关于“概念图”与“思维导图”的调查研究

《信息技术教育》2005第10期 2006-2-14 15:09:27 [ 文/尚卫平 赵国庆 ]
德国思维导图爱好者Volker Rautenberg（2004）在其网站上从学术影响、语义丰富程度、形式化程度、美观程度、用脑程度和创作难度等方面对概念图和思维导图进行了比较，如表1所示。
然而，这种比较主要是基于文献调研和作者本人的主观感受进行的。思维导图和概念图到底有什么联系和区别？各自的优势是什么？到目前为止，还缺少客观数据来 回答这个问题。本文通过学生对概念图和思维导图的认识进行调查研究，并由此分析“使用者”眼中概念图和思维导图的差异。
研究背景与研究设计
2005年7月6日至7日，北京师范大学教务处、教育技术学院联合开设了首期“思维拓展训练”课程。该课程是本学期学生实践周面向全校开设的高级选修课之 一，其目标旨在增强学生的立体思维能力（思维的层次性与联想性）、改善时间管理能力、培养总体规划能力、提高学习和工作的效率。课程内容包括概念图、思维 导图、个人时间管理和六顶思考帽等内容，并以思维导图作为贯穿全部内容的主线。课程采用教师讲解、学生实践、上台报告、协作学习和上机练习等多种形式，让 学生在学习理论知识的同时，有机会自己动手绘制概念图和思维导图，亲身体验以其为工具解决学习和生活中的种种问题。
研究主要采用问卷调查法，从学生认识到的概念图和思维导图的差异与学生喜欢的概念图和思维导图的课堂教学形式两个维度进行调查，重点分析学生眼中的概念图和思维导图的异同、学生对概念图和思维导图进行判断的依据、学生喜欢的绘图软件以及学生喜欢的概念构图形式等几个方面的问题，目的是了解学生对概念图和思维导图的认识水平和认识程度，探索将二者应用于课堂教学时应注意的问题
表1
要求
概念图
思维导图
学术影响
较高：有很多关于概念图的学术论文、显示出学术界对概念图的高度关注
较低：很难找到关于思维导图的学术论文
语义丰富性
较高：连接词蕴含着丰富的信息
较低：分支大多是只言片语
形式化程度
较高
较低
美观程度
较低：看起来更像技术图
较高：好的思维导图更像艺术品
用脑程度
较低
较高
创作程度
较低
较高
论文以问卷和双起泡图（Double Bubble Map）为研究工具。问卷是基于WebCL网络教学平台发放、回收并实现自动统计的。双起泡图则是David Hyerle博士开发的Thinking Maps（Thinking maps，2004）中8种图形的一种，用来表示比较和对比，两个焦点分别表示进行比较的两个事物，中间指出所比较事物的共同点，两侧指出二者的不同点 （如下图所示）。

双起泡图
本研究调查对象共122人，男生62人，女生60人；理科生114人，以数学、物理、计算机专业学生为主；文科生8人，主要是教育专业的学生。回收问卷 107份，其中有效问卷82份，无效问卷多为问卷填写不完整，回收率是67.2%；回收学生描述概念图和思维导图的差异的双起泡图44张。
概念图和思维导图异同的调查分析
概念图和思维导图的差异
32.9%的学生认为概念图和思维导图的历史渊源、知识表示能力、创造方法、表现形式、应用领域均不同，高达86.6%的学生认为二者对知识的表示能力不同，学生普遍认为概念图的语义丰富，对知识的表示能力高于思维导图，认为各个方面不同的比例如表２所示。
表2
差异
历史渊源
对知识表示能力
创作能力
表现形式
应用领域
百分比
56．15%
86．6%
68．3%
79．3%
67．1%
表3
判断依据
概念图中节点与节点之间存在连接词，而思维导图没有
概念图可以有一个或一个以上的概念而思维导图从一个关键概念向外辐射
概念图的节点一般是概念，而思维导图没有
其他
百分比
51．2%
15．9%
4．9%
13．4%
学生对概念图和思维导图进行判断的依据
调查表明，97.6%的学生可以正确区分概念图和思维导图。如表3所示，51.2%的学生对概念图和思维导图进行区分的主要依据是概念图节点之间有连接词，可见学生认为是否有连接词是概念图和思维导图在表现形式上的最大区别。
学生眼中的概念图和思维导图异同
通过研究、整理和归纳回收的双起泡图，可了解学生眼中的概念图和思维导图的异同。
学生眼中的概念图：①节点之间有连接词，用来说明节点之间的关系；②有层次结构，展示概念之间的包容性；③节点是单个概念；④不同分支的节点之间存在交叉 连接，呈网状结构；⑤有一套严格评估标准，便于评价；⑥形式严谨，多用于概念较多的理科教学；⑦应用范围较窄，主要用在教育领域；⑧难于理解，构图时间较 长。
学生眼中的思维导图：①结构由个人思路而定，便于个人理解记忆；②颜色丰富、使用图形和联想；③问题导向，有利于解决矛盾冲突；④从中心向四周发散，呈树 状结构；⑤主观性强，不便于评价；⑥形式活泼，多用于要求学生发挥想象的文科教学；⑦用途广泛，不仅局限于教育领域，只要需要思考的地方就可以使用；⑧构 图较随意，用时短。
学生普遍认为概念图和思维导图具有以下相同点：①使用图形；②由节点和连线组成；③语言简练、形式直观；④有一定的层次结构；⑤都可用在课堂教学中。
概念图和思维导图教学应用的调查分析
概念图和思维导图谁更适合课堂教学
调查表明，58.5%的学生认为概念图更适合于课堂教学，略高于思维导图，其理由主要是：①概念图逻辑性更强，节点之间的联系更清晰，更有利于呈现学生的 知识结构；②课堂教学尤其是理科教学中概念较多，概念图可有效整合这些概念；③教师可对学生的概念图进行评估，了解学生对知识的掌握情况。41.5%的学 生认为思维导图更适合于课堂教学，理由主要是思维导图更简单，更形象，学生更容易掌握，构图效率更高，不受局限，更容易发挥学生的思维创造性。
学生在学习中更喜欢概念图还是思维导图
调查表明，79.3%的学生表示在以后的学习中会继续使用概念图，90.2%的学生表示会继续使用思维导图。当问及更喜欢哪种构图方式时，35.3%的学 生选择概念图，64.7%的学生选择思维导图，可见更多的学生喜欢使用思维导图。其原因是思维导图适用的范围更广泛，更简单、更形象、更易于掌握、更易于 激发想象力和培养思维能力；而概念图则较抽象、较复杂，难于掌握，构图困难。但从课堂教学的角度看，更多的学生认为概念图的教学效果强于思维导图。仍有 10%左右的学生认为概念图或思维导图构图麻烦、效率低，不符合个人习惯，起不到任何作用，拒绝使用。
学生喜欢的绘图软件
如表4所示，57.3%的学生在创作概念图时最喜欢使用Inspiration，领先于概念图创始人Novak先生所在的IHMC开发的CmapTools。这可能是由于Inspiration提供了丰富的图标，让绘制的概念图更为美观。
表4
概念图
CmapTools
IindManager
MindManager
MindMapper
Word
百分比
35．3%
57．3%
3．7%
2．4%
1．2%
教学形式
EasyThinkiing
Inspiration
MindManager
MindMapper
MindMan Personal
百分比
11%
6．3%
19．5%
41．5%
22%
思维导图方面，学生最喜欢的软件工具是Mind-Mapper，占有41.5%的支持率，领先专业的思维导图工具MindManager，这也可能是由于 MindMapper绘制的图形更为美观所致；北京师范大学知识科学与工程研究所自主研发的中文思维导图工具EasyThinking则占有一成多的用 户，可能是由于这部分用户英语水平有限。
学生喜欢的构图任务和构图形式
如表5所示，38.7%的学生认为教师给出概念和层次结构的构图方式最好，这与学生认为构图的主要困难来自对概念图层次把握不准确相符。40.2%的学生认为小组协作构图的教学效果最好，这与其他类似研究结果一致。
表5
构图任务
填充概念图
给出概念图和连接词
给出概念图和层次图
只给出概念
只给出主题，开发式构图
百分比
24．4%
18．35%
37．8%
2．4%
17．1%
教学形式
教师展示图
教师指导构图
学生独立构图
小组协作构图
根据教学内容确定
百分比
3．65%
20．7%
18．3%
40．2%
17．1%
另外通过观察发现：学生绘制概念图的时间长于思维导图的时间，纸笔绘图时间长于计算机绘图时间，学生交流讨论越充分，构图效果越好。
结论与讨论
综合上面的统计数据，我们可以得出以下结论：①学生认为概念图和思维导图的最大差异是二者的知识表示能力不同；②学生认为概念图比思维导图更适合课堂教学，但由于概念图过于复杂，实际使用时更倾向于使用思维导图；③学生更喜欢色彩丰富、操作简单的构图软件。
事实上，根据诺瓦克（J.D. Novak）对概念图的描述，概念图的组成要素是概念、连接词、命题、层次、连接和交叉连接；而根据东尼·博赞（Tony Buzan）对思维导图的描述，其组成要素是颜色、线条、图形、联想和想象（东尼·博赞，2005）。因此，概念图和思维导图是从两个不同的角度提出的两 种不同的知识可视化方法，其本质差别是侧重点不同。也正是因为概念图和思维导图各自不同的侧重点，才导致了它们在表现形式、知识表达能力、应用领域、美观 程度和受学术界关注程度等多个方面的差异。