The Effectiveness of Teaching Using Concept Maps on the Academic Achievement and Information Retention in Physics Among Fourth-Grade Science Students
Abstract
This research represents a serious scientific attempt to diagnose defects within the traditional educational system. The researcher identifies a core problem: the prevalence of "rote learning," which prevents students from constructing a genuine cognitive structure. To address this issue, the research population was defined as all fourth-grade scientific stream students in daytime schools under the General Directorate of Education in Al-Qadisiyah. From this population, a purposive sample was selected from "Al-Diwaniyah High School for Boys" to serve as the practical field for the study. The sample consisted of 90 students, carefully divided into two groups: an experimental group (45 students) taught using the concept mapping strategy, and a control group (45 students) taught via conventional methods.
To ensure the integrity of the experimental design, the researcher conducted a precise statistical equalization process between the two groups. This process accounted for variables such as chronological age (in months), intelligence, and prior academic achievement in physics, ensuring that any subsequent differences could be attributed solely to the independent variable (concept mapping).
Regarding the results and statistics, the students underwent an achievement test consisting of 40 objective items designed to measure levels of knowledge, comprehension, and application. Statistical treatments using the T-test for two independent samples revealed significant differences at the 0.05 level in favor of the experimental group. This group recorded a mean score in both academic achievement and information retention that clearly outperformed the control group. This statistical superiority proves that concept maps functioned as a visual tool, enabling students to organize scientific material and store it in long-term memory, thereby reducing the "interference-driven forgetting" that plagues traditional methods.
In terms of conclusions and recommendations, the study found that concept mapping reduces mental effort and time while transforming physics into an engaging subject based on discovery rather than indoctrination. Based on these findings, the researcher provided specific, practical recommendations, including the necessity of conducting intensive training courses for physics teachers in Al-Qadisiyah to master concept map construction. Furthermore, the study recommended integrating these maps into textbooks as visual summaries at the end of each chapter. The researcher also suggested conducting similar studies to measure the impact of these maps on other variables, such as creative thinking or student attitudes toward the subject, to broaden the benefit and develop the educational landscape in a comprehensive and sustainable manner
References
1. إبراهيم، عاهد، وآخرون (1989)، مبادئ القياس والتقويم في التربية، ط1، دار عمان للنشر والتوزيع، الأردن، عمان.
2. أبو صالح، محمد صبحي وآخرون (2000)، القياس والتقويم في التربية، وزارة التربية والتعليم، صنعاء، اليمن.
3. أحمد، محمد عبد السلام (1960)، القياس النفسي والتربوي، مكتبة النهضة المصرية، المجلد الأول، القاهرة.
4. إدريس، رغدة (1995)، تعرف أثر استخدام الخرائط المفاهيمية على التحصيل واكتساب العمليات العلمية لدى طلبة الصف السادس الاساسي في مادة العلوم العامة، (رسالة ماجستير غير منشورة)، الجامعة الاردنية.
5. إسماعيل، حسن أحمد (1990)، اتجاهات جديدة ببناء مناهج الفيزياء للمرحلة الثانوية، وقائع ندوة تدريس مادة الرياضيات والفيزياء، مكتبة التربية العربي لدول الخليج، الرياض.
6. البغدادي، محمد رضا (1980)، الأهداف والاختبارات بين النظرية والتطبيق في المناهج وطرق التدريس، مكتبة الفلاح، الكويت.
7. البياتي، عبد الجبار توفيق وزكريا زكي أثناسيوس (1977)، الاحصاء الوصفي والاستدلالي في التربية وعلم النفس، مطبعة مؤسسة الثقافة العمالية، بغداد.
8. توفيق، عبد الجبار وزكريا أثناسيوس (1977)، الاحصاء ألوصفي والاستدلالي، مطبعة المؤسسة الثقافية العمالية، بغداد.
9. ثوراندايك، روبرت وهيجين إليزابيث (1989)، القياس والتقويم بعلم النفس التربوي، مركز المكتب الأردني، الأردن، عمان.
10. حمدان، محمد زياد (1980)، تقييم التعلم أسسه وتطبيقاته، ط1، دار العلم للملايين، بيروت.
11. خطايبة، عبد الله محمد (2005)، تعلم العلوم للجميع، ط1، دار المسيرة للنشر، عمان.
12. الخليلي، خليل يوسف وآخرون (1996)، تدريس العلوم لمراحل التعليم العام، ط1، دار القلم للنشر والتوزيع، الامارات.
13. الخليلي، خليل يوسف (1997)، التحصيل الدراسي لدى طلبة التعليم الثانوي، وزارة التربية والتعليم، المنامة.
14. داوود، عزيز حنا، أنور حسين عبد الرحمن (1990)، مناهج البحث التربوي، دار الحكمة للطباعة والنشر، لبنان.
15. دروزة، أفنان نظير (1995)، أساسيات علم النفس التربوي (استراتيجيات الادراك ومنشطاتها لتصميم التعلم)، ط1، مطبعة الحرية التجارية، نابلس.
16. الدليمي، محمد حسن والمهداوي عدنان محمود (2002)، القياس والتقويم، ط1، دار الكتب والوثائق، بغداد.
17. راجي، زينب حمزة (2003)، أثر استخدام خرائط المفاهيم ودورة التعلم في اكتساب المفاهيم العلمية واستبقائها في مادة العلوم، (رسالة ماجستير غير منشورة)، جامعة بغداد.
18. الراوي، خاشع محمود (1984)، المدخل إلى الاحصاء، ط1، مؤسسة دار الكتب للطباعة والنشر، جامعة الموصل.
19. الراوي، خاشع محمود (2000)، المدخل إلى الاحصاء، ط2، مؤسسة دار الكتب للطباعة والنشر، جامعة الموصل.
20. الزغلول، عماد عبد الرحيم (2020)، مبادئ علم النفس التربوي. دار المسيرة للنشر والتوزيع، الأردن.
21. زيتون، عايش محمود (1986)، طبيعة العلم وبنيته (تطبيقات في التربية العلمية)، ط1، دار عمار، عمان.
22. زيتون، حسن حسين (2001)، تصميم التدريس رؤية منظوميه، سلسلة إصول التدريس، ط2، عالم الكتب، القاهرة.
23. زيتون، عايش محمود (2005)، أساليب تدريس العلوم، ط5، دار الشروق للنشر، الاردن.
24. السراني، نواف مقبل (2000)، أثر استخدام خرائط المفاهيم في تدريس مقرر الاحياء على تحصيل واتجاهات المعلمين بحائل، (رسالة ماجستير غير منشورة)، جامعة ام القرى.
25. الشربيني، فوزي وعفت الطناوي (2001)، مداخل عالمية في تطوير المناهج التعليمية، مكتبة الانجلو مصرية، القاهرة.
26. الصقار، عبد الحميد (1981)، اتجاهات حديثة في تدريس الرياضيات المدرسية، مطبعة جامعة بغداد، بغداد.
27. الظاهر، زكريا محمد وآخرون (2002)، مبادئ القياس والتقويم في التربية، ط3، دار الثقافة للنشر والتوزيع، الاردن.
28. عباس، فيصل (1996)، الاختبارات النفسية وتقنياتها وإجراءاتها، دار الفكر العربي، بيروت.
29. عبد الرحمن، أنور حسين وآخرون (1988)، التقويم والقياس، جامعة بغداد، بغداد.
30. عبد الموجود، محمد عزت (1982)، التعليم العالي وإعداد هيئة التدريس، المجلة العربية للتربية، المنظمة العربية للثقافة والفنون، تونس.
31. العجيلي، سركز وناجي خليل (1996)، نظريات التعلم، ط2، دار الكتب الوطنية، بنغازي.
32. العجيلي، صباح حسين وآخرون (2001)، مبادئ القياس والتقويم التربوي، مكتبة أحمد الدباغ، العراق.
33. العريمي، باسمة (2005)، استخدام خرائط المفاهيم، وقائع ندوة تدريس العلوم للتعليم العام في دول الخليج، سلطنة عمان.
34. علام، صلاح الدين محمود (2018)، القياس والتقويم التربوي والنفسي في العصر الرقمي، دار الفكر العربي، القاهرة.
35. عودة، أحمد سليمان (1985)، القياس والتقويم في العملية التدريسية، ط1، دار الامل، عمان، الأردن.
36. عودة، أحمد سليمان والمكاوي فتحي حسن (1992)، أساسيات البحث العلمي بالتربية والعلوم الإنسانية، مكتبة الكتاني، عمان.
37. عودة، أحمد سليمان (1993)، القياس والتقويم بالعملية التدريسية، دار الامل للنشر والتوزيع، الأردن.
38. عودة، أحمد سليمان (1999)، القياس والتقويم في العملية التدريسية، ط2، الإصدار الثالث، دار الأمل، عمان، الأردن.
39. عيسوي، عبد الرحمن محمد (1974)، القياس والتجريب في علم النفس التربوي، دار النهضة العربية، بيروت.
40. الغريب، رمزية (1996)، التقويم والقياس النفسي والتربوي، مكتبة الانجلو المصرية، مصر.
41. كرونلا، نورماني (1983)، صياغة الاهداف السلوكية لأغراض التدريس الصفي، ترجمة عادل محمود، دار الطباعة، بغداد.
42. لبيب، رشدي (1974)، نمو المفاهيم العلمية، مكتبة الانجلو المصرية، مصر.
43. اللقاني، أحمد حسين وعودة أبو سنينة (1989)، تخطيط المنهج وتطويره، الدار الاهلية للنشر والتوزيع، عمان.
44. محمود، محمد مهدي (1984)، دراسة تجريبية عن إثر بعض المتغيرات على عمليات التذكر، مجلة آداب المستنصرية، بغداد، العراق.
45. المولى، نعم حازم (2000)، أثر استخدام نمطين لتقويم خرائط المفاهيم في التحصيل واكتساب المهارات المختبرية لمادة الكيمياء العضوية، (رسالة ماجستير غير منشورة)، جامعة الموصل.
46. النشواتي، عبد المجيد (1984)، علم النفس التربوي، دار الفرقان، الاردن.
47. نشوان، يعقوب حسين (1989)، الجديد في تعليم العلوم، ط1، دار الفرقان، عمان.
48. نوفاك، جوزيف (1991)، تعلم كيف تتعلم، ترجمة صبحي أبو جلالة وأحمد القذافي، جامعة الخليج، سرت، ليبيا.
ثانياً: المصادر الأجنبية:
49-Bloom, B.S. & Others (1977), Hand Book On Formative and Summative Evaluation of Student Learning, New York: McGraw-Hill.
50- Canas, A. J., & Novak, J. (2006). The theory underlying concept maps and how to construct them (Technical Report IHMC CmapTools 2006-01 Rev 01-2008). Florida Institute for Human and Machine Cognition.
51-Chiselli, et al. (1981), Measurement Theory for Behavioral Sciences, San Francisco: WT. Freeman Company.
52-Collete, A. & L. Eugene, Chapatti (1994), Science instructional in the middle and secondary schools, New York, Macmillan Publishing Company.
53-Gagne, R. M. (1965), The conditions, of learning, New York, Holt Rinehart.
54-Morris, W. (1980), The American Heritage, Dictionary of the English, Language, U.S.A, Houghton, Mifflin.
55-Novak (1995), Concept mapping to facilitate teaching and learning, prospect, vol. (25), No. (1).
56-Sack, C. (1979), Definition Placement in Mathematics Concept Learning, Disc Abs, Int. Vol. 3, No 10.
57-Schmid, R. F. (1990), Concept mapping as an, instructional strategy, for high school biology, Journal of education, research, vol. (84), No. (2).

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. The Authors submitting a manuscript do so on the understanding that if accepted for publication, copyright of the article shall be assigned to Al-Qadisiyah Journal For Humanities scinces (QJHS), University of Al-Qadisiyah as publisher of the journal.
2. Copyright encompasses exclusive rights to reproduce and deliver the article in all form and media, including reprints, photographs, microfilms and any other similar reproductions, as well as translations. The reproduction of any part of this journal, its storage in databases and its transmission by any form or media, such as electronic, electrostatic and mechanical copies, photocopies, recordings, magnetic media, etc. , will be allowed only with a written permission from Al-Qadisiyah Journal of Humanities scinces (QJHS), University of Al-Qadisiyah.
3. Al-Qadisiyah Journal of Humanities scinces (QJHS) , University of Al-Qadisiyah, the Editors and the Advisory International Editorial Board make every effort to ensure that no wrong or misleading data, opinions or statements be published in the journal. In any way, the contents of the articles and advertisements published in the journal Al-Qadisiyah Journal of Humanities scinces (QJHS), University of Al-Qadisiyah are sole and exclusive responsibility of their respective authors and advertisers.

