马卡姆给出的概念图记分标准为：概念数目和概念联结记1分（每个概念记1分，每个有效联结记1分）；分支的得分按照分支的精确度（每个分支记1分，每个成功的分支记3分）；每个水平的等级层次记5分；每个横向联结记10分；每个实例记1分。奥斯汀（L·B·Austin）利用概念图评价中学生物理课程的有意义学习，他按照联结的质量评价概念图分数，对质量最高的联结记3分，较好的记2分，有一定意义的记1分，完全不正确的记0分。最后计算所有联结的总分记为概念图分数。
施雷伯（D·A·Schreiber）与艾伯格（G·L·Abegg）（1991）也提出了概念图量化项目和计分方法。下面对他们方法进行简要介绍。
（1）概念图中出现核心概念的个数（即n）：个（有两个以上的概念出现在85%阶层里者才予以确认）
（2）不同核心概念群间交叉联结的个数
已绘制的：个
有效确认的：个
（3）每个核心概念群内的概念个数
核心概念群一：个
核心概念群二：个
核心概念群三：个
（4）每个核心概念群内的阶层个数（阶层可以是水平的、垂直的或辐射状的）
核心概念群一：个
核心概念群二：个
核心概念群三：个
（5）每个核心概念群内，“概念个数”对“阶层个数”的比值
核心概念群一：个
核心概念群二：个
核心概念群三：个
（6）每个核心概念群内所绘制的联结线个数
核心概念群一：个
核心概念群二：个
核心概念群三：个
（7）每个核心概念群内被有效确认的联结线个数（“有效个数”是指学生所绘制的图和教师所绘制的标准图相比较，被确定是联结线相同的个数而言）
核心概念群一：个
核心概念群二：个
核心概念群三：个
（8）每个核心概念群内，“有效确认的联结线个数”对“所绘制的联结线个数”的比值
核心概念群一：个
核心概念群二：个
核心概念群三：个
（9）比值的总和
“有效的交叉联结个数”比“所绘制的交叉联结个数”：
“概念个数”比“阶层个数”（将所有核心概念群内的比值加总起来）（即b）：
“有效的联结线个数”比“所绘制的联结线个数”（将所有核心概念群内的比值加总起来）（即c）：
上述的比值的总和（即＋＋＝X）：
（10）最后的概念图得分（即Y）：
Z＝X－n（b＋c）＋b／c
Y＝10Z＋50
（二）概念图作为一种科学教与学的工具
自从诺瓦克开发了概念图之后，概念图就成了一个有效的教学中介。诺瓦克在1985年、1991年及1998年的多项研究中证明，如果教师能将概念图应用于课堂，要求学生在学习过程中去建立概念图，学生就能成功地进行有意义学习，把握科学意义，也能成功地对自己的学习进行控制。
作为一种科学概念教与学的工具，概念图主要有如下应用。
1.作为问题解决工具
概念图在科学教育中可作为一种问题解决的工具。在问题解决过程中产生出新的解决方法以提供选择并提升解决问题的能力。因为，学生把自己的概念图跟同学或老师的概念图作比较和探讨，含糊不清的问题就变得明朗了；或问题由小组来解决，大家共同讨论、交流，使概念图构造得更加完善，大家在此学习过程中受益，该图是一个引导学习者进行问题解决的模板。
2.辅助交流／合作
分布性认知（distributed cognition）认为，人的认知不是封闭在头脑之内的，而是在人与环境（包括物理的和社会的要素）构成的整个系统中完成的，人往往要借助外在的环境线索、文化工具（如计算机）和与他人的互动来完成各种认知活动。概念图作为传播／表达／交流工具，它利用图形、图表等视觉化表现形式，达到传播／表达／交流概念和观点的目的。
进行合作式概念构图（collaborative concept mapping），恰好可以提供一个理想的情境，让学生能够公开地与其他同学沟通概念或命题的意义，并建构自己的知识，以达成有意义的学习。多数研究表明，合作概念构图比个别学习概念构图更为有效。沃克拜克拉（P·A·Okebukola）等人于1989年开始，将概念构图应用于合作学习的情景，结果指出，学生在合作学习的情境下进行概念构图比学生个别学习概念构图，更能促进有意义的学习，而且在合作学习的情境下进行概念构图的学习效果，也比只有个别进行概念构图来得好。他认为合作学习就好比是“调味料”一样，可以提高概念构图的效果。在合作学习的情境下，同伴的教导（peer‐tutoring）与意见的分享是提高学生学习效果的关键。在各种教学情境下，小组成员对概念有着不同的理解，用概念图进行交流，可以很直观、清楚地了解对方的主要观点。
通过共建概念图，进行协商，培养了批判性思维技能，使各自的认识得到完善与扩展。概念图在小组合作解决问题时，可帮助小组理清知识线索、理解和表征问题，寻找解答方法，最后提出解决方案。
3.在认知和情意学习上的应用
诺瓦克曾引用杰格居（O·J·Jegedge）等人（1990）的研究指出：“概念构图组”的学生在学习效果测验上的成绩要显着地高于“传统讲授教学组”的学生；此外，更令人值得注意的是：
这些学生（即概念构图组）在朱克曼（M·Zuckerman）的“情感形容词检核表”（ZuckermanAffective Adjective Checklist）上，对“科学”的焦虑分数亦显着地低于控制组，诺瓦克认为这是有意义学习与机械式学习的差别所在。霍尔顿（P·B·Horton）等（1993）使用元分析（meta‐analysis）法评阅19篇有关概念构图技巧的一般效果后，发现使用该技巧对学习的效果大小（effect sizes）平均值为0．46，而对情意态度的效果大小平均值为1．57，因此，他认为，概念构图仅对学习有中等程度的正面影响，而对情意态度则有较高程度的正面影响。
4.作为学习策略
近年来，将概念图作为一种有意义学习的工具或一种元认知工具，帮助学习者如何去学习，已获得许多实证研究的支持。这些研究的结果多半支持概念图具有相当的应用潜力，特别是通过学生自己主动习得的知识，来增强学生本身的学习能力。
个别化概念构图作为一种学习策略，其之所以能够帮助学生达成有意义的学习，关键在于概念图是以学生为出发点，要求学生负起主动参与学习的责任，而该学习活动本身即可帮助学生将原本是抽象的、片面的、零碎的知识抽取出来（即具体化），并经由概念图的建构和表征，使学生发现自己知识结构内的矛盾所在。此外，以具体的概念图来表征所理解的概念间关系及联结，也可减轻学生在思考时的认知负载。
一般说来，概念图作为学习工具，有助于学习者组织素材、整合知识体（bodies）、画出主题现存知识结构、在现存知识结构里插入新概念、将学术上的材料储存在长期记忆里、对学习过程／结果进行有效的修订等等。概念图作为一种学习工具，也可应用于各种学习策略。
5.作为教学计划工具
概念图作为一种极好的教学计划工具，能促使教师对有效的教学策略进行思考，帮助教师将自己的课程内容组织成为有效整合的框架。组织课程内容：首先，对一门课程的所有主要词语和观点构建一个大的概念图，教师可以用这个框架去组织课程内容；另外，概念图为教师提供一种方式，明确课程材料之间的连接及怎样最好地向学生呈现这些连接。准备特定课堂：对特定内容用概念图来组织课堂教学，教师会更加集中于明确的任务上，而不是构建整个课程内容的概念图。学生材料：通过使用概念图，教师可以选择教学材料，清楚地向学生展示词语之间的连接关系。
6.作为复习的工具
引导学生主动建构概念图是一种高效率地有效复习知识的途径，学生通过建立概念图间的联系可以促进对知识的深入理解，学生主动建构概念图可以激发学生的主动性、创造性，使他们感受到成功的快乐，概念图能够使零散的知识结构化、条理化、系统化，有利于学生长期有效地记忆知识。
与传统的复习方法——归纳要点法和知识框图法相比，概念图更适合作为学生复习的工具。与归纳要点法相比，概念图形式上更为凝练、简洁，概念图以概念为出发点建立规律和公式，更能体现规律和公式的本质含义；与知识框图法相比较，概念图呈现的知识更为具体、全面，所包括的知识范围更加灵活。教师让学生复习知识时，可以让学生自己先建立概念图，然后再给出教师制作的标准图，让学生对比自己的概念图，以便能发现自己疏忽的知识以及对知识的错误理解。教师依据标准概念图给学生复习，更能促进学生形成正确的知识结构。
7.作为知识管理工具
作为一种超媒体或多媒体工具，概念图可以成为一种知识管理系统或作为其中的一个构成部分。
概念图策略已被西方的中小学科学教师广泛地采用，概念图为科学概念教学引入了一股新的活力。
第二节 概念转变的科学教学
在科学教学中，学生认知结构中的迷思概念不但会妨碍新知识的理解，而且会导致学生产生新的迷思概念。以往的教学只是关注于新知识的传授，但正确概念的传授并不能自动地校正学生原有的错误概念，在教学之后，儿童往往仍然信奉原来的观点，可见，学生的迷思概念不可能通过知识传授的方式由科学概念代替，而必须依靠学生自己通过概念转变学习，实现由迷思概念向科学概念的转变。因此，加强对学生的迷思概念向科学概念的转变的研究就成为科学教学的一项重要任务。
对概念转变的研究始于20世纪70年代。最早有关概念转变的文献集中在有关儿童科学迷思概念的观点，后来才开始探索如何帮助学生移走他们的迷思概念，改变成为科学概念。从20世纪80年代起，研究成果开始涌现。
一、概念转变的模型及其发展
1982年，康奈尔大学的波斯纳（G·J·Posner）等四位教授提出了概念转变模型（conceptual change model，简称CCM），使概念转变教学有了方式方法，从而大大推动了概念转变的研究与教学。
（一）概念转变模型的提出
1.概念转变的条件
在面对新、旧概念冲突时，在何种条件下学习者才会转变已有概念呢？对此，波斯纳等提出了概念转变的四个条件：对现有概念的不满（dissatisfied）。只有感到自己的某个概念失去了作用，他才可能改变原概念，否则即使他看到了原来概念的不足，也会尽力作小的调整。让个体面对原来的概念所无法解释的事实（反例），只引发认知冲突，可以有效地导致个体对原有概念的不满。新概念的可理解性（intelligibility）。学习者需懂得新概念的真正含义，而不仅仅是字面的理解，他需要把各片段联系起来，建立整体一致的表征。新概念的合理性（plausibility）。个体需要看到新概念是合理的，而这需要新概念与个体所接受的其他概念、信念相一致；与个体其他理论知识或知识相一致，与个体的经验相一致；与个体直觉相一致。个体看到了新概念的合理性，他就可能相信新概念是真实的。新概念的有效性（fruitfulness）。个体应看到新概念对自己的价值，它能解决其他途径所难以解决的问题，并且能向个体展示出新的可能和方向，具有启发意义。有效性意味着个体把它看做是解释某问题的更好的途径。概念的可理解性、合理性、有效性相互之间密切相关，其严格程度逐级上升，人对概念有一定的理解是看到概念的合理性的前提，而看到概念的合理性又是意识到其有效性的前提。
罗斯（K·Roth）亦提出与波斯纳等人相似的看法，认为学生必须明白他们个人的经验是不适当的（inadequate），是不完整的（incomplete），或是不一致的（inconsistent），而科学性的解释可作为一种更具说服力且合理的取代物，这样概念改变才有可能发生。
亨森（P·W·Hewson）把概念的可理解性、合理性和有效性称为概念的状态（conceptual status），即可理解的（intelligibility，I）、可相信的（plausible，P）及可广泛应用的（fruitful，F）等三个状态。学习者所处的概念状态愈高，其发生概念转变的可能性也就愈高，也就是说概念转变是发生在学习者能够充分理解与应用新概念时。他还提出，不仅新概念的状态，而且原有概念的状态也会对概念转变产生影响，两者之间存在交互作用。这里应注意，概念的上述三种状态不是概念实际上如何，而只是个体所看到的、所意识到的可理解性、合理性和有效性，是个体对新、旧信息整合过程的元认知监控。儿童进行概念转变时，应把学生旧概念的I＋P＋F 位阶往下降，并把新概念的I＋P＋F 位阶往上提升，使学生认为新概念比旧概念更具有可理解性、合理性和可广泛应用性，这样新概念才较易被学生接受，且较容易进行概念的转变。
