思維導圖對學生學業(yè)成就的影響效應

李玉 柴陽麗 閆寒冰

【摘 要】

思維導圖作為一種較為重要的學生學習方法，是否能有效地提高學生學業(yè)成就？思維導圖有效學習的基本特征有哪些？影響學生進行思維導圖式學習的條件有哪些？目前在國際上學者觀點各不一致，尚未有定論?；诖?，本文以近十年（2007-2016年）國際思維導圖教育應用研究為數據來源，在中國知網和Web of Science等國際知名數據庫范圍內，按照中英文獨立檢索，選取符合篩選標準的實證研究，最終選取60篇符合元分析標準的樣本文獻（總樣本量為6，225，含132個效應量），進行標準化編碼和描述性統(tǒng)計，以及主效應和異質性、調節(jié)效應、發(fā)表偏倚等檢驗和分析。結果顯示：思維導圖對學生學業(yè)成就的平均效應量為0.763，按照Hedgesg標準來判斷，即表明思維導圖在正式學習中確有提高學生學業(yè)成就之效，主要與學習者特征、學習內容等相關，且對不同的學習者、不同的學科、不同知識類型的學習材料，思維導圖對學生學業(yè)成就的影響效應有所差異。

【關鍵詞】 思維導圖；學業(yè)成就；影響效應；教育應用；元分析；學習者特征；學習內容

【中圖分類號】 G420 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1009-458x（2018）1-0016-13

一、引言

當前，在我國的教育大環(huán)境下，學習者對于學業(yè)成就高度關注和需求，教師作為教學過程的直接實施者和參與者，對學習者的學習效果有較大影響。為了教師更好地教、學生更好地學，思維導圖作為一種易用便捷的思維可視化（Thinking Visualization）學習工具，常被用于輔助基礎教育的課堂教學，逐漸受到師生的青睞和學界的關注。本文旨在探索思維導圖對學生學業(yè)成就的影響效應及其在教育應用中的有效性、基本特征和影響條件。

（一）思維導圖與學業(yè)成就

思維導圖（Mind Map， 或Mind Mapping）是由英國學者東尼·博贊發(fā)明的一種知識可視化和思維形象化的筆記工具。（趙國慶， 等， 2004）東尼·博贊原著中的思維導圖存有Note Taking和Note Making這兩種筆記方式：前者可譯為“記筆記”，是指在閱讀、聽講、交流時對他人的思路記錄并整理，是一個輸入的過程；后者可譯為“做筆記”，是指在論文、演講時將自己的思想激發(fā)并整理，是一個輸出的過程。（趙國慶， 2012）我國學者在針對思維導圖開展研究時，本體研究常聚焦于其性質、定義、分類、理論研究基礎等方面，如思維導圖性質中的“圖形說”“工具說”；認知語言圖式理論、建構主義學習理論及知識可視化理論等相關理論的研究；教育應用研究主要涉及學科教學設計、教學法探索和知識管理領域等方面。另有學者指出，思維導圖教育應用研究從量上來看，呈現(xiàn)出百家爭鳴、日趨興盛的態(tài)勢；但從質上來看，還存在理論創(chuàng)新性不強、應用范圍狹窄、缺乏多角度比較研究等現(xiàn)實問題。（劉曉寧， 2009；張海森， 2011）

為了更好地分析思維導圖的影響效應，筆者查閱了相關研究并分析比較了已有思維導圖相關元分析及綜述的研究。V Batdi開展了一項基于10篇思維導圖實證研究文獻的元分析，從思維導圖對學生學業(yè)成就、保持成績和態(tài)度得分等方面闡述了思維導圖可有效提升學生的后測成績（1.057， V Batdi，2015）；Y Liu和G Zhao等人的研究時段是1999-2013年，從40個研究中提取出效應量，共有5，213個參與者，綜合計算得出思維導圖在國別、學科、實驗條件等差異下的影響效應為0.750（Liu et al.，2014）；另有伍國華等人關于知識可視化教學應用的元分析研究，部分內容涉及11篇文獻，1，887個參與者的思維導圖對學習成績的影響研究，其平均效應量為0.7583（95%CI，0.5058，1.0109）（伍國華，等，2011）。綜合他人已有研究，本研究擬在以下幾方面進行拓展研究：擴充樣本文獻的篩選范圍，深入分解研究邊界條件下的學習者特征和學習內容。

學習成就（Academic achievement，或Academic performance）是指學習者經由教育而輸出的結果，可延伸理解為學習者的學習目的。學業(yè)成績是評價一個學生學習好壞的最重要指標之一。一般來說，教師會采取測試或持續(xù)性評價來考察學生的學習成就，但對于程序性知識，如操作技能，可采取學業(yè)成績指數來測量，而不使用總結性評價的分數來衡量。基于此，本研究中的學業(yè)成就是指學習者在正式學習中的教學評價結果，如考試成績、測驗成績等。相關研究表明，在教學過程中合理使用思維導圖有利于提高學習興趣和學習態(tài)度 （Orhan et al.， 2007； 趙姬， 2011； 黃蕾， 2014； 丁莉， 2015）、協(xié)作能力（黃蕾， 2014）、推理能力（Ayal et al.， 2016）、創(chuàng)新思維和批判性思維（Antoni， 2009； 趙姬， 2011； Wu et al， 2013； 黃蕾， 2014）。目前，思維導圖在學生學業(yè)成就上的積極效應已經在許多學科教學中得到不同程度的實證體現(xiàn)，如英語語言學習（白志剛， 等，2011； 周鳳敏， 2012； 張玲， 2013； 劉麗， 2015）、 數學（吳志丹， 2010； 鄧燕萍， 2013； 倪興荷， 2014）、生物（王道磊， 2009； 覃香積， 2013； 丁莉， 2015）、科學（Orhan et al.， 2007； Bal?m， 2013）、化學（彭定裕， 2013； 劉洋， 等， 2015）和物理（董博清， 2013）等。又如：白志剛等和張玲的研究發(fā)現(xiàn)，思維導圖能夠促進學習者對英語學習中的單詞的識記和理解效果以及聽說能力等方面的提高，從而表現(xiàn)出更高的測驗成績和較低的單詞遺忘率。王璐（王璐， 2014）的研究也證實，在教學過程中采取思維導圖策略，有利于促進初中學生追求績效和尋求發(fā)展的有效學習，能夠顯著提高學習者的多項測驗成績。盡管如此， 仍有一些研究發(fā)現(xiàn)在教學過程中采取思維導圖策略并不總能有效提高學生學習成就，有些實驗結果呈現(xiàn)的是無顯著性差異，甚至不利的影響效應（文端， 2013； 孔霞， 等， 2016）。

（二）研究邊界條件

在正式展開分析之前，需要對本研究中的邊界條件做出清晰界定，以便滿足后續(xù)研究展開和數據篩選分析的需要。其中，對正式學習環(huán)境的明確是為篩選樣本文獻做準備，關于學習者特征和學習內容的分析是為樣本文獻編碼做準備。

關于學習，基于不同的理論和視角可以有不同的分類?；趯W習者獲取知識的手段和方式這一視角，可將學習分為正式學習與非正式學習兩大類。（楊曉平， 2015）美國學者將正式學習定義為“學校、課程、教室、工作場所的背景下完成的，是官方的，通常是有計劃的要教授課程。大多時候是自上而下的?！保–ross， 2007， pp.32-47）因此，本研究中的正式學習環(huán)境是指學校教育范疇中的課堂學習環(huán)境，如課堂教學、培訓進修等。

關于學習者特征的確定，學者們觀點各異，常從認知方式、人格因素和自然特征幾方面來分析?；诒狙芯繉W生學業(yè)成就分析的研究需要，本文中的學習者特征是指在教學過程中可被顯性觀測和記錄的特征，如學習者的教育層次、參與類型等。

“教什么”和“怎么教”是教育教學中的兩個基本問題，教什么是教學內容的問題。本研究將研究范圍界定在正式學習環(huán)境中，學習內容等價于教學內容。按照美國學者瑞格魯斯的細化理論（The Elaboration Theory），學習內容分為領域知識和任務知識，其中領域知識由概念知識和理論知識組成，任務知識由過程任務和啟發(fā)任務組成。（Reigeluth， 2004）我國學者皮連生在知識分類與目標導向教學論中，把知識類型分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識?；诖?，本文中的學習內容是指在教學過程中，教師所傳授的既有經驗和信息，學習者所接收的具體知識及其所屬類型、技能及其蘊含過程。

二、研究方法

（一）研究問題

本研究重點聚焦思維導圖的教學實踐應用研究，主要以關注思維導圖在實踐應用中的效果為主，即對實驗條件環(huán)境、實驗研究類型、思維導圖與學科教學整合的應用、跨學段比較、學生參與程度差異對比等分析。同時，通過對近十年（2007-2016年）中關于思維導圖教育應用實證研究的梳理、篩選、編碼和分析，從學習者特征、學習內容和其他樣本屬性等幾個方面，為未來教育界學者和教育實踐者提供思維導圖元分析的分析視角，以期對未來思維導圖教育應用提出一些建議和思路。思維導圖是一種較為重要的教與學的策略，但其對學生學業(yè)成就的影響效應并非穩(wěn)健的積極作用，本研究將重點關注以下問題：思維導圖作為一種較為重要的學生學習方法，是否能有效提高學生學業(yè)成就？思維導圖有效學習的基本特征有哪些？影響學生進行思維導圖式學習的條件有哪些？基于此，本研究擬選取元分析（Meta-analysis）方法研究思維導圖策略會對學生學業(yè)成就產生怎樣的影響，探究學生進行思維導圖式學習的影響條件有哪些。研究假設H1：在正式學習環(huán)境中，采用思維導圖策略能夠有效地提高學生學業(yè)成就，表現(xiàn)為更高的測試成績，同時思維導圖能夠較好地提高學生參與程度。其中，自變量X是思維導圖策略，因變量Y是學生學業(yè)成就。

（二）數據來源

本研究采用中文和英文兩種獨立的文獻檢索方式搜索國際范圍內的實證研究文獻。所選取的中文文獻檢索數據庫為中國知網中國學術期刊（網絡版）數據庫、CNKI中國優(yōu)秀碩博士學位論文全文數據庫和萬方數據知識服務平臺等；英文文獻檢索數據來源主要是Web of Science（含SCIE，SSCI，AHCI）、ScienceDirect、 EBSCO總平臺、Wiley、ERIC和ProQuest Dissertations & Theses（PQDT），并結合“谷歌學術”（ Google Scholar） 進行補充檢索。檢索時間是2017年3月7日，以主題為“思維導圖”“心智地圖”分別與“學業(yè)成就”“應用”“效果”等為關鍵詞，進行精確聯(lián)合檢索，英文則以“mind map”“mind mapping”分別與“academic achievement”“academic performance”“effect”“impact”等為關鍵詞，檢索時間跨度為2007年1月至2016年12月，得到1，563篇文獻。再結合引文文獻法，將適合的參考文獻進行文獻回溯檢索，從檢索結果中剔除會議通知及報道等消息類文獻，只挑選有相關關鍵詞的文獻進行初步篩選，最終顯示，自2007年以來近十年國際上關于思維導圖與學業(yè)成就的研究為485篇，以此作為本研究的數據來源展開分析。

（三）元分析法

本文采取的元分析法（Meta-analysis，又名“薈萃分析”或“統(tǒng)合分析”），即綜合多個實驗或準實驗研究結果并從中獲得實驗平均效應值的統(tǒng)計分析方法（ Lipsey et al.， 2000， pp.56-72）。根據樣本文獻的描述性統(tǒng)計，初步閱讀后發(fā)現(xiàn)入選樣本文獻的實驗數據常以樣本量、均值和標準差等形式呈現(xiàn)，因此，各個實驗樣本常包含至少一個或多個效應量（Effect Size，ES）。在不同的元分析文獻中，會根據其結果變量類型的不同而使用不同的效應量，常用的效應量有Cohens d（Cohen， 1969， 1987）、Glass estimate Δ（Glass， 1976）和Hedges adjusted g （Hedges， 1981）。綜合分析以上三種效應量，根據教育研究的特性，加之受限于樣本文獻中實驗類型，研究對象和結果變量的數據類型的多樣性差異，本研究擬采用Hedges g作為效應量的表征指標，由于效應量的取值來源直接影響研究結果，本文還將對部分樣本文獻中的效應量進行合規(guī)處理后再納入分析。元分析屬于事后分析，和傳統(tǒng)文獻綜述（Narrative Literature Reviews）相比是一種探索性分析工具，因此本文結論是推斷性結果，而非析因結果。接下來，將從篩選標準、標準化編碼和發(fā)表偏倚等方面簡要介紹元分析法。

1. 篩選標準

對于大范圍檢索得到的文獻，根據研究和操作需要選取其中符合篩選標準的文章作為研究對象，是否納入或剔除樣本的篩選標準及過程設計如下：①文獻中的研究問題是否符合本研究內涵表征，如研究對象應為正式學習環(huán)境中的學習者，不包含網絡遠程學習中的學習者；研究的是思維導圖對學生學習成就的影響效應，而非概念圖。②研究設計是否進行了實驗控制，即研究設計的類型應為隨機實驗或準實驗，如若文獻中無實驗設計，則予以剔除。一般來說，入選的實驗研究類型有雙組前后測實驗、雙組后測實驗等，涉及關鍵詞有實驗組（experimental group）、控制組或對照組（control group 或treatment group）、前測（pre-test）、后測（post-test）等。③是否包含對學生學業(yè)成就的測量，即文獻中需報告實驗的結果數據（學業(yè)成就可基于學業(yè)成績、考試得分、思維水平量表測驗等的數據，這些變量任一皆可），若文獻中沒有報告實驗結果或結果數據不完整，則予以剔除。④是否提供充分的相關統(tǒng)計量，即研究報告需包含可計算出元分析效應量的完整數據，如樣本總量N、平均值（Mean， M）、標準差（Standard Deviation，SD），或是統(tǒng)計檢驗后的t值、F值等。再者，為保證文獻分析的可靠性，文獻中的效應量應在-5.0-5.0之內，否則予以剔除。

綜合以上標準判斷，以確立文章是否納入研究。本研究中的文獻篩選標準、納入或剔除的流程，如圖2.1所示。經過檢索、初篩、納入、綜合等篩選過程后，篩選過程中會出現(xiàn)諸多影響因素，如有由于無法獲取全文而排除的文獻、受限于語言文字能力而排除的文獻等，但最終選取符合元分析標準的樣本文獻為60篇，總樣本量為6，225，效應量為132個。

圖2.1 樣本文獻篩選四階段流程圖（注：n代表文獻數量）

2. 標準化編碼

經由文獻篩選標準進行納入或剔除后，按照以下變量對入選文章逐一進行標準化編碼，主要內容包括基本信息、學習者特征、學習材料的內容屬性及其他樣本屬性四大類：①基本信息：作者，出版時間，研究類型，持續(xù)時間，樣本量；②學習者特征：教育層次（小學、初中、高中、大學和其他），思維導圖參與程度（學習者自我生成、教師/研究者直接提供、師生共同參與）；③學習材料的內容屬性：學科屬性（具體學科：化學、外語、數學等；科學隸屬：文科、理科、綜合等），知識類型（敘述性知識、程序性知識、策略性知識）；④其他樣本屬性：思維導圖使用類型（紙質、數字，紙質與數字結合），教師同質性（同質和異質）。為保證編碼的可靠程度，分別由作者和第二作者單獨編碼后進行對比，雖然二者編碼結果并無明顯差異，但對于有異議項，經由討論協(xié)商并達成一致后修改校正，最終納入元分析的樣本文獻編碼表，見表2.1。

圖2.2是根據表2.1制作的樣本文獻的描述統(tǒng)計圖結果。如圖2.2所示，納入元分析的樣本文獻以雙組前后測的實驗研究設計居多，占比為81.67%，雙組后測為18.33%，其他為1.67%。實驗持續(xù)時長多為1-3個月和3-6個月，占比為38.33%和33.33%；少于一個月的占比為11.67%。這與參與研究學校的實際情況基本相符，1-3個月多以專題學習和單元學習展開，3-6個月多以學期制展開；6個月以上占比10%。參與實驗人數一般在60人以上，大多數實驗規(guī)模適中。在思維導圖的呈現(xiàn)類型中，紙質和數字的占比情況相當。為降低教師差異對實驗結果的影響，近70%的實驗選擇在實驗組和控制組間保證教師同質性。實驗對象的教育層次基本全覆蓋，中學生和大學生占比較多，分別為45%和31.67%。學習者對思維導圖的參與程度，多為學習者自我生成，占比為55%。就具體學習材料的內容屬性而言，各學科占比基本相當，分別為文科38.33%和理科48.33%；學習內容的知識類型多為程序性知識，占比為58.33%。

3. 發(fā)表偏倚

元分析是一種觀察性分析，在元分析的各個步驟中均可能產生偏倚。元分析中常見的偏倚有抽樣偏倚、選擇偏倚和研究內偏倚等。發(fā)表偏倚（Publication Bias）是指“統(tǒng)計學上有意義”的陽性結果較“統(tǒng)計學上沒有意義”的陰性結果或者無效的（null）研究結果更容易被發(fā)表，更容易被檢索，屬于抽樣偏倚（周旭毓， 等， 2002）。這就使得未發(fā)表的研究很難被檢索獲取，而進行元分析的第一步即是獲取和篩選研究文獻，可能會導致對綜合效應量的過高估計，最終影響元分析結果的準確性，因此需要對是否存在發(fā)表偏倚進行估計和檢驗。常見的發(fā)表偏倚分析方法有漏斗圖（Light， 1984）、Egger線性回歸法（Egger， 1997）、Begg秩相關法（Begg et al.， 1994）、剪補法（Trim and Fill， Taylor et al.， 1998）和失安全系數Nsf（Rosenthal， 1979）等。由于Egger線性回歸法存在抽樣誤差，因而會產生對回歸方程斜率的偏估計。因此，本研究選擇漏斗圖法、Begg秩相關法和失安全系數Nsf來估計和檢驗是否存在發(fā)表偏倚。

（四）探索分析歸納法

按照研究目的抽取能夠為研究問題提供最大信息量的研究對象的目的性抽樣方法，選取研究過程和數據報道較為全面、研究內容可供比較且有代表性、符合定性分析的文獻12篇，如圖2.1所示。它們分別是6篇正相關文獻（黃蕾， 2014； 張玲， 2013； 鄭永熏， 等， 2015； Antoni， 2009； Kalyanasundaram et al， 2016.， 2016； Bahadori et al.， 2016），6篇負相關或不顯著文獻（文端， 2013； 孔霞， 等， 2016； 鄭永熏， 王嘉慧， 2015； Antoni， 2009； Fun et al.， 2010； Ritchie et al.， 2013），對入選文獻的資料內容進行系統(tǒng)評價，采用探索性分析歸納法（Exploring Analytic Induction）識別出基本分析單元，對樣本文獻進行合并、分類并提取其特征單元，將適用的文獻按照其所屬范疇進行比較，對其邊界條件進行明晰界定，最終探索并組織得到有效思維導圖的基本特征。首先，研究問題聚焦到尋找思維導圖有效學習的基本特征，識別出思維導圖策略的分析步驟大致分為：what——是什么，明確思維導圖的操作定義；when——什么時候用，理清思維導圖的合理使用時間；how——怎么用，考察思維導圖促進有效學習的方式，是“一枝獨秀”還是“百花齊放”，是協(xié)作，而非合作。

三、結果

本研究選取Comprehensive Meta Analysis 2.0（CMA）軟件為研究軟件。由于納入元分析的樣本文獻存在著研究對象、研究方法和操作程序等的差異，使得樣本文獻間可能存在異質性，由此而得出的效應量并不完全代表總體主效應。為了更好地說明數據結果，需要采用異質性檢驗（Heterogeneity Test）方法，常用的異質性檢驗方法有：①借助Q檢驗、I2統(tǒng)計量和H統(tǒng)計量等虛擬變量來表示可能產生的異質性因素；②選用根據異質源構造的隨機效應模型（Random Effects Models）和固定效應模型（Fixed Effects Models）來考察樣本文獻的異質性。（陳純槿， 等， 2013）一般來說，如果樣本文獻間的異質性較小時，宜采用固定效應模型；對存在明顯異質性的研究，應采用隨機效應模型。本研究選擇統(tǒng)計量Q和I2來進行異質性檢驗和確定主效應量。為識別出研究問題中學生利用思維導圖學習的影響因素，需要進行調節(jié)效應檢驗。因此，本研究引入調節(jié)變量M（Moderator），是指自變量X在何種條件下會影響因變量Y，又名條件變量。

（一）主效應和異質性檢驗

統(tǒng)計量Q服從自由度k-1的χ2卡方分布，Q值越大，其對應的P值越小。如果Q<χ，其對應的P>0.05，則表明樣本文獻的異質性是由抽樣誤差造成的，樣本文獻間基本可認為是同質的；反之則表明樣本文獻間存在異質性，且不是由抽樣誤差導致的變異（王丹， 等， 2009）。見表3.1，Q檢驗顯著且I2>75%，表明樣本文獻間存在明顯的異質性，因此本研究選用隨機效應模型來計算主效應量。對思維導圖策略的主效應進行檢驗，以考察其在學生學業(yè)成就方面的影響效應，得出思維導圖的主效應量g為0.763（95%CI， 0.598-0.928），即表明該效應量并非偶然因素引起；且雙尾檢驗P值小于0.001。這就回答了研究假設中的問題：在正式學習環(huán)境中，采用思維導圖策略能夠有效地提高學生學業(yè)成就。

（二）調節(jié)效應檢驗

本研究聚焦的研究問題是思維導圖有效學習的基本特征有哪些？影響學生進行思維導圖式學習的條件有哪些？因此，本研究主要對學習者特征（如教育層次和思維導圖參與類型）、學習材料的內容屬性（如知識類型和學科屬性）、其他樣本屬性（如思維導圖類型和教師同質性）3類調節(jié)變量（Moderator）是否對思維導圖對學業(yè)成就的影響起到調節(jié)作用做逐一分析，以此判斷得出思維導圖有效學習的基本特征。

1. 學習者特征的調節(jié)效應

在學習者特征對學生學業(yè)成就的調節(jié)作用上，教育層次和思維導圖參與程度有著顯著調節(jié)學生學業(yè)成就的作用。見表3.2，教育層次和參與程度的異質性檢驗的結果顯示，統(tǒng)計量Q大于卡方分布的臨界值，表明其對應的平均效應值具有顯著差異。因此選擇固定效應分析來計算其影響大小。在不同的教育層次中，在高中階段（g=1.097）使用思維導圖策略使得教學和學習更為有效；在小學階段（g=0.314）的效果最不明顯；思維導圖策略的有效性在大學階段（g=0.867）稍高于初中階段（g=0.537）。在不同的思維導圖參與程度中，QB（1）=78.766，P<0.001，師生共同參與（g=1.070）的思維導圖教學對學生學業(yè)成就有著顯著的調節(jié)作用；學習者自我生成（g=0.642）和教師/研究者（g=0.683）直接提供的調節(jié)效應相當。

2. 學習內容的調節(jié)效應

在學習內容對學生學業(yè)成就的調節(jié)作用上，在某些學科中使用思維導圖教學策略會對學習者的學習效果有較大程度的提高（如化學），而在某些學科中幾乎不會產生提升效果（如語文），據此可推斷在教學設計環(huán)節(jié)應考慮學科之間的差異性，從而采取不同的思維導圖運用策略。按照不同的學科分類標準，本研究采用了兩種常見的學科專業(yè)分類，一是按照通用說法分為文科、理科和綜合；二是按照具體學科屬性分為語文、外語、經濟、生物、化學、數學、醫(yī)學、科學及其他。見表3.3，按照分類一，理科（g=0.822）的調節(jié)效應高于文科（g=0.563）和綜合（g=0.684）；按照分類二，QB（2）=241.081，P<0.001，經濟（g=1.063）、醫(yī)學（g=0.969）、化學（g=0.933）對學生學業(yè)成就有顯著調節(jié)作用，在科學（g=0.753）和生物（g=0.741）之間的調節(jié)效應也比較明顯，但在語文（g=0.020）學科里，思維導圖幾乎不存在影響效應，因此可推斷思維導圖對于理科（如化學）的調節(jié)效應較為顯著，但在某些文科類學科中確有例外（如外語）。在不同知識類型的學習材料上，思維導圖對學生學業(yè)成就的影響效應依次為：程序性知識（g=0.943）>敘述性知識（g=0.360）>策略性知識（g=0.347）。因此，可推論思維導圖會因知識類型的不同對學生學業(yè)成就產生不同的影響，主要表現(xiàn)為較適用于程序性知識，而不太適用于敘述性知識和策略性知識。

3. 其他樣本屬性的調節(jié)效應

在考察其他樣本屬性對學生學業(yè)成就的調節(jié)作用時，本研究選取了思維導圖使用類型、教師同質性和實驗持續(xù)時間3個變量展開分析。見表3.4，在不同的思維導圖使用類型中，紙質（g=0.828）的調節(jié)效應明顯高于數字（g=0.541），在紙質與數字結合（g=0.609）的情況下效果也較佳。這可能是由于思維導圖在教學過程中，教師和學生會依據自身情況使用思維導圖，比如在小學等低齡學段，學生對思維導圖軟件的操作能力欠佳，但對紙筆繪畫創(chuàng)作思維導圖較為擅長（黃一泓， 等， 2011；Orhan Akinoglu，et al， 2007）。因此，可推斷思維導圖使用類型的差異會對學生學業(yè)成就有所影響，可能是現(xiàn)有思維導圖軟件在操作使用方面有缺陷，有待完善。在教師同質性的調節(jié)效應上，同質（g=0.745）和異質（g=0.665）的影響效應相當，可認定為教師同質或異質對學生學業(yè)成就影響不大。但在不同的實驗持續(xù)時間里，QB（3）=117.712，P<0.001，實驗持續(xù)時間對學生學業(yè)成就有著顯著調節(jié)作用，少于一個月（g=0.932）的調節(jié)效應為最佳，3-6個月（g=0.774）次之，再次為1-3個月（g=0.547），6個月以上（g=0.210）的調節(jié)效應最不明顯，可能是因為在學期制的教學實驗中，學生能夠快速掌握思維導圖策略，初期提升較為明顯，中期使用過程略微下降，隨后又上升至較高水平?？傊?，學期制整體隨著時間的增加有著從初級到高級逐步提高的過程，但受跨越學期的假期和疲倦效應的影響，反而在超過6個月的實驗中調節(jié)效應有所下降。

（三）發(fā)表偏倚分析

根據前文對發(fā)表偏倚識別和校正方法的對比分析，本研究選擇了漏斗圖法、Begg秩相關法和失安全系數Nfs來檢驗發(fā)表偏倚。首先，如圖3.1所示，據初步觀察得知本研究中的發(fā)表偏倚較小，絕大多數的研究散點均勻且對稱地分布在中心線的左右。為了更進一步準確地識別和校正發(fā)表偏倚，采用以下方法來分析發(fā)表偏倚，從 Begg秩相關法的檢驗結果看，該指標的值為3.214>1.96， P<0.05，因此可能存在發(fā)表偏倚。而從失安全系數（Rosenthals Nfs）來看，其值為6，169，均遠遠大于“5N+10”，該指標表明本研究并不存在顯著的發(fā)表偏差。由此，可能存在較小的發(fā)表偏倚，而且發(fā)表偏倚的存在可能是由于抽樣造成的誤差，如果抽樣文獻的數量保證在70以上，其結果將更為理想。

圖3.1 發(fā)表偏倚分析之漏斗圖

四、討論

（一）思維導圖與學生學業(yè)成就呈顯著相關

元分析結果顯示思維導圖與學生學業(yè)成就之間呈顯著相關，影響效應值在0.598到0.928之間，研究結果與他人已有研究發(fā)現(xiàn)基本一致。在關于思維導圖的相關研究中，思維導圖教育應用與學生學業(yè)成就之間呈現(xiàn)顯著正相關水平（ES=1.057， Batdi， 2015； ES=0.750， Liu et al， 2014； ES=0.7583， 伍國華， 等， 2011）。這與本研究假設是一致的。根據篩選標準，本研究中的樣本文獻所討論的均是在正式學習環(huán)境下思維導圖對學生學業(yè)成就的影響效應。雖然這與Anthony V. DAntoni、孔霞等和Stuart J. Ritchie等的研究結果不一致，他們認為在正式學習環(huán)境條件下，思維導圖與學生學業(yè)成就未見顯著性相關（Antoni， 2009； 孔霞， 等， 2016； Ritchie et al， 2013）。但在V Batdi（2015）和Y Liu等（2010）提出的從國別、學科差異、實驗條件和結果變量等維度來研究思維導圖與學生學業(yè)成就影響效應的研究基礎上，本研究進一步系統(tǒng)地加深了對學習者特征和學習內容等實踐證據的分析，借助實證數據來開展研究。綜上所述，本研究考察的是思維導圖與學生學業(yè)成就之間的直接相關關系，根據研究結果可推斷兩者之間的影響機制可能在于：在正式教與學環(huán)境中，思維導圖策略激發(fā)了學習者學習興趣，提升了學習者的思維能力水平，進而表現(xiàn)為更好的學生學業(yè)成就。本次元分析結果是在廣泛搜集具有代表性樣本文獻的基礎上得到的，具有一定的穩(wěn)健性，但由于元分析是探索性分析工具，其結論屬于推斷性結果而非析因結果，且還受到某些調節(jié)變量的調節(jié)效應影響，因此在結果推廣方面還需謹慎下結論。

（二）不同調節(jié)變量的影響效應有所差異

調節(jié)效應檢驗結果顯示，思維導圖對學生學業(yè)成就的影響存在一定的邊界條件，主要體現(xiàn)在學習者特征、學習內容和其他樣本等調節(jié)變量的影響上。在學習者特征方面，學習者的教育層次調節(jié)效應在相關研究中也有發(fā)現(xiàn)，如Y Liu等（2010）的元分析發(fā)現(xiàn)在青少年時期隨著學習者教育層次的提升思維導圖對學生學業(yè)成就的影響效應逐漸增強，小學階段的學習者的影響反而最明顯。但本研究中學習者特征的調節(jié)效應檢驗結果顯示（詳見圖3.2），學習者的教育層次從小學到高中，其影響效應呈逐漸增強的趨勢，到大學階段開始略微減弱，因此思維導圖對學生學業(yè)成就的影響效應并不是與教育層次的簡單線性相關。學習者不同的思維導圖參與程度，顯著調節(jié)思維導圖的影響效應。檢驗結果還顯示，師生共同參與教學過程中的思維導圖制作（g=1.070）是最有效的實施策略，反映出教師和學生在教學過程中以合作方式更容易實現(xiàn)教學目標，在一定程度上說明良好的師生關系更有利于思維導圖策略的有效性。

學習內容中的知識類型是影響思維導圖有效性的重要因素。相較于策略性知識和敘述性知識，思維導圖在程序性知識中能更有效地提升學生學業(yè)成就（g=0.943），這可能是由于程序性知識屬于“How——怎么做”的操作性知識，不同于“What——是什么”的敘述性知識和“Why——為什么”的策略性知識，思維導圖策略更適合于需要精細抽象地圖文信息建模的程序性知識，但在對知識存儲有更高需求的敘述性知識上，其表現(xiàn)并不盡理想（Ritchie et al， 2013）。而在學科的調節(jié)效應中，針對兩類分組策略的調節(jié)效應檢驗結果顯示，一是理科高于文科和綜合，二是在經濟、醫(yī)學、化學、科學、生物和外語等學科有顯著表現(xiàn)，而在語文和數學等學科的影響效應較弱。這與他人已有研究發(fā)現(xiàn)既有相同之處，也有不同之處，相同點在于如Y Liu等（2010）的元分析發(fā)現(xiàn)在外語和化學等學科中有顯著表現(xiàn)；不同點在于Y Liu等（2010）的元分析認為在醫(yī)學上的效應量為-0.59，本研究中醫(yī)學的效應量為0.969，但Y Liu等（2010）的研究結果僅來源于3個樣本文獻，可能存在一定的偏差。

（三）有效思維導圖的基本特征

根據研究方法中的探索分析歸納法，從所選取的定性分析樣本文獻中識別基本分析單元，對其合并分類并提取特征單元，按照分析步驟中的“what-when-how”來識別有效思維導圖的基本特征。最終，總結得出有效思維導圖的基本特征如下：以思維可視化為中心，以適切的時間節(jié)奏為原則，以輔助記憶促進有效學習為手段。

首先，以思維可視化為中心，即要關注思維導圖的“導圖”作用（is a map），而非僅是“圖片”意義（not a picture）。在思維導圖教育應用過程中，無論教師還是學生都應先明確思維導圖策略的使用目的，是作為課堂中的筆記工具，還是用于個人思考與知識管理，在確定的使用目的之下方可實現(xiàn)更加有效；需要認識思維導圖是動態(tài)生成性的思維可視化過程，而非一蹴而就的成品，是一個類似于華羅庚讀書方法中“厚-薄-厚”的“輸入-內化-輸出”的思維生產過程；應關注思維導圖從“發(fā)散”到“收斂”的復雜系統(tǒng)過程，從而逐漸形成思維可視化的自我風格（Merchie E. et al， 2016；Chin Sok Fun et al， 2010；Sabbah S S， 2015）。

其次，以適切的時間節(jié)奏為原則，即要合理把控思維導圖的使用節(jié)奏。在準確理解思維導圖的構造和用法的基礎上，根據實際學習進度選擇性地采取思維導圖策略，不一定要在教學的各個環(huán)節(jié)都使用思維導圖，毫無章法地覆蓋性使用反而會適得其反，使學習效果未見顯著性差異（孔霞， 等， 2016； Kalyanasundaram et al， 2016； Antoni et al， 2009）。在充分了解思維導圖的優(yōu)缺點后，還需做到揚長避短、適時而動，比如推廣到生活中的待辦事宜或者工作中的準備演講，思維導圖確實能發(fā)揮作用，而在項目的系統(tǒng)思考上思維導圖稍顯局限，可借助其他成熟工具來做補充。

最后，以輔助記憶促進有效學習為手段，即在學習過程中運用思維導圖策略時要注重與“提取練習”（Retrieval Practice）相結合，兩者的組合使用比沒有提取練習的思維導圖學習效果（此處指測試成績）要好（Ritchie et al， 2013）。正如馮友蘭哲學思想中的“照著講”和“接著講”，思維導圖也可經歷從“照著畫”到“接著畫”的過程，但學習不僅僅是單純的知識儲存過程，而是在需要時可準確地提取和調用知識的過程。因此，有效思維導圖應在新舊知識之間達到完善知識圖示和心智結構的效果，可借助與其他策略或工具的互動來實現(xiàn)。

（四）未來研究展望

本次元分析較為系統(tǒng)地收集了國內外思維導圖與學生學業(yè)成就的相關實踐研究，借助實證數據的元分析結果，為未來教育界學者和教育實踐者提供思維導圖教育應用的參照證據和思路。未來可進一步研究不同結果變量之間的影響效應差異（如測試成績、作品成績、思維能力水平和興趣態(tài)度等），進而實現(xiàn)思維導圖對學生學業(yè)成就影響效應的深入研究和分解；由于現(xiàn)存某類數據缺失或不完整，可待條件成熟后，適當關注某些潛在調節(jié)變量的影響（如性別差異、不同學習環(huán)境、學習者既有知識水平等），以便更加全面地考察思維導圖有效學習的基本特征。

[參考文獻]（帶的參考文獻為元分析中的樣本文獻）

白志剛，趙敏. 2011. 思維導圖在英語專業(yè)聽說課中應用的實證研究[J]. 沈陽師范大學學報（社會科學版），35（1）：153-155.

岑艷琳. 2011. 思維導圖在大學英語閱讀課程教學中的應用研究[D]. 武漢：華中師范大學教育信息技術學院.

陳霞. 2012. 運用思維導圖促進初中生數學理解的研究[D]. 桂林：廣西師范大學數學科學學院，2012.

陳純槿，王紅. 2013. 混合學習與網上學習對學生學習效果的影響——47個實驗和準實驗的元分析[J]. 開放教育研究，19（2）：69-78.

董博清. 2013. 基于思維導圖的中學物理教學實證研究[D]. 長春：東北師范大學教育學部.

鄧燕萍. 2013. 思維導圖在建構數學知識體系中的應用研究[D]. 廣州：廣州大學數學與信息科學學院.

丁莉. 2015. 思維導圖在初中生物學教學中的應用研究[D]. 上海：上海師范大學.

馮鈞. 2014. 思維導圖在五年制高職英語寫作教學中的實踐研究[D]. 武漢：華中師范大學外國語學院.

黃一泓，王貞雯. 2011. 以心智圖作為筆記工具對國小五年級學生在數學科的學習成效之研究[J]. 教育科學期刊（10）：91-114.

黃蕾. 2014. 基于“3A云”思維導圖的初中信息技術課協(xié)作學習研究[D]. 天津：天津師范大學教育科學學院.

康德英，洪旗，劉關鍵，等. 2003. Meta分析中發(fā)表性偏倚的識別與處理[J]. 中國循證醫(yī)學雜志，3（1）：45-49.

孔霞，顧帝水，周艷芳，等. 2016. 思維導圖在病理生理學“教”與“學”中的應用[J]. 中國高等醫(yī)學教育（11）：112-113.

劉曉寧. 2009. 我國思維導圖研究綜述[J]. 四川教育學院學報，25（05）：109-111.

聶思成. 2011. 思維導圖輔助生成式背誦的實證研究[J]. 品牌：理論月刊（4）：123-124.

呂露. 2013. 思維導圖在農村高中生物教學中的應用研究[D]. 武漢：華中師范大學生命科學學院.

陸榮. 2014. 運用思維導圖促進高中英語閱讀教學的有效性研究[D]. 南京：南京師范大學外國語學院.

李舒. 2015. 思維導圖框架下的高中英語讀寫教學模式研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱師范大學.

劉洋，楊班妮，楊建兵，等. 2015. 思維導圖應用于元素化合物部分復習的實證研究[C]. 現(xiàn)代教育教學探索學術交流會：316-317.

倪興荷. 2014. 運用思維導圖促進初中生分析數學概念性知識的實踐與研究[D]. 南京：南京師范大學教師教育學院.

彭定裕. 2013. 思維導圖在中考化學復習教學中的應用研究[D]. 桂林：廣西師范大學化學化工學院.

錢宜璐. 2015. 思維導圖在初中英語寫作教學應用的實證研究[D].漳州：閩南師范大學.

覃香積. 2013. 應用思維導圖建構高中生物知識體系的實踐研究[D]. 桂林：廣西師范大學生命科學學院.

王丹，翟俊霞，牟振云，等. 2009. Meta分析中的異質性及其處理方法[J]. 中國循證醫(yī)學雜志，9（10）：1115-1118.

王道磊. 2009. 高中生物學教學中應用思維導圖的實驗研究[D]. 上海：華東師范大學生命科學學院.

伍國華，李克東. 2011. 知識可視化教學應用的元分析研究[J]. 電化教育研究（12）：84-90.

文端. 2013. 思維導圖在小學信息技術課中的應用研究[D]. 天津：天津師范大學.

王慕菡. 2014. 運用思維導圖開展高中地理合作學習的實證研究[D]. 北京：首都師范大學教育學院.

王璐. 2014. 思維導圖對促進初中學生有效學習的實驗研究[D]. 大連：遼寧師范大學心理學院.

謝和平，王福興，周宗奎，等. 2016. 多媒體學習中線索效應的元分析[J]. 心理學報（05）：540-555.

許桂春，王同忠，索海英，等. 2016. 思維導圖在高職基礎護理技術教學中的應用研究[J]. 當代護士：綜合版旬刊（10）：157-159.

袁鳳貞. 2008. 基于Wiki-思維導圖的教學模式構建及其在有機化學教學中的應用[D]. 長沙：湖南師范大學化學化工學院.

楊曉平. 2015. 正式學習與非正式學習之概念辨析[J]. 貴州師范學院學報（5）：80-83.

周旭毓，方積乾. 2002. Meta分析的常見偏倚[J]. 循證醫(yī)學，2（4）：216-220.

趙國慶，陸志堅. 2004. “概念圖”與“思維導圖”辨析[J]. 中國電化教育（8）：42-45.

張海森. 2011. 2001-2010年中外思維導圖教育應用研究綜述[J]. 中國電化教育（8）：120-124.

趙姬. 2011. 運用思維導圖教學策略促進高中生物新課程目標達成的研究與實踐[D]. 南京：南京師范大學生命科學學院.

趙國慶. 2012. 概念圖、思維導圖教學應用若干重要問題的探討[J]. 電化教育研究（5）：78-84.

劉麗. 2016. 高中英語詞匯教學中應用思維導圖的實驗研究[D]. 石家莊：河北師范大學外國語學院.

張玲. 2013. 思維導圖在高中英語單詞教學中的應用研究[D]. 上海：上海師范大學外國語學院.

張麗娟. 2014. 思維導圖在初中數學教學中的應用研究[D]. 海口：海南師范大學數學與統(tǒng)計學院.

鄭永熏，王嘉慧. 2015. 心智圖法運用在語文領域對提升國小五年級閱讀理解能力和創(chuàng)造力成效之研究[J]. 人文與社會學報（4）：89-124.

A Bahadori， B Gorjian（2016）. The Role of Mind Mapping Soft Ware in Developing EFL Learners Vocabulary at the Pre-Intermediate Level. Journal of Applied Linguistics and Language Learning， 2（1），8-16.

Akinoglu O， Yasar Z（2007）. The effects of note taking in science education through the mind mapping technique on students attitudes， academic achievement， and concept learning. Journal of Baltic Science Education， 6（3），34-43.

Antoni A V D（2009）. RELATIONSHIP BETWEEN THE MIND MAP LEARNING STRATEGY AND CRITICAL THINKING IN MEDICAL STUDENTS. Dissertations & Theses - Gradworks.

Al-Jarf R（2009）. Enhancing freshman students writing skills with a mind-mapping software[C]Conference Proceedings of eLearning and Software for Education，8.

Aykac V（2015）. An Application Regarding the Availability of Mind Maps in Visual Art Education Based on Active Learning Method. Procedia - Social and Behavioral Sciences， 174，1859-1866.

Aydin G（2015）. The Effects of Technology-Supported Mind and Concept Mapping on Students Construction of Science Concepts The Effect of Mind Mapping in Science Education. Anthropologist， 20（1-2），166-176.

A Bahadori，B Gorjian（2016）.The Role of Mind Mapping Soft Ware in Developing EFL Learners Vocabulary at the Pre-Intermediate Level. Journal of Applied Linguistics and Language Learning， 2（1），8-16.

Ayal C S， Kusuma Y S， Sabandar J， et al（2016）. The Enhancement of Mathematical Reasoning Ability of Junior High School Students by Applying Mind Mapping Strategy. Journal of Education & Practice， 7，50-58.

Abrams Z I， Byrd D R（2016）. The effects of pre-task planning on L2 writing： Mind-mapping and chronological sequencing in a 1st-year German class. System， 63，1-12.

Bharambe M I（2012）. EFFECTIVENESS OF MIND MAPPING IN EDUCATIONAL PSYCHOLOGY. Indian Streams Research Journal， II（IV）.

Bal?m A G（2013）. The effect of mind-mapping applications on upper primary students success and inquiry-learning skills in science and environment education. International Research in Geographical & Environmental Education，22（4），337-352.

Batdi V（2015）. A Meta-analysis Study of Mind Mapping Techniques and Traditional Learning Methods， 20（1-2），62-68.

Cross， J（2007）.Informal Learning： Discovering the Natural Pathways that Inspire Innovation and Performance. San Francisco： Pfeiffer.

Chee Sern Lai， Ming Foong Lee（2016）. The Effects of Mind-Mapping Technique in Engineering Mathematics. 2016 IEEE 8th International Conference on Engineering Education，261-264.

DAntoni A V， Zipp G P， Olson V G（2009）. Interrater reliability of the mind map assessment rubric in a cohort of medical students. BMC Medical Education， 9（1），19.

Dhindsa H S， Makarimi-Kasim， Anderson O R（2011）. Constructivist-Visual Mind Map Teaching Approach and the Quality of Students Cognitive Structures. Journal of Science Education and Technology， 20（2），186-200.

Daghistan B I A M（2016）. Mind Maps to Modify Lack of Attention among Saudi Kindergarten Children. International Education Studies， 9（4），245.

Fun C S， Maskat N（2010）. Teacher-Centered Mind Mapping vs Student-Centered Mind Mapping in the Teaching of Accounting at Pre-U Level-An Action Research. Procedia - Social and Behavioral Sciences， 7， 240-246.

Hung C M， Hwang G J， Wang S Y（2014）. Effects of an integrated mind-mapping and problem-posing approach on students in-field mobile learning performance in a natural science course. International Journal of Mobile Learning & Organisation， 8（3/4）， 187.

Hallen D， Sangeetha N（2015）. Effectiveness of Mind Mapping in English Teaching among VIII Standard Students. Journal on English Language Teaching， 5， 45-50.

Hou H T， Yu T F， Wu Y X， et al（2016）. Development and evaluation of a web map mind tool environment with the theory of spatial thinking and project-based learning strategy. British Journal of Educational Technology， 47（2）， 390-402.

Jbeili I M A（2013）. The Impact of Digital Mind Maps on Science Achievement among Sixth Grade Students in Saudi Arabia. Procedia - Social and Behavioral Sciences， 103， 1078-1087.

Kalyanasundaram M， Abraham S B， Ramachandran D， et al（2017）. Effectiveness of Mind Mapping Technique in Information Retrieval Among Medical College Students in Puducherry-A Pilot Study. Indian Journal of Community Medicine Official Publication of Indian Association of Preventive & Social Medicine， 42（1）， 19-23.

Lipsey， M. W.， Wilson， D. B.（2000）. Practical meta-analysis. Thousand Oaks， Calif. ： Sage.

Madu B C， Ifeoma M C（2012）. Effect of Mind Map as a Note-Taking Approach on Students Achievements in Economics. Journal of Emerging Trends in Economics & Management Sciences， （3）， 247-251.

Merchie E， Keer H V（2016）. Mind mapping as a meta-learning strategy： Stimulating pre-adolescents text-learning strategies and performance？. Contemporary Educational Psychology， 46， 128-147.

N Afifah，E Khairina（2015）. The Effect of Mind Map Toward Cognitive Ability at Biology Students in University of Pasir Pengaraian. Proceedings of the National Biology Education Seminar 2015， 288-293.

Reigeluth C M（2004）. The Elaboration Theory： Guidance for Scope and Sequence Decisions. Open Education Research， 427-453.

Ritchie S J， Della S S， Mcintosh R D（2013）. Retrieval practice， with or without mind mapping， boosts fact learning in primary school children. Plos One， 8（11）， e78976.

Sabbah S S（2015）. The Effect of College Students Self-Generated Computerized Mind Mapping on Their Reading Achievement. International Journal of Education and Development using Information and Communication Technology， 11， 4-36.

Tanriseven I（2014）. A Tool that Can be Effective in the Self-Regulated Learning of Pre-Service Teachers： The Mind Map. Australian Journal of Teacher Education， 39（1）， 17.

Walker D， Adebajo A， Heslop P， et al（2007）. Patient education in rheumatoid arthritis： the effectiveness of the ARC booklet and the mind map. Rheumatology， 46（10）， 1593-1596.

Wu， Chih Hsiang Hwang， Gwo Jen Kuo， Fan Ray Huang， Iwen（2013）. A Mindtool-Based Collaborative Learning Approach to Enhancing Students Innovative Performance in Management Courses. Australasian Journal of Educational Technology， 29（1）， 128-142.

Y Liu，G Zhao，G Ma，Y Bo（2014）. The Effect of Mind Mapping on Teaching and Learning： A Meta-Analysis， Standard Research Journal， 2（1）， 011-031.

Zumbach J（2009）. The role of graphical and text based argumentation tools in hypermedia learning. Computers in Human Behavior， 25（4）， 811-817.

收稿日期：2017-06-23

定稿日期：2017-08-23

作者簡介：李玉，博士研究生；柴陽麗，博士研究生。華東師范大學教育信息技術學系（200062）。

閆寒冰，博士，教授，博士生導師，本文通訊作者，華東師范大學開放教育學院常務副院長（200062）。

責任編輯 劉 莉