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一.藉 RGT 檢視認知差異並促進互動式類比學習

(一)構念系統差異之檢視

成功的類比教學,除了需要理想的教學訊息系統之外,尚需掌握學習 者的既有概念和類比理解,方能事半功倍;於是,有學者便再三強調,使 用類比教學時應特別留意學生的類比理解,以免徒增辛勞(Glynn, 1989;

Duit, 1991)。故而,適時檢視師生認知差異、提供彼此回饋以促進師生互 動,這便成為類比教學中的重要環節。只是,師生構念系統該如何檢測?

該如何做系統性比較?回饋又該如何提供?這些問題都有待探討!

RGT 進程除了對構念空間的描繪具有特殊效能之外,在構念比較方面 也有成套論述(楊文金,2000)。由於,「不同個體對相同語彙有不同解讀」

乃導致認知差異的重要因素,所以 RGT 便從詞彙(signifiers)與詞義

(signified)的關係著手探討構念系統比較-而 Shaw & Gaines(1989/1995)

的「COCO 理論」便是其中的代表作。COCO 理論中指出:(在科學探索 活動中)「同一詞彙」對不同個體可能產生「相同意義」、亦可能產生「不 同意義」〔各稱:衝突(conflict)與共識(consensus)〕;同理,「不同詞彙」

對 不 同 個 體 來 講 , 亦 可 能 存 在 相 同 或 不 同 的 指 涉 〔 各 稱 : 相 當

(correspondence)與對照(contrast)〕;上述幾種狀況,正是造成認知差異 的主要來源 ,因此檢視構念系統的差異便可從這些面向著手!(由於 consensus、conflict 及 correspondence、contrast 等字均以”CO”為首,故名 之為「COCO 理論」)。

對於 COCO 理論,楊文金(2000)並進一步指出:COCO 理論中的共 識其實即為「同詞同義」、衝突即為「同詞異義」的情況,而相當與對照 則分別為「異詞同義」與「異詞異義」的情況;而諸此維度也正是檢視認 知差異的重要根據,它們彼此的關係可由圖 4-3-1 簡單示意:

詞 彙

同詞同義(Consensus)

使用相同詞彙 相同詞彙具相同意涵

異詞同義(Correspondence)

使用不同詞彙 不同詞彙具相同意涵

意義 同詞異義(Conflict)

使用相同詞彙 相同詞彙具不同意涵

異詞異義(Contrast)

使用不同詞彙 不同詞彙具不同意涵

EXCHANGE 法分析 COMPARE 法分析 圖 4-3-1 詞彙與詞義之間的可能關係(引自 楊文金,2000)

在實際作業中,RGT 對於「同詞」(同義與異義)及「異詞」(同義與 異義)係分別以 EXCHANGE 與 COMPARE 的進程做分析。本研究對不同 構念系統的比較(包含:師生差異比較、學生學習前後比較),是不同人

(或不同時)對「相同方格表」進行評值,屬於「同詞」的範疇,主要是 以「EXCHANGE 法」做資料處理。故而,對 EXCHANGE 的應用有進一 步探討;謹將其要,略述於后。

如圖 4-3-2 所示,「構念」與「元素」均相同(M 構念×N 元素)的〔甲〕、

〔乙〕兩份方格表,若以 EXCHANGE 進程做比較則可獲取下列各具不同 意涵的資料集合:

(1)將兩表座標相同之細格資料(cij)兩兩比較,則可獲得具有 M×N 筆差異訊息的新方格表Δ甲乙

Δ甲乙=﹛dij︱i≦M,j≦N﹜

(2)將Δ甲乙之某橫列單獨抽出則可獲取專屬「此構念」的比較集合Δi; 例如,兩構念系統對第 1 個構念(i=1)之認知差異為Δ1j

Δ1j=﹛d1j︱j≦N﹜

(3)將Δ甲乙之某縱行單獨抽出則可獲取專屬「此元素」的比較集合Δj; 例如,兩構念系統對第 1 個元素(j=1)之認知差異為Δi1

Δi1=﹛di1︱i≦M﹜

圖 4-3-2 RGT 方格差異比較之工作原理

cij

C

評值方格表

cij

C

dij

甲、乙 差異比較

評值方格表

類比教學進行時,當科學教師把同一套教學訊息提供給同學時,不同 個體對於類比對應、可用類比維度的認知,勢必存在個別差異;換言之,

每個學生的「私有理解」與「公共知識」的差距,勢必不同。於是,檢視 差異、提供回饋以將學生帶往「公共知識」的一方,這是教學活動中的重 要任務。本研究經以 RGT 的 EXCHANGE 法對構念比較與訊息回饋進行 實徵考察;並獲取若干發現。例如:圖 4-3-3 所示,即為 R02 個案學生(多 重凱利組)的「課前凱利方格評值表〔生 t〕」與「教師版凱利方格評值表

〔師〕」之比較結果〔Δ生師〕(計算方法詳參本章第二節);從比較結果中 可得到如下的訊息:

(1)將兩表之細格資料兩兩比較,然後再依「差異量」將構念與元素重 新排序,即可獲取具 12×8 筆差異訊息的新方格表Δ師生=﹛dij︱i≦

12,j≦8﹜(如圖 4-3-3);由新方格表中可見,越往左下角的細格其 差異量越大,也代表兩個案對此(構念/元素)組的認知差異越大。

(2)將師生構念比較Δ師生之某橫列單獨抽出,即可獲取專屬「此構念」

的比較集合Δi

例如:兩構念系統對「構念 9」(i=9;海底擴張)之認知差異為Δ9j; Δ9j=Row﹛d9j︱j≦8﹜=﹛4,2,3,2,0,1,2,1﹜,Σd9j=15;

∴相似度﹪=〔1-15/(4×8)〕×100﹪=53.1﹪;

〔相異性﹪=(1-53.1)×100﹪=46.9﹪〕。

(3)將Δ師生之某縱行單獨抽出即可獲取專屬「此元素」的比較集合Δj。 例如:兩構念系統對「元素 7G」(j=7;7G 輸送帶上鋼板)之認知差 異為Δi7;Δi7=Column﹛di7︱i≦12﹜=﹛1,0,1,0,3,1,2,1,2,3,3,4﹜,

Σdi7=21; ∴相似度﹪=〔1-21/(4×12)〕×100﹪=56.2﹪;故而,

依此例可知 R02 個案學生與科學教師對「元素」認知知「差異性」大 小依序為 7G>6F>5E>3C>4D>1A>2B>8H。

(4)從Δ師生中可看出:師生認知相似度﹪>70﹪的「構念」計有 5、7、

1、4、8、2 等六個「目標概念」(橫線以上;占 6/12=50﹪);相似 度﹪>70﹪的「元素」計有 8H、2B、1A、4D 等四個「類比物」(橫 線以上;占 4/8=50﹪);而此等訊息則可提供師生做為從事新學習時

圖 4-3-3 學習前之師生構念差異比較〔Δ師生

師 生 教師版 RGT 評值表

【公共知識:〔師〕】

學生課前 RGT 評值表

【私有理解 :〔生 t〕】

RGT EXCHANGE 師生差異比較〔Δ師生

差異漸增

師生對元素認知之相似度﹪

師生對構念認知之相似度﹪

(二)由構念系統差異追蹤構念改變與教學成效

如上所述,透過 RGT 的「EXCHANGE 法」做構念系統的比較,不但 程序簡便且能獲取豐富的方格資料。因此,在實際教學中,若能將此進程 使用於不同時機與不同對象則可達成不同的功能。例如,由圖 4-3-4 可知,

〔生t’〕、〔生t〕與〔師〕三個構念系統兩兩比較,至少可有下列四種不同 用途:

(1)〔生 t’〕-〔生t〕=〔Δt’t〕 可表示學生在某一事件(例如教學處 置)發生前(t 時刻)、後(t’時刻)的構念系統的變化;並可用於追 蹤該生的概念變化(此應用可參考本章第二節)。

(2)〔師〕-〔生 t〕=〔Δ師生〕 可表示在 t 時刻「教師版方格」(公共 知識)與「學生版方格」(私有理解)的差異;並可用於檢視師生類 比理解的差異(如前例所示)。

(3)〔生 t’〕-〔師〕=〔Δ〕 可表示在 t’時刻「私有理解」與「公 共知識」的差異。

(4)〔Δ師生〕→〔Δ

〕可追蹤教學成效。

圖 4-3-4 利用 RGT 比較學生概念改變與師生構念系統差異

概念改變

ij

t’

ij

t

ij

教學成效

tt’

師生 生’師

圖 4-3-5 從系統內外回饋的觀點看構念系統比較的功能

RGT 構念系統比較結果,若從系統運作的觀點來看(如圖 4-3-5),前 所述的學生構念系統變化〔Δt’t〕及師生構念差異〔Δ師生〕,恰可在學習過 程中對學習者提供內、外回饋,使學習者得以隨時做「認知監控」進而修 正自己,讓自己邁向「公共知識」的一方。

例如:圖 4-3-6 所示,即為前述 R02 個案學生的課後師生構念差異比 較〔Δ

〕。大體可見,師生認知相似度﹪>68.8﹪的「構念」依高低順 序為 1、5、12、4、7、2、8、3 等八個「目標概念」(占 8/12=66.7﹪);

相似度﹪>70﹪的「元素」則有 2B、8H、1A、3C、4D 等五個「類比物」

(占 5/8=62.5﹪)。此外,前述構念「12.海洋地殼年紀」對應類比物「8H 單源磁頭兩側錄音帶 」的差異量也由原來Δ師 生(12,8H)=4 進 步 為Δ (12,8H)=0。因此,就以此項類比對應而言,該個案學生確已向「公共知識」

的一方挺進許多;這點從該生在「板塊構造學說概念理解」前、後測「第 17 題:海洋地殼年齡計算」由前測的「算錯」到後測的「算對」,可獲佐 證。當然,其它(目標概念/類比)組所對應的概念改變訊息,亦可依同理 從比較方格中細讀!

輸 出 系 統 環 境

(訊 息)

(控 制)

系 統 機 制

t t’

內部回饋

師生 外部回饋 輸 入

圖 4-3-6 學習後之師生構念差異比較〔Δ師生

生’ 師 教師版 RGT 評值表

【公共知識:〔師〕】

學生課後 RGT 評值表

【私有理解:〔生 t’〕】

RGT EXCHANGE 師生差異比較〔Δ

相似度漸增

師生對元素認知之相似度﹪

師生對構念認知之相似度﹪