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Vinner 將概念定義分成二種類型:

1. 數學邏輯上的形式定義:可以用文字語言描述的形式上定義。

2. 物理空間上的操作定義:例如物理學上的反射的定義,就是屬於操作定義。

而將概念心像分成三種類型:

1. 心智圖像:視網膜空間圖像投射至記憶區的心像。

2. 概念性質:包含三個部分,分別為(1)屬性特徵(Attribute Understanding):對於 概念的某些屬性與性質。(2)典範案例(Prototypucality):記憶中的典型心像例子。

(3)概念部分或全體的推理(Part-Whole Reasoning):如函數圖形應該是無限延伸,

概念定義 概念心像

問題輸入 結果輸出

概念定義 概念心像

問題輸入 結果輸出

但在心像卻是有限的部分圖形。

3. 運算程序:操弄一個概念的行動過程與邏輯步驟。

接下來我們要討論的是「典範現象」(prototypes)或稱為「原型現象」。

Vinner 和 Hershkowitz(1983)提到學習者概念心像中的典範現象,為當個體說 明某一概念時,通常以心智中最熟悉的認知結構作為基礎來描述此概念,這種以 基本範例說明某ㄧ概念的情形,就是一種對此概念所產生的典範現象。例如當要 求學生畫一個三角形,學生所繪製的三角形通常為底部水平略為等腰的三角形,

這個就是一種對三角形所形成的典範現象。

典範案例是個體做為最先參考來學習概念的例子(Schwarz & Hershkowitz, 1999),教學者對個體以操作型的定義介紹概念,個體會迅速在心智中浮現典範案 例,透過典範案例的特性來學習概念。例如:個體習慣於一次函數與二次函數的 內容,在學習高次函數會常以一次函數或二次函數來推論高次函數,而這種以典 範案例來學習概念的方式,稱之為典範現象。但是這樣的案例卻不一定能夠忠實 對應到正式的概念定義,甚至這樣的案例是錯誤的。如平面上鉛直拋物線的方程 式,原本應該是y=ax2+bx+ ,但是大多數的人卻都是寫c f x( )=ax2+bx+ ,甚c 至當將拋物線推廣為水平拋物線,個體依然將其方程式以y=ax2+bx+ 表示,而c 非正確的x=ay2+by+ 方程式。 c

概念的典範例子對整個學習架構內容提供了一個代表整體的範例,典範例子 也比其他例子對於概念呈現更多的特性,研究者將典範例子稱為「概念參考點」,

是用來形成、判斷概念最重要的例子。由於典範例子相較於其他例子的不對稱的 被廣泛使用,其他例子對於概念的幫助有比典範例子更遠的距離,但是透過典範 例子學習卻可能造成誤判,例如我們以蘋果這個水果的特性來推論橄欖的特性,

會把橄欖定為一種水果(Hershkowitz ,1989)。因此典範例子也遭受到批評,不能作 為一個代表整個概念的範例,除非典範例子連結特定目的,否則是無意義的。

對個體來說概念並不是一個穩定的結構,概念學習是一種持續動態改變的歷 程,學習者從特殊的例子開始,根據規律來組織、延伸概念。Vinner(1983)的研究 指出對於一個概念至少都有一個以上的典範例子,這些典範例子都包含了許多概 念的屬性,但學習者的概念心像中,卻只常常存在一個典範例子,形成典範現象。

因此典範現象直接影響概念的學習,但是典範現象對於概念的運作是助力或 阻力?從研究的結果來看,關鍵在這些現象是否具有「排他性」,如果概念的典範 現象具有排他性,表示此概念具有一個相當活躍的特殊例子,而個體常以這個特 殊例子來判斷所有的狀況,且此概念之認知結構中的概念定義元素並不完整 (Schwarz et al., 1999)。另一方面,如果概念之典範現象不具有排他性,表示此典 範案例的使用只是習慣,個體將此典範例當成參考例或者這個典範例只是眾多例 子中最活躍的一個。

一般來說專家的典範現象常不具有排他性,專家會回到更嚴謹的定義,可以 一直修正而不會有排他性。但新手的典範現象卻相當難以改變,我們稱之為「頑 固性」,同時因為經驗的不足,個體的典範常是不完整的,當問題超過典範現象能 處理的範圍,學生則無法處理問題。例如:「過平面上相異兩點的函數圖形有幾 個?」這樣的問題,新手學生一般只能回答直線,但事實上答案卻是無窮多個。

Vinner(1983)研究發現一般典範現象常見的錯誤有二類型:「視覺化規範型」

與「過度推演型」。視覺規範型錯誤我們以梯形為例,一般學生的梯形典範例子為 上下底平行,二側邊不平行,但當學生看到帶有直角的梯形,卻不認為這是屬於 梯形。過渡推演型最常見的就是學生對正三角形的認知,學生認為正三角形為「方 方正正」的三角形,所以必須底邊水平且三邊相等,對於旋轉角度造成非水平的 正三角形,學生會認為這不是「正」三角形。這種現象在幾何概念的學習上,因 視覺上的錯誤認知造成迷思概念特別容易發生。

利用典範例子來處理問題也會讓學生容易忽略了真實情況的合理性,例如學

生常透過內插法、外插法來求函數值,卻忽略掉函數是否為線型函數,更甚者當 求出來的答案不合現實環境,學生也會將其忽略。最常見的例子為用函數來表示 現實生活中的情境,如:細菌的指數遞減,透過外插法,可能造成細菌數為負數,

但這明顯不合理。

因此概念心像的發展是當感覺器官接受刺激傳達到神經元形成不同反應和刺 激逐漸發展而成,當個體受到刺激便會喚起對應的心像,因此在個體學習學習新 概念之初,應該要考慮教學設計的多樣性,避免個體產生不嚴謹的典範案例,產 生典範現象。

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