เทคนิคการใช้ผังกราฟิก เป็นเทคนิคที่พัฒนาต่อเนื่องมาจากการจัดโครงสร้างความคิดล่วงหน้าตามทฤษฎีการเรียนรู้อย่างมีความหมาย (meaningful learning theory) ของเดวิด อูซูเบล (David P. Ausubel) นักจิตวิทยาอเมริกัน ที่เสนอการจัดโครงสร้างความคิด หรือโครงสร้างภาพรวมล่วงหน้า (presenting first) เพื่อใช้สำหรับอ่านและทำความเข้าใจเนื้อหาจากตำรา หลังจากนั้นมีแผนภาพแบบต่างๆเกิดขึ้นมากกว่า 20 ชนิด รวมทั้งโครงสร้างภาพรวมที่นำมาใช้ทำความเข้าใจบทความที่มีความยาวมากๆ โดยนำเสนอข้อมูลในรูปไดอะแกรม และรูปภาพต่างๆ
ทฤษฎีของอูซูเบลเป็นทฤษฎีที่หาหลักการอธิบายการเรียนรู้ที่เน้นการเชื่อมโยงความรู้ที่ปรากฏในหนังสือที่โรงเรียนใช้กับความรู้เดิมที่อยู่ในสมองของผู้เรียนในโครงสร้างสติปัญญา(cognitive structure) หรือการสอนโดยวิธีการให้ข้อมูลข่าวสาร เขาเรียกทฤษฏีนี้ว่า “ทฤษฏีการเรียนรู้อย่างมีความหมาย( meaningful verbal learning)” โดยนิยามว่า “เป็นการเรียนที่ผู้เรียนได้รับมาจากการที่ผู้สอน อธิบายสิ่งที่จะต้องเรียนรู้ให้ทราบและผู้เรียนรับฟังด้วยความเข้าใจ โดยผู้เรียนเห็นความสัมพันธ์ของสิ่งที่เรียนรู้กับโครงสร้างภาพรวมที่ได้เก็บไว้ในความทรงจำ และจะสามารถนำมาใช้ในอนาคต”
อูซูเบลมองว่าในสมองของมนุษย์มีการจัดความรู้ต่างๆ ที่ได้เรียนรู้อย่างมีระบบ “โครงสร้างทางปัญญา” ซึ่งมีการจัดลำดับความสัมพันธ์เชื่อมโยงจากความคิดรวบยอด (concept) ที่กว้างและครอบคลุมลงมาจนถึงความคิดรวบยอดย่อยๆ ที่มีความเฉพาะเจาะจง ดังนั้นการเรียนรู้ที่จะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงควรจะต้องเป็นการเรียนรู้อย่างมีความหมายที่ผู้เรียนสามารถนำการเรียนรู้ใหม่เข้าไปเชื่อมโยงกับความรู้เดิมหรือความคิดรวบยอดที่มีอยู่แล้ว โดยความรู้ใหม่ที่ได้เรียนรู้อย่างมีความหมายจะถูกเก็บไว้ในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง อันเป็นผลจากการดูดซึมกับความรู้เดิมที่มีอยู่และจะช่วยขยายความรู้เดิมหรือมโนทัศน์เดิมที่มีอยู่แล้ว ทั้งนี้การเรียนรู้จะเกิดขึ้นได้ถ้าในการเรียนรู้สิ่งใหม่นั้นผู้เรียนมีพื้นฐานที่เชื่อมโยงเข้ากับความรู้เดิมได้ ซึ่งจะทำให้การเรียนรู้สิ่งใหม่นั้นมีความหมาย ผู้เรียนจะเกิดการเรียนรู้ได้จากการรับข้อมูลข่าวสารหรือเกิดจากการค้นพบด้วยตนเอง และวิธีเรียนนั้นอาจจะเป็นการเรียนรู้อย่างเข้าใจและมีความหมาย หรือการเรียนรู้แบบท่องจำโดยไม่ใช้ความคิด ซึ่ง อูซูเบล แบ่งการเรียนรู้เป็น ๔ ประเภทคือ การเรียนรู้ด้วยการรับอย่างมีความหมาย (meaning reception learning), การเรียนรู้ด้วยการท่องจำโดยไม่ใช้ความคิด (rote reception learning), การเรียนรู้ด้วยการค้นพบอย่างมีความหมาย (meaningful discovery learning) และการเรียนรู้ด้วยการค้นพบแบบท่องจำโดยไม่ใช้ความคิด (rote discovery learning)
อูซูเบลยังได้เสนอแนะเกี่ยวกับเทคนิค “การจัดการล่วงหน้า (advance organizer)” หรือก็คือการ “แนะนำรายวิชาก่อนเรียน” นั่นเอง ซึ่งเป็นเทคนิคที่ช่วยให้ผู้เรียนได้เรียนรู้อย่างมีความหมายจากการสอนหรือบรรยายของครู โดยการสร้างความเชื่อมโยงระหว่างความรู้ที่มีมาก่อนกับข้อมูลใหม่ หรือความคิดรวบยอดใหม่ ที่จะต้องเรียน จะช่วยให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้อย่างมีความหมายที่ไม่ต้องท่องจำ หลักการทั่วไปที่นำมาใช้ คือ
1. การจัด เรียบเรียง ข้อมูลข่าวสารที่ต้องการให้เรียนรู้ ออกเป็นหมวด
2. นำเสนอกรอบ หลักการกว้างๆ ก่อนที่จะให้เรียนรู้ในเรื่องใหม่
3. แบ่งบทเรียนเป็นหัวข้อที่สำคัญ และบอกให้ทราบเกี่ยวกับหัวข้อสำคัญที่เป็นความคิดรวบยอดใหม่ที่จะต้องเรียน
อูซูเบลมองว่า การจัดการล่วงหน้านี้มีความสำคัญมากเพราะเป็นวิธีการสร้างการเชื่อมช่องว่างระหว่างความรู้ที่ผู้เรียนได้รู้แล้ว (ความรู้เดิม) กับความรู้ใหม่ที่ได้รับ ผู้สอนควรจะใช้เทคนิค การจัดการล่วงหน้า ช่วยผู้เรียนในการเรียนรู้ทั้งประเภทการรับอย่างมีความหมายและการค้นพบอย่างมีความหมาย เนื่องด้วยทฤษฏีของเขาเน้นความสำคัญของการเรียนรู้อย่างมีความเข้าใจและมีความหมาย การเรียนรู้เกิดขึ้นเมื่อผู้เรียนได้เรียนรวมหรือเชื่อมโยง (subsume) สิ่งที่เรียนรู้ใหม่หรือข้อมูลใหม่ ซึ่งอาจจะเป็นความคิดรวบยอด(concept) หรือความรู้ที่ได้รับใหม่ในโครงสร้างสติปัญญากับความรู้เดิมที่อยู่ในสมองของผู้เรียนอยู่แล้ว ทฤษฎีของอูซูเบลบางครั้งจึงเรียกว่า “ทฤษฏีเชื่อมโยงความรู้ (subsumption theory)”
ทฤษฏีของอูซูเบลถูกพัฒนาจนกลายเป็นสื่อทางการเรียนการสอนที่เรียกว่า “โครงสร้างภาพรวม (presenting first orstructure overview)” ต่อมาได้รับความนิยมเรียกเป็น “ผังกราฟิก (graphic organizer)” หรือ GO ซึ่งได้รับความนิยมในการใช้เป็นเครื่องมือจัดการกิจกรรมการเรียนรู้ โจเซฟ โนวัค (Joseph Donald Novak) ได้พัฒนารูปแบบจนกลายเป็น “ผังความคิดรวบยอด (concept mapping)” ซึ่งทำให้การเรียนการสอนด้วยผังกราฟิกได้รับความนิยมอย่างมาก ซึ่งในแวดวงการศึกษาในปัจจุบันผังกราฟิกจึงคือ เครื่องมือช่วยแสดงความคิดให้ออกมาเป็นรูปธรรมในลักษณะของภาพ โดยสื่อให้เห็นถึงความสัมพันธ์เกี่ยวเนื่องกันของเนื้อหาหรือข้อมูลที่ได้รับ ซึ่งผังกราฟิกมีหลายรูปแบบ ผู้ใช้สามารถเลือกใช้หรือสร้างขึ้นเองได้ตามความสะดวกและเหมาะสมกับการใช้งาน ซึ่งในปัจจุบันก็มีผู้ที่มีชื่อเสียงขึ้นมาจากการสร้างผังกราฟิกขึ้นมาช่วยในการคิดในเรื่องต่างๆ เช่นโทนี บูซาน (Tony Buzan), โจเซฟ โนวัค (Joseph D. Novak) เป็นต้น
ผังกราฟิก เป็นเครื่องมือหรือแผนภาพที่ได้จากการนำข้อมูลดิบ หรือจากแหล่งต่างๆ มาทำการจัดกระทำข้อมูลและนำเสนอข้อมูล โดยอาศัยทักษะการคิดต่างๆ ในการจัดกระทำข้อมูล ได้แก่ การคิดวิเคราะห์ การสังเกต เปรียบเทียบ จัดเรียงลำดับ จัดประเภท และการใช้ตัวเลข เพื่อให้เกิดความจำ และความเข้าใจในเนื้อหา
ผังกราฟิกที่นิยมใช้โดยทั่วไปมีอยู่จำนวนมาก ในที่นี้ได้เสนอผังกราฟิกโดยแบ่งตามวัตถุประสงค์ของการนำเสนอข้อมูลดังนี้
1) ผังกราฟิกที่มีวัตถุประสงค์ของการนำเสนอข้อมูลที่เป็นมโนทัศน์ มีดังนี้
1.1) ผังความคิด เป็นผังกราฟิกที่แสดงความสัมพันธ์ของสาระ หรือความคิดต่างๆ ให้เห็นเป็นโครงสร้างในภาพรวม โดยใช้ตำแหน่ง ระยะห่างจากจุดศูนย์กลาง สี เครื่องหมาย รูปทรงเรขาคณิต และภาพแสดงความหมายและเชื่อมโยงของความคิดหรือสาระนั้นๆ
1.2) ผังมโนทัศน์ เป็นผังกราฟิกที่แสดงมโนทัศน์หรือความคิดรวบยอดใหญ่ไว้ตรงกลางและแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมโนทัศน์และมโนทัศน์ย่อยๆ เป็นลำดับขั้น ด้วยเส้นเชื่อมโยง
2) ผังกราฟิกที่มีวัตถุประสงค์ของการนำเสนอข้อมูลที่เป็นการเปรียบเทียบ มีดังนี้
2.1) เวนน์ไดอะแกรม เป็นผังกราฟิกที่เป็นผังวงกลม 2 วง หรือมากกว่า ที่มีส่วนหนึ่งซ้อนกันอยู่ เป็นผังกราฟิกที่เหมาะสำหรับการนำเสนอสิ่ง 2 สิ่ง ซึ่งมีความเหมือนและความแตกต่าง
2.2) ทีชาร์ต เป็นผังกราฟิกที่แสดงความแตกต่างของสิ่งที่ศึกษา
2.3) แผนภูมิกง เป็นแผนผังกราฟิกที่แสดงการเปรียบเทียบข้อมูล โดยเป็นการแสดงสัดส่วนของข้อมูล
2.4) แผนภูมิแท่ง เป็นผังกราฟิกทีแสดงให้เห็นและเข้าใจความสัมพันธ์ของตัวแปรต่างๆ ได้ชัดเจน เป็นการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปร 2 ตัว โดยตัวแปรนั้นมีค่าไม่ต่อเนื่อง
2.5) ตารางเปรียบเทียบ เป็นผังกราฟิกที่เสนอข้อมูลในรูปแบบตารางช่วยให้เข้าใจได้ง่าย เพราะจัดข้อมูลไว้เป็นหมวดหมู่ ซึ่งข้อมูลที่เสนอนั้นอาจเป็นการเปรียบเทียบความเหมือนกันหรือต่างกันของข้อมูล
3) ผังกราฟิกที่มีวัตถุประสงค์ของการนำเสนอข้อมูลที่เป็นเหตุเป็นผล มีดังนี้
3.1) ผังก้างปลา เป็นผังกราฟิกที่นำเสนอข้อมูลให้เป็นถึงสามเหตุและผลของเรื่องใดเรื่องหนึ่ง
3.2) ผังใยแมงมุม เป็นผังกราฟิกที่ใช้แสดงมโนทัศน์แบบหนึ่ง โดยแสดงความคิดรวบยอดใหญ่ไว้ตรงกลาง และเส้นที่แยกออกจากความคิดรวบยอดใหญ่จะแสดงรายละเอียดของความคิดนั้น
4) ผังกราฟิกที่มีวัตถุประสงค์ของการนำเสนอข้อมูลที่เป็นการเรียงลำดับเหตุการณ์ หรือ ขั้นตอนมีดังนี้
4.1) ผังเรียงลำดับ ใช้แสดงลำดับขั้นตอนของสิ่งต่างๆ หรือกระบวนการต่างๆ
4.2) ผังวัฎจักร เป็นผังกราฟิกที่แสดงลำดับขั้นตอนที่ต่อเนื่องกันเป็นวงกลม หรือเป็นวัฎจักรที่ไม่แสดงจุดสิ้นสุดหรือจุดเริ่มต้นที่แน่นอน
4.3) ผังเสนอปัญหาและการแก้ปัญหา เป็นการแสดงให้เห็นถึงการแยกแยะปัญหาและพิจารณาแนวทางการแก้ปัญหาและผลลัพธ์ที่จะเกิดขึ้นหลากหลาย
5) ผังกราฟิกที่มีวัตถุประสงค์ของการนำเสนอข้อมูลที่เป็นการจัดหมวดหมู่และการแบ่งประเภท มีดังนี้
5.1) ผังการจำแนกประเภทของข้อมูล เป็นผังกราฟิกที่ใช้แสดงการจัดข้อมูลต่างๆ ที่ต้องการศึกษาออกเป็นหมวดหมู่ โดยจัดสิ่งที่มีสมบัติบางประการร่วมกันให้อยู่ในกลุ่มเดียวกัน ในการจำแนกประเภทของสิ่งที่ศึกษานั้นต้องมีเกณฑ์ที่ใช้ในการจำแนกเสมอ
