思维导图量化评价标准的构建与应用.pdf
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1、首都师范大学学报(自然科学版)Journal of Capital Normal University(Natural Science Edition)No.4Aug.,2023第 44卷第 4期2023年 8月DOI:10.19789/j.1004-9398.2023.04.012文献引用:张玉环,白小曼,薛露.思维导图量化评价标准的构建与应用 J.首都师范大学学报(自然科学版),2023,44(4):78-83.ZHANG YH,BAI X M,XUE L.Construction and application of quantitative evaluation standard fo
2、r mind mapJ.Journal of Capital Normal University(Natural Science Edition),2023,44(4):78-83.思维导图量化评价标准的构建与应用*张玉环1*,白小曼2,薛露3(1.河南大学数学与统计学院,河南 开封 475004;2.陕西师范大学杨凌实验中学,陕西 杨凌712100;3.成都市泡桐树小学,四川 成都610015)摘要:为了量化评价在教学中利用思维导图后学生知识水平和思维品质的发展变化,本文基于思维导图自身特点和教学实践中学生视角下思维导图的作用,首先从内容、创意和形式 3个维度构建评价标准一级指标;其次从广度
3、、深度、精度、逻辑、创新、图画、色彩和结构 8个方面构建评价标准二级指标,细化对知识水平、思维品质、创新精神与实践能力的评价;最后利用评价标准对学生思维导图作品评分,分析思维导图作品所反映出的教学问题,并提出相应建议。关键词:思维导图;评价标准;构建中图分类号:G623.5文献标识码:AConstruction and application of quantitative evaluationstandard for mind map*ZHANG Yuhuan1*,BAI Xiaoman2,XUE Lu3(1.School of Mathematics and Statistics of H
4、enan University,Kaifeng Henan475004;2.YanglingExperimental Middle School of Shaanxi Normal University,Yangling Shaanxi712100;3.Chengdu Paulownia Primary School,Chengdu Sichuan610015)Abstract:In order to quantitatively evaluate the development and change of studentsknowledge leveland thinking quality
5、 after the use of mind mapping in teaching,based on the characteristics of mindmapping itself and the role of mind mapping from the perspective of students in teaching practice,thispaper firstly constructs the first-level index of evaluation criteria from three dimensions:content,creativity and form
6、.Secondly,from the breadth,depth,precision,logic,innovation,picture,color andstructure of eight aspects of the evaluation standard two indexes,refine the knowledge level,quality ofthinking,innovative spirit and practical ability evaluation.Finally,the studentsmind mapping worksare scored using the e
7、valuation criteria,and the teaching problems reflected in the drawing of mindmapping are analyzed and the corresponding suggestions are put forward.Keywords:mind map;evaluation standard;constructionCLC:G623.5DC:A收稿日期:2021-12-29*2022年河南省研究生教育改革与质量提升工程项目(YJS2022AL093);2021年河南省高等教育教学改革研究与实践项目(2021SJGLX
8、197Y);河南省教育科学“十三五”规划 2018 年度一般课题(2018-JKGHYB-0024);河南大学 2021 年度校级本科教学改革研究与实践项目(HDXJJG2021-071);河南大学本科高校课程思政样板课程 中学数学课程教学设计*通信作者:0引言义务教育数学课程标准(2022年版)1明确指出当下要落实立德树人的根本任务,立足学生核心素养,发展素质教育。教师应以知识为载体,把握教学深度与广度,不断提高学生思维品质。在教育教学领域,思维导图作为表达图象式思维的辅助工具,在课堂教学和自学过程中能使课程主题以及关键点更为鲜明突出2。思维导图的使用,可以帮助学生理解概念及理论,不断提升思
9、维品质和能力3。思维导图通过模拟人脑神经网络放射结构,以视觉形象化图式展现认知结构、外化大脑思维图谱,是一种有效使用大脑的发散性思考方法4。其利用逻辑推理的形式由点到面,有步骤,有逻辑地动态的表现出知识间的内在联系,展示了思维的动态生成过程5。Ismail6研究认为思维导图是一种协助学习的有利工具;Sperry7指出左右脑可以独立于另一个脑半球进行感知、学习和记忆。思维导图可以同时调动左右脑,有利于学生推理能力、协作能力等多个方面的发展;吉桂凤8在 思维导图与小学英语教学 一书中结合大量案例,说明在小学英语教学中,运用思维导图可以培养学生发散性思维;赵洋和黄秦安9指出思维导图可以把相对零散独立
10、的数学知识条理化和系统化,有助于知识梳理系统化、逻辑思维条理化、自我反思可视化;沈利玲10认为思维导图不仅能提高数学学习效率,更能拓展学习思维,锻炼学习者的探索能力;陈绍灿和黄亚平11通过思维导图有效提升政治课的教学活力,优化教学过程;贺小平12指出思维导图可以有效帮助学生读懂文本,拓宽英语思维的广度和深度;张兆驹13指出借助思维导图可以帮助畅通思考途径;苏思舟14研究证实思维导图是英国国民中小学的必修课程,而新加坡不仅把思维导图作为中小学生学习的必修课,还要求教师必须依据思维导图设计教学案例。大量案例表明思维导图对教学有促进作用,但对思维导图教学效果的评价研究多是基于教师的主观经验或传统试卷
11、成绩,缺少基于思维导图本身特点设计的量化评价手段,导致学生知识水平和思维品质等的变化无法被有效地衡量。因此,本文在教学实践的基础上构建了具有思维导图特色的评价标准,希望更加全面、深入地评价教学活动。1量化评价标准的建立客观的评价结果应基于良好的评价指标。本文从学生的视角出发,对经历了思维导图教学的某大学附属小学四年级实验班 42位学生发放问卷,调查思维导图的作用,回收有效问卷 42份。根据问卷收集的数据,结合思维导图以及学生认知水平发展的特点,确立并细化指标进而建立量化评价标准。1.1一级指标主成分分析法是一种有效降维的方法,以几个综合变量来代替众多的原始信息,在最少信息丢失的前提下便于处理和
12、分析数据。因此,通过该方法将思维导图的众多作用进行归纳,提炼出一级指标。根据 Kaiser-Meyer-Olkin(简称 KMO)检验和巴特利特球形检验判断是否适宜做因子分析,采用SPSS21.0 计算 KMO 统计量为 0.811(0.7),巴特利球形检验统计量为 196.201,相应的 Sig 为 0.000,表明数据适宜做因子分析。采用主成分分析法提取特征值1的公共因子,此时因子的方差贡献率为 70.242%,为确保公共因子能更好地反映原始变量的信息,故提取 2 个公共因子,其方差贡献率列于表 1。当提取 2个公共因子时,方差累计贡献率为 85.379%,可以较好地反映原始变量。采用最大
13、方差法对因子载荷矩阵进行旋转,旋转在 3次迭代后收敛,经过旋转,公共因子的含义更加清晰。2 个公共因子的旋转成分矩阵列于表 2。第 1个因子可以解释为思维导图在知识与思维方面的作用,第 2 个因子可以解释为思维导图在创新方面的作用,故将这 2个因子作为 2个评价指标,并命名为内容与创新。由于在绘制思维导图过程中,学生不仅要调动负责逻辑、数学的左脑,还需调动负责图画、想象的右脑,创造性地利用图画和色彩提高对知识的记忆,更好地将新学的知识纳入已有的图式或建立新的图式。因此,从绘画作品的角度将形式纳入考察的一级指标,故量化标准从内容、创新和形式 3个维度开展。1.2二级指标思维导图是动态生成性的思维
14、可视化过程,是类似于华罗庚读书方法中“厚-薄-厚”的“输入-内化-输出”的思维生产过程15,按照布鲁姆对教育目标表 1方差贡献率78张玉环等:思维导图量化评价标准的构建与应用第 4 期0引言义务教育数学课程标准(2022年版)1明确指出当下要落实立德树人的根本任务,立足学生核心素养,发展素质教育。教师应以知识为载体,把握教学深度与广度,不断提高学生思维品质。在教育教学领域,思维导图作为表达图象式思维的辅助工具,在课堂教学和自学过程中能使课程主题以及关键点更为鲜明突出2。思维导图的使用,可以帮助学生理解概念及理论,不断提升思维品质和能力3。思维导图通过模拟人脑神经网络放射结构,以视觉形象化图式展
15、现认知结构、外化大脑思维图谱,是一种有效使用大脑的发散性思考方法4。其利用逻辑推理的形式由点到面,有步骤,有逻辑地动态的表现出知识间的内在联系,展示了思维的动态生成过程5。Ismail6研究认为思维导图是一种协助学习的有利工具;Sperry7指出左右脑可以独立于另一个脑半球进行感知、学习和记忆。思维导图可以同时调动左右脑,有利于学生推理能力、协作能力等多个方面的发展;吉桂凤8在 思维导图与小学英语教学 一书中结合大量案例,说明在小学英语教学中,运用思维导图可以培养学生发散性思维;赵洋和黄秦安9指出思维导图可以把相对零散独立的数学知识条理化和系统化,有助于知识梳理系统化、逻辑思维条理化、自我反思
16、可视化;沈利玲10认为思维导图不仅能提高数学学习效率,更能拓展学习思维,锻炼学习者的探索能力;陈绍灿和黄亚平11通过思维导图有效提升政治课的教学活力,优化教学过程;贺小平12指出思维导图可以有效帮助学生读懂文本,拓宽英语思维的广度和深度;张兆驹13指出借助思维导图可以帮助畅通思考途径;苏思舟14研究证实思维导图是英国国民中小学的必修课程,而新加坡不仅把思维导图作为中小学生学习的必修课,还要求教师必须依据思维导图设计教学案例。大量案例表明思维导图对教学有促进作用,但对思维导图教学效果的评价研究多是基于教师的主观经验或传统试卷成绩,缺少基于思维导图本身特点设计的量化评价手段,导致学生知识水平和思维
17、品质等的变化无法被有效地衡量。因此,本文在教学实践的基础上构建了具有思维导图特色的评价标准,希望更加全面、深入地评价教学活动。1量化评价标准的建立客观的评价结果应基于良好的评价指标。本文从学生的视角出发,对经历了思维导图教学的某大学附属小学四年级实验班 42位学生发放问卷,调查思维导图的作用,回收有效问卷 42份。根据问卷收集的数据,结合思维导图以及学生认知水平发展的特点,确立并细化指标进而建立量化评价标准。1.1一级指标主成分分析法是一种有效降维的方法,以几个综合变量来代替众多的原始信息,在最少信息丢失的前提下便于处理和分析数据。因此,通过该方法将思维导图的众多作用进行归纳,提炼出一级指标。
18、根据 Kaiser-Meyer-Olkin(简称 KMO)检验和巴特利特球形检验判断是否适宜做因子分析,采用SPSS21.0 计算 KMO 统计量为 0.811(0.7),巴特利球形检验统计量为 196.201,相应的 Sig 为 0.000,表明数据适宜做因子分析。采用主成分分析法提取特征值1的公共因子,此时因子的方差贡献率为 70.242%,为确保公共因子能更好地反映原始变量的信息,故提取 2 个公共因子,其方差贡献率列于表 1。当提取 2个公共因子时,方差累计贡献率为 85.379%,可以较好地反映原始变量。采用最大方差法对因子载荷矩阵进行旋转,旋转在 3次迭代后收敛,经过旋转,公共因子
19、的含义更加清晰。2 个公共因子的旋转成分矩阵列于表 2。第 1个因子可以解释为思维导图在知识与思维方面的作用,第 2 个因子可以解释为思维导图在创新方面的作用,故将这 2个因子作为 2个评价指标,并命名为内容与创新。由于在绘制思维导图过程中,学生不仅要调动负责逻辑、数学的左脑,还需调动负责图画、想象的右脑,创造性地利用图画和色彩提高对知识的记忆,更好地将新学的知识纳入已有的图式或建立新的图式。因此,从绘画作品的角度将形式纳入考察的一级指标,故量化标准从内容、创新和形式 3个维度开展。1.2二级指标思维导图是动态生成性的思维可视化过程,是类似于华罗庚读书方法中“厚-薄-厚”的“输入-内化-输出”
20、的思维生产过程15,按照布鲁姆对教育目标表 1方差贡献率公共因子12特征值4.2150.908方差贡献率%70.24215.137累积方差贡献率%70.24285.37979首都师范大学学报(自然科学版)2023年的分类,在这个过程中学生不仅要经历对知识的记忆、领会和应用,还要经历分析、综合和评价阶段。因此思维导图量化评价不仅要考察所学知识内容,更应结合导图特点,按照导图分支、层级之间并列或从属的关系,细化对内容、创新和形式的评价,进而完善二级指标。在教学实践的后测问卷中,梳理内容需要调动学生已有知识经验,体现学生知识的广阔性。对应广度;细化知识点是对某一个知识本质的把握,对应深度;帮助记忆是
21、学生对已有知识的精确记忆,对应精度;思路清晰可以体现学生的逻辑思维,对应逻辑;故从广度、深度和精度 3个角度考查知识水平,从逻辑角度考察思维特性。提高创造力、想象力对应创新性,考察创新精神。义务教育阶段的学生正处于具体形象思维与抽象逻辑思维发展的过渡期,概括能力由直观形象阶段,经形象抽象阶段最终到达初步本质抽象阶段。因此在制定具体评价标准时,内容与创新方面将学生水平分为不了解、初步了解、基本掌握和综合应用4个阶段,分别对应评价标准的0、1、2和3分。从绘制方法来看,依据部分地区绘画作品评分标准16:内容健康、能反映主题,3分;有一定的创新意识,3 分;结构严谨、作品完整,4 分;线条流畅、生动
22、,2 分;颜色艳丽、饱满、搭配合理,3 分;得出美术作品评分主要从图画、色彩、结构 3个部分开展且图画、结构、色彩的得分比例为 2 2 1。因此,从上述3 个方面展开对思维导图形式的评价,主要考察学生对思维导图绘制方法的掌握程度,将图画和结构对应 0、1和 2分,将色彩对应 0和 1分。1.3量化评价标准在初步形成评价标准后与一线教师及专家进行讨论修改,最终确立标准如表 3 所示。在思维导图量化标准中,内容可以反映学生的知识水平、思维品质 2 个方面:知识水平对应广度、深度和精度;思维品质对应逻辑,创新和形式分别反映学生的创新精神和对思维导图画法的掌握。2量化评价标准的应用已有研究表明思维导图
23、对学生学习有辅助作用,但其在数学教学中的实效性、操作性还需要教学实践的检验。为了更好地反映学生在思维导图教学下的变化,利用上述评价标准对教学实践中学生思维导图作品进行评分,并对学生使用思维导图学习过程中反映的问题进行总结并提出相应建议。2.1量化数据的收集教学实践过程中,42 位学生各绘制 6 次思维导图单元复习作业,由于包含 1 次因师生沟通不畅导致的无效作业,仅对学生绘制的 5 次思维导图作品进行评价。为了更好地说明量化标准的使用,下面以某同学“平行四边形和梯形”思维导图单元复习作品(图 1)为例进行阐述。(1)广度。由平行四边形和梯形展开的平行、垂直关系,平行四边形以及梯形的知识基本涵盖
24、,并且附加分支补充了不要求掌握的知识,故得分 3分。(2)深度。在每个分支下,不仅展开了核心概念的相关知识,并且进行了深度思考,如平行四边形分支下思考高的条数,说明学生已不满足于学习知识,而是开始思考讨论对象的存在性和个数,对小学生来说非常不易,故得分 3 分。(3)精度。大体来看,除画法分支,其他分支上关键词、句都有标注,且提取合理、合适,故得分 2分。(4)逻辑。学生从 1级分支到 2级分支展开合理,但对 2级分支中的并列关系处理不当,如平行四边形的周长公式、面积公式都属于知识类,应合并后与生活应用并列,故得分 2分。(5)创新。从结构布局看,学生在整体的单元知识叙述完后,增添课外知识的分
25、支;从图象设计看,学生利用简单图形描绘主题;从内容理解看,学生将平行和垂直的定义归为一类,将平行线和垂线段等的画法归为一类,说明学生没有按照课本知识顺序进行绘制思维导图,而是经过自己的理解将其分为记忆类和应用类的知识;从分支的展开来看,学生专门用“*”和“!”对自己学习的知识进行区分,标记出本阶段不要求掌握和自己易出错的地方,故得分 3 分。(6)图画。本章主题为平行四边形和梯形,学生用简单的几何图形描绘本章主题,很有新意,故得分 1 分。(7)色彩。绘制过程中,学生使用黄色、粉色、绿色和蓝色来绘制分支,并且同一内容下各级分支颜色相同,符合要求,故得分1 分。(8)结构。在思维导图的右上角,出
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