概念图在高中生学习生态概念的学业成绩的影响研究 ——基于尼日利亚奥格博莫索高中外文翻译资料

概念图在高中生学习生态概念的学业成绩的影响研究

——基于尼日利亚奥格博莫索高中

作者：David Akinjide Akintola1, Michael Olubunmi Odewumi1

单位：Department of Science Education, University of Ilorin, Nigeria

摘要：本文研究了在尼日利亚奥格博莫索高中概念图的使用对学生生态学成绩的影响。研究采用准实验研究的方式，研究对象为奥格博莫索南部高中的高二学生，并选取了其中四个班的学生作为样本，共267人（115名男生和152名女生）。研究工具是生物学成就测试，所得到的数据经过t检验和方差分析后，发现学生在学习生物学科中的生态学概念后的成绩有显著差异。基于本次研究得到的结论，建议学生在学习生物学中能够接触到概念图。

关键词：影响; 概念图; 成绩; 生态学概念

引言

当今这个世界在交通、通讯、农业、建筑、卫生服务、知识获取以及其他各个领域都变得更加舒适、现代、美丽和便捷，这些转变是在科学和技术的影响下才得以实现的。Ezeh(2006)指出，任何国家的政治权利和威望都取决于这个国家的科学技术活动水平。

生物学是一门研究植物和动物的学科，属于自然科学的一个分支。生物学知识可以广泛应用于医学、胚胎学、植物学、动物学、农业、生物技术和植物以及动物生态学方面(Hellweg,2009;Joshiamp;Green,2013)。依据Ndu等人(2010)的观点,生态学是生物学的一个分支，是一门研究生物体与其所处外界环境相互作用的科学。学生掌握生态学知识的要求是：充分了解我们生存的环境，维护生态环境，预防健康危害和疾病以及在其他方面中的自然灾害。

更进一步说，如果要在生物学课程中取得一个更好的成绩，则需要理解生态学概念。不幸的是，西非考试委员会(WAEC,2010,2011,2012,2013,2014,2015)主考人在报告会上强调了考生在生态学概念方面的理解不足，报告中也揭示了许多考生没有尝试提出那些生态学相关的问题，而那些尝试解决问题的考生则表现得更加糟糕(Olasehinde,2008)。

研究发现，目前针对各个级别的教学机构以及各门学科中学生表现不佳而采用的教学方法、途径和策略都欠佳。Gabel(2003)认为在高中的科学课程中采用讲授的方法是不合适的。同样地，Ezeliora (2000), Adedeji (2002) and Kolawole (2003)也阐明了使用不适当的教学策略会导致学生生物学学业成绩不佳以及学生会丧失对生物学这门学科的兴趣。其实，Gabel(2003)建议使用概念图、类比、示意图以及其他图表作为解决生物学中那些未能解决的问题的一种途径。此外，Olasehinde(2008)证实了概念图是一种重要的教学策略，可以提升高中生生物学成绩。

先前的研究已经在多方面解释了概念图这一术语。例如，Novak and Canas (2006)陈述了概念图是一种表示概念之间关系的图表，同时，Novak and Canas (2006)的研究也说明了概念图是一种组织和表征知识的图表工具。在概念图中，概念通常用方框或者圆圈表示，他们之间用带有标记并向下的分支层次结构箭头连接。概念之间的关系可用一些连接术语表示，例如：产生、导致、要求或者促进等(Moon et al., 2011)。因此，将这些不同概念之间的关系进行可视化的方式称为映射。

根据Bamidele等人(2013)的观点，概念图是一种用标记节点对将概念之间进行连接的二维或三维图形。但是Aderogba(2006)则认为概念图是一种二维层次图，用于说明各个概念之间的相互联系，Aderogba(2006)还认为概念图提供了一个可视化的路线图，其中显示了命题中的一些路径。概念图由两个或者多个的概念标签并在一个语义单位中由词汇连接而成，而概念是用一些标签标明的事件或事件中的规律。

概念图作为代表学生新兴科学知识的一种工具，是在20世纪70年代由Novak教授和他在Cornell大学的研究团队共同研发而成。随后概念图在科学以及其他课程当中被用于当作促进学生有意义学习的一种工具，同时也可以代表着在教育、政府和商业领域的专家及其团队的知识储备情况。概念图源自于建构主义的学习理论，建构主义学习理论认为学习者是积极主动地建构知识(Novak amp; Canas, 2006)。Novak的科研工作都是基于David Ausubel的认知同化理论所展开的，这一理论强调了先前知识对于学习新概念的重要性(Villalonamp;Calvo,2011)。

Frisendal(2012)揭示了概念图可应用于任何学段的任何学科。Aderogba (2006)列出了构建一幅概念图的各个阶段，如下所示。

图1 制作概念图的流程

本研究当中的调节变量是学生性别和学生的成绩水平。基于性别对成绩的影响的结论仍然是不确定的这一事实，研究者感兴趣的是在生态学教学中使用以及不使用概念图时，性别给学生学习这门课成绩造成的影响。例如，Akintola(2017)得出了结论：高中生与教师在生物绘图知识的储存方面，性别差异不显著。同样的是，Ayanda(2015)得出的结论是在生态学教学中采用类比的教学策略时，学生的表现不存在性别差异。

关于概念图作为一种教学策略的有效性的实证研究在学术界仍然存在争议。研究发现概念图有着不同的教学模式。例如，Lin等人(2004)在研究中调查了基于计算机和纸笔的概念图策略。研究结果表明，基于计算机的概念图是一种比基于纸笔更为有效的教学策略。此外，Vakilifard和Armand(2006)研究了在法语课程中运用概念图教学策略后的影响，结果显示的是对照组优于传统的教学方法。类似地，Liu等人(2010)从事研究了计算机辅助的概念图策略对大学生阅读水平的影响，结果表明，高水平组的学生阅读能力低于低水平组。其实，Ahangari和Behzady(2011)调查研究了计算机介导的概念图教学策略的使用对伊朗学生写作技能的影响，本研究推出了概念图的使用对写作技能的影响显著。总之，在写作中采用概念图这一策略的研究中，结果是实验组的韩语写作成绩比对照组好，并且有所提高(Fahimamp; Rahimi, 2011;Lee, 2013)。

此外，Adebayo (2008), 和Raimi and Adeoye (2002) 的研究揭示了男生在科学课上的表现比女生好。相反的是，Osborne（2003）发现了实际上女生在科学课程上的表现比男生好。就此而言，对于概念图这一策略的使用方面，探讨性别的差异对学生生态学成绩的影响是有恰当的。

问题陈述

尽管这些五颜六色的图表能够激起学习者的兴趣和帮助学习者认识到生物学这门课对于生命的重要性。Ayanda(2015)揭示了几名高中生对学习生物学这门课缺乏兴趣。WAEC的主考官在报告中(2014,2015)同样也表明学生在生物学这门课上的成绩表现很差。其中，影响学生生物学成绩差的确定因素有：糟糕的教学方法(Folayan,2004)，一些教师通过记忆的方法来教授科学，而不是采用那些能够促进教学和学习更为真实和持久的教学方法。在查阅文献的同时发现关于生态学这门课方面的研究很少，一般来说，在生态学和生物学的教学过程中，很少去关注那些创新教学策略的使用和发展。

基于上述研究，研究者认为，利用概念图教学策略，调查学生的生物学成绩，尤其是对生态概念的兴趣，在本研究中至关重要。选择生态学概念的原因是基于WAEC首席考官报告(2014,2015)中的学生逃避回答生态学问题这一事实。报道中还揭示了尝试回答问题的学生越少，他们的表现就越差。

上述的威胁造成了研究人员和考官们的担忧，是因为一个人如果有了足够的生态学知识，国家面临的大多数环境问题例如洪水、污染、自然资源的退化和枯竭、滑坡、地震、重要物种的灭绝、自然生态区的丧失、火灾爆发，仅仅是现在所罗列的，有一些是可以预防或将发生的可能性降到最低限度的。

此外，Erinosho (2008), Okwo和Otuba (2007), Olasehinde和Olatoye (2014), Ayanda (2015), Akintola (2017)等这些研究者们，在没有确定性结论的情况下，研究了性别对学生生物学成绩的影响。基于此，研究者们认为性别在本研究中是重要的调节变量。

此外，学生的分数水平会对学生的生物学绘图成绩也有影响(Akintola, 2017)。Ayanda(2015)同样声称学生的分数水平对Kwara南部高中学生的生态学成绩没有影响。而Atotileto(2015)则声称学生的分数水平会影响学生对科学过程技能的感知难度。对于学生的分数水平对其成绩影响的结论的不确定性，因此在本研究中开展这项调查十分有必要。

研究目的

具体来说，这项研究确立了以下的研究目的：

（1）在高中生物学教学中使用概念图对学生成绩的影响；

（2）在使用概念图教学时，基于学生的性别不同的成绩差异；

（3）在使用概念图教学时，基于学生分数水平的不同的成绩差异。

研究假设

本研究中提出并验证了以下假设：

假设1：使用概念图教学的实验组学生与对照组的学生成绩在统计学上没有显著差异；

假设2：高中男生和女生在生物学课程中接受概念图教学以后，他们的成绩在统计学上没有显著差异；

假设3：在使用概念图进行教学后，低、中、高分三组分数水平的学生成绩在统计学上没有显著差异。

研究方法

本次研究采用了2times;2times;3的准实验，非等效非随机对照组设计。选用这种设计是由于它能够在不中断学校教学计划的情况下能够使用完整的班级群体。可以将实验对象分为实验组和对照组两组用于本项研究，实验组的学生在教学中采用概念图教学策略，而对照组的学生则不采用这一策略。因变量是学生的生物学成绩，自变量是教学方式即教学过程中是否使用概念图。调节变量是学生的性别（男、女）和学生的分数水平（高、中、低）。

在奥格博莫索南部的15所高中当中，有目的地选择了其中的两所作为样本。这两所学校是男女同校（包括男女学生），学校的学生已经连续不少于5年成为WAEC和NECO的应试者。本次研究对象是来自奥约州当地政府区域的奥格博莫索南部高中的高二年级学生，共267名高二学生参与到本次研究当中来，他们来自于这两所被抽样的学校，并组成完整的实验组和对照组。在这项研究中选用的工具是改编自Ayanda(2015)的基于生态学和概念图课堂笔记的生物学成就测试（BAT）。通过两位进化论专家和一位英语语言学专家的指导，使得用于此次调查的工具在表面和内容上更具有了有效性。运用Cronbach alpha分析得到本次生物学成绩测试(BAT)的信度为0.75。为确保受访者、家长、教师和抽样学校的校长同意参与这项研究，向他们发放了知情同意书，确保所有的伦理议题都能得到妥善解决。在实验组学生的教学中中采用了持续6周的概念图教学策略，对照组则采用常规的生物学教学方法，两组均在第7周进行生物学成绩测试(BAT)，测试时的监考工作由研究人员、两组生物学教师和两名研究助理共同完成。在本研究中提出的三个假设并对其进行检验，收集的数据运用t检验和方差分析（ANOVA）进行分析。

分析、结果和讨论

假设1：使用概念图教学的实验组学生与对照组的学生成绩在统计学上没有显著差异。

基于假设1进行的实验所得的数据采用t检验进行检验，结果如表1所示。

表1所示的是实验组和对照组两组学生的生物学成绩的独立样本t检验结果。t检验计算值为6.15，在0.05显著性水平下，p值为0.000。由于p值小于0.05(0.000＜0.05)，因此，原假设1不成立，这意味在高中生物学教学中，实验组即采用概念图进行教学的学生，和采用常规教学的对照组学生的生物学成绩上存在显著差异(p＜0.05)。由此可以得出结论，实验组的学生比对照组的学生取得了更好的成绩。

表1 接受概念图教学的实验组与对照组成绩的独立样本t检验分析

假设2：高中男生和女生在生物学课程中接受概念图教学以后，他们的成绩在统计学上没有显著差异。

基于假设2进行实验后

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