概念映射经验、反馈时机与动机对学习成效的影响机制研究

本研究针对概念映射和反馈策略如何受学习者动机调节的问题，通过课堂实验探讨了反馈时机和概念映射经验对化学学习保留与迁移的影响。结果表明，即时和延迟反馈均显著提升知识迁移，概念映射质量是保留的关键预测因子，内在目标取向则主导迁移表现。研究为融合认知动机视角的个性化教学设计提供了实证依据。

　　

在科学教育领域，如何有效促进学生的深层理解和知识应用一直是研究者关注的核心问题。概念映射（Concept Mapping）作为一种可视化知识组织工具，能够帮助学习者建立概念间的联系，而反馈（Feedback）则是引导学习过程的重要支架。然而，这两种策略的有效性可能受到反馈呈现时机以及学习者自身特征（如先验经验和动机水平）的复杂影响。尽管已有研究分别探讨了概念映射和反馈的作用，但关于反馈时机（Immediate vs. Delayed Feedback）与学习者先验概念映射经验（Prior Concept Mapping Experience）如何交互影响学习成果，特别是动机（Motivation）在其中扮演的调节角色，仍缺乏深入的实证证据。尤其是在化学这类概念抽象、需要高度逻辑思维的学科中，厘清这些因素的作用机制对于优化教学设计至关重要。为此，研究团队在《Learning and Motivation》期刊上发表了一项研究，旨在揭示反馈时机、概念映射经验和动机因素如何共同塑造本科生的知识保留（Retention）和知识迁移（Transfer）。

研究者采用了基于课堂的实验设计。研究在美国西北部一所大型公立大学的本科化学导论课程中开展，共招募了316名学生。实验采用3（反馈时机：即时、延迟、无反馈）×2（概念映射经验：有、无）的因子设计。学习材料围绕化学中的摩尔概念等核心知识点。关键实验流程包括：前测评估先验知识；随后学生使用Qualtrics调查软件完成填空式概念映射任务（Fill-in-the-Blank Concept Map Activity），期间根据随机分组接受不同时机的文本解释性反馈（Immediate Feedback在每完成6个节点后提供，Delayed Feedback在全部任务完成后提供）；任务结束后，学生完成测量知识保留的多选题和测量知识迁移的开放式问答题；最后填写动机量表（Motivated Strategies for Learning Questionnaire, MSLQ的子量表，测量内在动机、内在目标取向Intrinsic Goal Orientation和外在目标取向Extrinsic Goal Orientation）。概念映射质量（Concept Map Quality）由两名经过培训的评分者根据标准化量规独立评定。

研究结果通过方差分析和分层回归分析得出，主要发现如下：

3.2. 保留

反馈时机的主效应不显著，但先验概念映射经验的主效应显著（F(1, 310) = 42.38, p < .001）。有经验的学生（M = 10.39）其保留成绩显著高于无经验者（M = 8.73）。反馈时机与经验的交互作用不显著。

3.3. 迁移

反馈时机（F(2, 310) = 8.09, p < .001）和先验概念映射经验（F(1, 310) = 29.58, p < .001）的主效应均显著。事后检验表明，即时反馈（M = 6.54）和延迟反馈（M = 6.68）条件下的迁移成绩均显著高于无反馈组（M = 5.3），但两种反馈时机之间无显著差异。有经验的学生（M = 6.98）迁移成绩显著高于无经验者（M = 5.44）。交互作用不显著。

3.4. 预测保留的分层回归

分层回归分析显示，在控制反馈时机后，加入动机变量模型解释率显著提升（ΔR2 = .04, p = .015），其中内在动机（β = .17, p = .009）是显著预测因子。但当加入概念映射质量后，最终模型中只有概念映射质量是保留的强预测因子（β = .43, p < .001），模型总解释率为19.9%。

3.5. 预测迁移的分层回归

反馈时机（即时β = .23, p < .001；延迟β = .28, p < .001）在第一步模型中显著预测迁移。加入动机变量后，内在目标取向（β = .16, p = .010）成为显著预测因子。最终模型中，反馈时机（即时β = .21, p < .001；延迟β = .25, p < .001）、内在目标取向（β = .16, p = .009）和概念映射质量（β = .28, p < .001）均显著预测迁移，模型总解释率为19.7%。

4. 讨论

研究结果表明，先验概念映射经验与更好的保留和迁移表现相关，这支持了概念映射作为一种生成性学习策略（Generative Learning Strategy）的价值。反馈（无论即时或延迟）显著促进了知识迁移，但对保留无显著影响，这可能与概念映射任务本身的认知需求以及反馈的认知调节作用有关。概念映射质量是知识保留最稳定的预测因子，凸显了构建高质量知识表征的重要性。而内在目标取向（Intrinsic Goal Orientation）对迁移的预测作用，则强调了动机因素，特别是追求掌握和理解的内在驱动力，在支持知识灵活应用方面的关键角色。这些发现将认知（如认知负荷理论 Cognitive Load Theory, CLT；多媒体学习认知理论 Cognitive Theory of Multimedia Learning, CTML）与动机（如自我决定理论 Self-Determination Theory, SDT；目标取向理论 Goal Orientation Theory, GOT）视角联系起来，表明有效的教学设计需要同时考虑学习者的认知加工和动机倾向。

5. 结论与意义

本研究证实，在化学概念学习中，结合概念映射与适时反馈能有效促进知识迁移。学习者的先验经验、动机取向及其构建的概念映射质量共同影响学习成效。这为教育工作者设计自适应学习环境提供了重要启示：在教学实践中，不仅应提供结构化的概念映射练习和解释性反馈，还需通过激发学生的内在学习目标来增强其深层学习投入。未来的研究可进一步探索不同学科领域、更长反馈延迟以及多元化反馈形式（如多媒体反馈）对这些关系的影响，以深化对认知-动机交互机制的理解，并推动更具个性化和实效性的STEM教育实践发展。