Designing and Validating a Concept Map Coding Scheme: Practical Applications for Engineering Education

doi:10.1177/10920617251409522

Designing and Validating a Concept Map Coding Scheme: Practical Applications for Engineering Education

2026-01-01

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DOI：10.1177/10920617251409522

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概念图已被用于评估知识获取、追踪学习和揭示心智模型。本研究提出并验证了一种可计算测量的编码方案，以克服教育评估的局限性：耗时、编码不一致以及难以测量语义和结构复杂性。该三步编码方案包括（i）使用指南手册对顶点和边进行分类，（ii）通过标准化手册培训编码员，（iii）通过使用Fleiss' Kappa的评分者间信度（IRR）验证可重复性。22名本科研究员对六个学生生成的概念图进行编码的结果显示，顶点达到中度至实质性一致（Kappa = 0.67），边的Kappa = 0.45），支持了该方案的正确性和一致性。该编码方案能够实现可扩展、实时的学生思维分析，为自动化反馈系统奠定基础，潜在应用于适应性学习以及追踪工程教育学生的工程身份。除了支持学生思维的结构和语义分析外，该方案还支持手绘概念图自动转换为数字可分析格式，为工程教育中可扩展、实时的反馈系统奠定基础。通过将方法学精确性与反思性评估实践相结合，本研究引入了一种工具，用于测量学生在基于项目的课程中如何组织和演变其理解。未来方向包括集成AI进行自动化编码，在适应性学习环境、形成性反馈机制以及工程项目的长期身份追踪中具有前景应用。

Keyword:

engineering education

concept maps

assessment tool

learning assessment

Designing and Validating a Concept Map Coding Scheme: Practical Applications for Engineering Education

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