絕對(duì)準(zhǔn)確性。

實(shí)驗(yàn)1結(jié)果表明，在說明文的閱讀中概念圖不僅可以提高學(xué)習(xí)者的閱讀理解成績(jī)，而且在學(xué)習(xí)判斷值上，概念圖的學(xué)習(xí)判斷值高于純文本，愈發(fā)說明了概念圖的優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)2進(jìn)一步探討概念圖影響閱讀理解以及元理解監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的成因，考察信息可視化的作用。

2 實(shí)驗(yàn)2 信息可視化對(duì)閱讀成績(jī)及學(xué)習(xí)判斷的影響

2.1 實(shí)驗(yàn)2a 較低加工深度時(shí)，信息可視化對(duì)閱讀成績(jī)及學(xué)習(xí)判斷的影響

2.1.1 方法

（1 ）被試。

隨機(jī)選取某高校非心理學(xué)、生物學(xué)專業(yè)大學(xué)生82名，年齡為18～25周歲。所有被試被隨機(jī)分配到概念圖條件和總結(jié)條件。

（2 ）實(shí)驗(yàn)材料。

閱讀文本及測(cè)驗(yàn)工具同實(shí)驗(yàn)一。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與程序。

程序與實(shí)驗(yàn)一基本相同，在可視化條件下，被試在閱讀文本時(shí)可以瀏覽概念圖;在無可視化條件下，被試閱讀文本時(shí)可瀏覽文本總結(jié)文字。

2.1.2 結(jié)果

（1）閱讀成績(jī)。

成績(jī)上，可視化條件主效應(yīng)不顯著，M概念圖=77.74，M總結(jié)=73.83，F(xiàn)（1，80）=2.88， p>0.05。在細(xì)節(jié)題成績(jī)上，主效應(yīng)不顯著，M概念圖=83.43，M總結(jié)=81.81，F(xiàn)（1，80）=0.377， p>0.05。但是，在理解題成績(jī)上，主效應(yīng)顯著，M概念圖=71.23，M總結(jié)=65.42，F(xiàn)（1，80）=3.42， p<0.05， η2 p=0.05，即概念圖條件的成績(jī)顯著高于總結(jié)條件。這一結(jié)果表明，可視化的信息呈現(xiàn)方式確實(shí)會(huì)提升閱讀理解的成績(jī)，尤其會(huì)促進(jìn)那些涉及深加工的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（2）學(xué)習(xí)判斷值。

在JOL值上，可視化條件主效應(yīng)不顯著，M概念圖=79.79，M總結(jié)=77.05，F(xiàn)（1，80）=1.212， p>0.05。在細(xì)節(jié)題上，主效應(yīng)不顯著，M概念圖=83.47，M總結(jié)，82.09，F(xiàn)（1，80）=0.363， p>0.05;但是在理解題上，主效應(yīng)顯著，M概念圖=77.97，M總結(jié)=71.85，F(xiàn)（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(jié)條件。

（3）JOL絕對(duì)準(zhǔn)確性。

結(jié)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(jié)=3.21。將各條件下的各類PA值與0做單樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：總結(jié)條件、概念圖的理解題、總結(jié)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(xué)習(xí)判斷出現(xiàn)了高估。而其余條件下均與0不存在顯著性差異，說明監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性較好。

2.2 實(shí)驗(yàn)2b 較高加工深度時(shí)，信息可視化對(duì)閱讀成績(jī)及學(xué)習(xí)判斷（JOL）的影響

2.2.1 方法

（1）被試

隨機(jī)選取某高校非心理學(xué)、生物學(xué)專業(yè)大學(xué)生86名，年齡為18-26周歲。將被試隨機(jī)分配到概念圖條件和總結(jié)條件，每組43人，男女比例相當(dāng)。

（2）實(shí)驗(yàn)材料

同實(shí)驗(yàn)一，在實(shí)驗(yàn)過程中提供草稿紙用于讓被試自己畫出概念圖或?qū)懣偨Y(jié)。

（3）實(shí)驗(yàn)過程

在正式實(shí)驗(yàn)前對(duì)被試進(jìn)行30分鐘的畫概念圖或撰寫總結(jié)培訓(xùn)。即向被試講解概念圖或總結(jié)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(jìn)行練習(xí)，練習(xí)完成之后，讓被試進(jìn)行互評(píng)，再跟隨主試一起制作概念圖和總結(jié);完成練習(xí)后再呈現(xiàn)另一篇新的文本材料，讓被試單獨(dú)進(jìn)行練習(xí)，成績(jī)合格才能進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)，其他實(shí)驗(yàn)一。

2.2.2結(jié)果

（2）閱讀成績(jī)

對(duì)總閱讀成績(jī)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。結(jié)果表明在總成績(jī)、細(xì)節(jié)題成績(jī)、理解題成績(jī)上，可視化條件主效應(yīng)均不顯著，M概念圖=74.19，M總結(jié)=73.38 ，ps>0.05。

（2）學(xué)習(xí)判斷值

對(duì)JOL值、細(xì)節(jié)題JOL值、理解題JOL值進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。在各類JOL值上，可視化條件主效應(yīng)均不顯著，M概念圖=80.33，M總結(jié)=78.19 （ ps>0.05）。

（3）學(xué)習(xí)判斷的絕對(duì)準(zhǔn)確性

對(duì)PA值、細(xì)節(jié)題PA值、理解題PA值做獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，結(jié)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(jié)=4.81 （ps>0.05）。

此外，將各實(shí)驗(yàn)條件下的PA值與0做t檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只有總結(jié)條件的細(xì)節(jié)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(jié)果說明，使用總結(jié)策略的學(xué)習(xí)者能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)自己的學(xué)習(xí)成績(jī)，而且概念圖策略出現(xiàn)高估表。

3討論與結(jié)論

該研究探討了概念圖以及信息可視化對(duì)說明文閱讀成績(jī)和及其元認(rèn)知過程的影響。實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果表明，概念圖+文本比的呈現(xiàn)形式比純文本更好的成績(jī)，說明概念圖對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)有正向影響;同時(shí)，概念圖同樣也能提升元理解監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)2探究在不同加工深度下，信息可視化對(duì)閱讀成績(jī)和及其學(xué)習(xí)判斷的影響。其中，實(shí)驗(yàn)2a在較低加工深度條件下，發(fā)現(xiàn)有可視化條件下的成績(jī)好于無可視化條件的，在學(xué)習(xí)需要進(jìn)行認(rèn)知推理的內(nèi)容時(shí)這種效果更明顯;對(duì)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(duì)元理解監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性沒有影響。為了進(jìn)一步探究被試的先前經(jīng)驗(yàn)與主動(dòng)參與性的影響，實(shí)驗(yàn)2b探究在較高加工深度條件下探究信息可視化對(duì)閱讀成績(jī)和學(xué)習(xí)判斷的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有無可視化并沒有導(dǎo)致成績(jī)以及JOL的差異。

實(shí)驗(yàn)2的結(jié)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(xiàn)出明顯的正向影響，但在較高的加工深度當(dāng)中則沒有體現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，這主要是由于：首先，主動(dòng)加工活動(dòng)占用了學(xué)習(xí)者過多的認(rèn)知資源，當(dāng)進(jìn)行生成活動(dòng)（畫概念圖或?qū)懣偨Y(jié)）時(shí)，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知資源集中在構(gòu)建文本模型以及各個(gè)要素之間的關(guān)系上，占用了用于理解文本內(nèi)容本身的資源，對(duì)成績(jī)產(chǎn)生負(fù)面的影響[9-10]。其次，該研究采用的是逐項(xiàng)判斷的范式，有研究發(fā)現(xiàn)，逐項(xiàng)判斷范式會(huì)損害生成效應(yīng)。此外，該研究采用的是即時(shí)學(xué)習(xí)判斷，是立即執(zhí)行監(jiān)測(cè)任務(wù)，屬于短時(shí)記憶，測(cè)試是延遲測(cè)試，屬于長(zhǎng)時(shí)記憶，出現(xiàn)了監(jiān)測(cè)過程與測(cè)試過程不匹配，導(dǎo)致學(xué)習(xí)判斷準(zhǔn)確性敏感性不高。后續(xù)的研究可以通過改變監(jiān)測(cè)任務(wù)和測(cè)試任務(wù)來的時(shí)效來控制這一因素的影響。最后，通過觀察發(fā)現(xiàn)，畫概念圖是主動(dòng)加工活動(dòng)，出現(xiàn)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(xué)習(xí)者可能無法有效地提取概念圖的框架來幫助其建立有關(guān)文本認(rèn)知結(jié)構(gòu)。綜上，在主動(dòng)性更高、需要較高加工深度的學(xué)習(xí)過程中，可視化作用削弱，不僅受生成任務(wù)的認(rèn)知負(fù)荷影響，也可能受任務(wù)時(shí)效匹配性等因素的影響。

該研究通過2個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：（1）與純文本相比概念圖不僅能夠提升閱讀理解的成績(jī)，而且能夠提高學(xué)習(xí)者的元理解監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性;（2）信息可視化對(duì)元理解監(jiān)測(cè)的影響受到加工深度的影響，加工深度較低，能夠提高準(zhǔn)確性，加工深度較高則無影響。

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