概念圖及其可視化對說明文閱讀理解及元理解監(jiān)測的影響

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說明文閱讀理解和元理解監(jiān)測的影響。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，而且能夠提高學(xué)習(xí)者的元理解監(jiān)測準(zhǔn)確性;（2）信息可視化對元理解監(jiān)測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)測準(zhǔn)確性

中圖分類號：G442? 文獻(xiàn)標(biāo)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(rèn)知是指個(gè)體對自己認(rèn)知過程的監(jiān)測和控制，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)者對自己的閱讀理解過程的監(jiān)測和控制[1]。有研究表明元理解監(jiān)測的準(zhǔn)確性能夠有效預(yù)測學(xué)習(xí)者的成績 [2]。但是有研究發(fā)現(xiàn)，說明文閱讀的元理解監(jiān)測準(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)前我國中小學(xué)常見的閱讀類型，尋找提高說明文閱讀監(jiān)測準(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[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及其元理解監(jiān)測的準(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)者對于文本的理解。其次，有研究表明元理解監(jiān)測過程存在生成效應(yīng)，主動加工比被動加工具有更高的監(jiān)測準(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 插圖條件對閱讀理解及元理解監(jiān)測的影響

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：采用謝繼紅編制的人體血液循環(huán)系統(tǒng)先驗(yàn)知識問卷測量，包括主觀評估和客觀測試兩個(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)行測量，該問卷分半信度系數(shù)r = 0.67，測驗(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，右頁是對應(yīng)的插圖條件（無圖/圖解/概念圖）。

監(jiān)測階段：被試需要對所有題目做逐項(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)完成空間能力測試卷。

測試階段：被試需要完成四篇文章的所有測試題，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

在總成績上，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)判斷的絕對準(zhǔn)確性

采用成績和學(xué)習(xí)判斷的差值（PA值）作為學(xué)習(xí)判斷的絕對準(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的絕對準(zhǔn)確性與0均無顯著性差異，表現(xiàn)出較好的絕對準(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，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。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 信息可視化對閱讀成績及學(xué)習(xí)判斷的影響

2.1 實(shí)驗(yàn)2a 較低加工深度時(shí)，信息可視化對閱讀成績及學(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。

成績上，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)會提升閱讀理解的成績，尤其會促進(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)，信息可視化對閱讀成績及學(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，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

對總閱讀成績進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。結(jié)果表明在總成績、細(xì)節(jié)題成績、理解題成績上，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)判斷的絕對準(zhǔn)確性

對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)測自己的學(xué)習(xí)成績，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說明文閱讀成績和及其元認(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，說明概念圖對學(xué)習(xí)成績有正向影響;同時(shí)，概念圖同樣也能提升元理解監(jiān)測的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)2探究在不同加工深度下，信息可視化對閱讀成績和及其學(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(jiān)測的準(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閱讀成績和學(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，這主要是由于：首先，主動加工活動占用了學(xué)習(xí)者過多的認(rèn)知資源，當(dāng)進(jìn)行生成活動（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，對成績產(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)測任務(wù)，屬于短時(shí)記憶，測試是延遲測試，屬于長時(shí)記憶，出現(xiàn)了監(jiān)測過程與測試過程不匹配，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)測任務(wù)和測試任務(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)，畫概念圖是主動加工活動，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，而且能夠提高學(xué)習(xí)者的元理解監(jiān)測準(zhǔn)確性;（2）信息可視化對元理解監(jiān)測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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