思维导图真的能提高学习效率和创造力吗，它的局限性在哪里？

翻了翻论文，发现确实有研究概念图的学习效果的，至于这算不算思维导图，我觉得可以算，比如下图就是 Janell R. Blunt 和 Jeffrey D. Karpicke 在 2014 年的一项研究中收集到的一名受试学生所绘制的概念图：

那他们研究的结论是什么呢？先别急，看看他们的试验是怎么设计的。

实验一：比较两种不同的提取练习形式——概念图和段落回忆

实验设计

受试者：32 名普渡大学的本科生

学习材料：两篇生理学相关的文本（The Human Ear 和 Make-Up of Human Blood），文本长度分别为 259 词和 236 词

自变量：两种不同的提取练习方式，分别为：

1. 概念图：学生通过绘制概念图来回忆材料。
2. 段落：学生通过以段落形式书写来回忆材料。

控制变量：学习时间总量在两种提取练习条件下是相同的。

因变量：

• 学习阶段：每个学习阶段回忆出的概念单元比例。
• 延迟考试：1 周后的最终短答测试表现，包括逐字问题 (verbatim questions) 和推理问题 (inference questions)

实验结果

在延迟考试中，概念图形式的提取练习与段落形式的提取练习产生了大致相当的学习表现。

什么意思呢？这个结果表明，无论是通过绘制概念图还是通过书写段落，只要是在没有文本的情况下主动回忆，都能达到相似的长期学习效果。

那有什么其他差异吗？还是有的。研究者发现，在概念图条件下，学生在回忆时倾向于选择和包含规范重要性更高的概念单元，尽管他们回忆出的概念总数可能略少于段落回忆条件。

也就是说，概念图可能促使学生在提取过程中更注重核心和重要的概念。

当然，实验一主要是在复现 Karpicke 和 Blunt (2011) 的研究。接下来的实验二则揭示了更多有趣的现象。

实验二：提取练习 vs 重复学习

实验设计

受试者：80 名普渡大学的本科生

学习材料：两篇生物学相关的文本（Enzymes 和 Domains of Life），文本长度分别为 283 词和 282 词

自变量： 共 4 种实验条件，每种条件分配 20 名学生：

1. 重复学习-概念图 (Repeated study-concept map)：学生在阅读文本时创建概念图。
2. 重复学习-段落 (Repeated study-paragraph)：学生在阅读文本时以段落形式书写（本质上是复制文本）。
3. 提取练习-概念图 (Retrieval practice-concept map)：学生在没有文本的情况下创建概念图。
4. 提取练习-段落 (Retrieval practice-paragraph)：学生在没有文本的情况下以段落形式书写。

控制变量：学习时间总量在两种提取练习条件下是相同的。

因变量：

• 学习阶段：每个学习阶段回忆出的概念单元比例。
• 延迟考试：1 周后的最终短答测试表现，包括逐字问题和推理问题

实验结果

提取练习条件（无论概念图还是段落形式，即在没有文本的情况下进行活动）的学生在延迟考试中，表现优于重复学习条件（无论概念图还是段落形式，即在有文本的情况下进行活动）。

也就是说，主动提取知识对长期记忆保留非常关键。

而在提取练习条件下，概念图形式与段落形式在最终的逐字问题和推理问题上，表现没有显著差异。这再次验证了实验一的结论。

而在重复学习条件下，概念图形式在逐字问题上表现优于段落形式。这可能表明，当参考文本时，创建概念图作为一种精细加工活动，比简单地抄写文本更能促进逐字知识的编码。但在推理问题上，两种重复学习形式没有显著差异。

关键结论

看完前面两个实验，答案已经呼之欲出了：做不做概念图没有那么重要，最重要的是主动提取知识。如果你做概念图的时候还在参考其他资料，那你就没有在主动提取知识，学习的效果就会大打折扣。

当然，我们要提防只看一项研究的人，所以我又找到一篇相关论文，作者 Garrett M. O’Day 和 Jeffrey D. Karpicke（怎么又是这家伙）在 2021 年的一项研究中设计了新的实验。这篇论文则发现「概念图与提取练习相结合」的练习方式，相比于「单纯的提取练习」，并未能产生任何额外的好处。

也就是说，结合概念图和提取练习的学生，花了更多的时间，却没有取得更好的学习效果。

这个结论似乎有点尴尬了，画概念图岂不成了智商税？还是让我们先看看他们的实验是怎么进行的吧。

实验一：比较仅学习、提取练习和结合概念图与提取练习

实验设计

受试者：90 名本科生

学习材料：一篇生物学相关的文本（Homeostasis），包含三段、27 句话，共 262 词。文本在计算机屏幕上呈现。

自变量：

• 仅学习 (Study only)
• 提取练习 (Retrieval practice)
• 概念图 + 提取练习 (CM + RP)

因变量：最终短答题

• 包含 6 个逐字问题（评估对文本中明确信息的记忆）和 6 个推理问题（要求连接多个概念单元进行推断）。
• 每个问题完全正确得 1 分，部分正确得 0.5 分。

实验流程：

• 第一阶段（学习阶段，Session 1）
• 所有条件： 初始 5 分钟学习文本。
• 所有条件： 完成初始学习判断（JOL 1）。
• 仅学习条件： 完成 JOL 1 后即结束。
• 提取练习条件： 自由回忆文本（10 分钟），再学习文本（5 分钟），再次回忆文本（10 分钟）。完成 JOL 2。
• CM + RP 条件： 在初始 5 分钟学习后，创建概念图（10 分钟），然后进行与提取练习条件相同的提取练习流程（回忆 10 分钟，再学习 5 分钟，再次回忆 10 分钟）。完成 JOL 2。
• 第二阶段（延迟测试，Session 2，一周后）
• 所有条件： 首先进行最终短答题测试（每个问题至少 30 秒）。
• 所有条件： 随后进行最终自由回忆测试。
• 结束后进行实验解说。

实验结果

• 逐字问题
• 提取练习和 CM + RP 条件均显著优于「仅学习」条件。
• CM + RP 条件的表现显著差于单独的提取练习条件。
• 推理问题
• 提取练习条件显著优于「仅学习」条件。
• CM + RP 条件未能显著优于「仅学习」条件。
• CM + RP 条件的表现显著差于单独的提取练习条件。

怎么会这样呢？研究者在条件回忆分析中发现，CM + RP 条件损害了学生从第一次回忆到第二次回忆之间获取新项目的能力。单独的提取练习条件的学生在第二次回忆中能从第一次未回忆出的项目中获取更多内容，而 CM + RP 条件的学生则较少。

为了进一步研究概念图的影响，研究者又做了一项实验，新增了独立的概念图条件，还增加了绘制概念图的时间，以期提高概念图的效果。然而，结果再次证明，概念图结合提取练习的策略并不优于单独的提取练习。由于这个实验设计非常繁琐，我这里就不赘述了，感兴趣的朋友可以直接读原文。

这里直接说他们对条件回忆分析的讨论，之所以 CM + RP（概念图 + 提取练习）条件损害了学生从第一次回忆到第二次回忆之间获取新项目的能力，主要有以下几个原因：

干扰了再学习阶段的有效利用

学生通常会利用再学习机会来定位他们第一次未能成功提取的信息。这是一种「项目特定」的方法，即他们会专注于那些在第一次回忆中遗漏或错误回忆的具体项目。通过这种方式，他们可以在记忆中更新这些信息，从而提高第二次回忆的表现。

然而，对于在提取练习前创建了概念图的学生来说，他们可能已经被「预设」为以关系性方式处理文本。在再学习阶段，他们可能仍然倾向于阅读文本并寻找之前构建概念图时强调的重要关系。这种关系性处理方式在他们已经创建了概念图时变得冗余，因为他们已经以这种方式学习过文本了。

缺乏即时优势导致后续劣势被放大

如果概念图是一种更有效的策略，那么在第一次回忆时就应该产生显著的优势。由于概念图在即时回忆测试中未能产生显著优势（甚至在第一次回忆后，当学生重新阅读文本并再次回忆时，其优势消失），这意味着它未能为后续的提取练习提供一个强有力的基础。在这种情况下，概念图对项目获取的负面影响变得更加明显。

结论

综上所述，CM + RP 条件损害了学生从第一次回忆到第二次回忆之间获取新项目的能力，主要是因为概念图的预设关系性处理方式，导致学生在再学习阶段未能有效利用机会去关注和修复第一次回忆中遗漏的项目，从而阻碍了他们在后续回忆中进一步提升表现。

用人话来说：画概念图容易先入为主、思想僵化，反而对后续学习有害。

参考文献

Blunt, J. R., & Karpicke, J. D. (2014). Learning with retrieval-based concept mapping. Journal of Educational Psychology, 106(3), 849–858. https://doi.org/10.1037/a0035934

O’Day, G. M., & Karpicke, J. D. (2021). Comparing and combining retrieval practice and concept mapping. Journal of Educational Psychology, 113, 986–997. https://doi.org/10.1037/edu0000486

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