以認知學徒制設計 APP

本節主要探討將認知學徒制運用於 APP 遊戲軟體。其中分成三個部分，第一 部分為傳統認知學徒制的內涵。第二部分為探討認知學徒制於 APP 遊戲軟體之應 用。第三部分為探討認知學徒制融入數學教育的實徵研究。

壹、傳統認知學徒制的內涵

本研究之 APP 遊戲軟體加入認知學徒制的理論乃因前導研究的研究結果（第 三章第四節）。原先初版的 APP 遊戲軟體僅以正負數概念做關卡的區分，但在前導 研究的過程中發現，學生在操作此 APP 遊戲軟體的同時，出現了學習的歷程。

然而，傳統的認知學徒制是情境學習理論的一種教學策略，主張學習應該像技 藝學徒一般，學習者應長期浸潤於某個學科文化中，深入去觀察、模仿專家的行為，

體驗完整的情境脈絡，建構學習經驗，進而發展出新知識。因此必須透過示範

（modeling）、教導（coaching）、鷹架（Scaffolding）、反省（reflection）、闡明（articulation）

以及探索（exploration）的步驟，來協助學習者主動的參與學習（Brown, Collins&

Newman, 1989）。

Collins（1989）更認為電腦是實施情境學習最有效的教學工具，因為電腦提供 了設計情境學習環境的機會，且電腦教學經常是在一對一的情況下實施，此部分更 符合了傳統認知學徒制的內涵。同時透過適當的設計，在電腦的環境中模擬實際情 境，利用學習活動來激發學習者思考的能力。

其中在教材的安排上，應注重由易而難、由簡到繁、由整體至局部為原則

（Brown, Collins& Newman, 1989）。據此，鄭晉昌（1993）針對 Collins 將傳統認 知學徒制的教學方法融入於電腦應用上，整理如下：

一、示範與解釋（modeling and explanation）

電腦可藉著程式的運作來從事過程中的模擬（process modeling）。例如，一般 的學科教科書只能藉著文字、圖片，片斷的說明學科的知識，學習者必須再藉由個 人豐富的想像力來理解刻板文字所欲表達的內容意義。但是電腦卻可透過動畫、多 媒體將實際的影像呈現給學習者，並加以詳細的說明；電腦也可以扮演學徒制中老 師的角色、清楚的示範專家執行工作的過程，讓學習者模仿。由於電腦能藉由過程 上的模擬以及專家動作技能的實際示範，在教學上充份呈現知識的內涵，演示其運 用基本概念及知識的過程。

二、教導（coaching）

傳統的學徒制的學習活動大多發生在一對一教學的情況下，但基於實際上的 考量，這樣的教學活動是不太可能在教室中被採行的。可是一套精心設計的教學系 統，卻可模擬專家的思考模式來給予學生大量的學科知識，及事先加以規劃設計的 教學活動。而且電腦也可實現這種一對一的教學理想。

三、反思（reflection）

反思教學主要的目的在於提供學習者另一個思考的空間，要求學習者比較其 解決問題程序及專家認知模式的程序之間的差異，容許學習者有反省思考的機會，

學習的品質及深度應可增進。故電腦如果設計有模擬比較（imitation and contrast）

的功能，就可以記錄學習的行為，然後將其與專家的行為做比較，再呈現給學習者 參考，或則將這些行為提供給學習者讓他們可以察閱，並與目前的學習行為做比較，

進行反省的學習活動。

四、闡明（articulation）

透過闡明讓個人的思考更加清晰，讓學習者的內隱知識（tacit knowledge）透 過表達，使其更加清晰可見，並以掌握學習者本身的思維脈絡，掌握了思維更可增 加知識及技能遷移（transfer）的機會；此外闡明也可幫助學習者洞悉他人的思考內 容，促使其能以不同的觀點來觀察問題。所以藉由網路的聯繫來討論共同的主題，

藉由不斷的討論解釋可以釐清思考，讓真理愈辯愈明。

五、探究（exploration）

闡明能讓學習者釐清知識，而探究則讓學習者有機會進一步去驗證針對問題

研究者根據 Collins 等人（1989）於傳統認知學徒制於電腦上的應用加以整理，

依 APP 遊戲軟體的特性，將傳統認知學徒制於 APP 遊戲軟體之體現整理如下表 Modeling

透過專家講解後，學生能自行 Coaching

專家監督學生的任務，並可據 此建構任務，協助新手的發展。

在學生執行遊戲任務前，將教學內 容呈現於 APP 遊戲軟體中，使學 生可據此建構任務，並受到此功能

的協助。

鷹架 Scaffolding

給予策略和方法，以支持新手

Articulation

讓學生表達自己的知識、推理 Reflection

反思可以用來比照學生目前與 Exploration

讓學生有機會自己去探索，並 產生互動的方式，來達到學習的效果（Brown, Collins& Newman, 1989），並讓學習

者不斷地藉著與真實情境的互動來搜索對知識合理的解釋（鄭晉昌，1993）。

根據過去國內外研究（Bouta & Retalis, 2013； Nicaise, 1997； Pareto, Haake, Lindström, Sjödén& Gulz, 2012； Schorr & Goldin, 2008； 方吉正，2000；林璟禧，

2008；陳木金，1995；彭巧綾，2004；楊易學，2011），認知學徒制融入數學教育，

對國小學生的數學學習態度以及數學成就具有正向的影響，在數學解題的成就上 更具有遷移與保留的效果，然而學生不但自覺數學成績進步，數學學習動機也增強，

數學的學習態度更優於接受傳統教學的學生。

陳木金（1995）更提出認知學徒制是可以提升數學解題效率，建構解題知識心 理歷程的情境認知，並針對 Schoenfeld 的數學解題教學研究中整理出了以下認知 學徒制融入數學教育的三點特色：

一、提供情境認知的觀察學習機會

二、從實例中找出解題的方式、規則、策略，並建立信念系統 三、檢證信念系統，發展出普遍性的原則

Nicaise（1997）則是針對認知學徒制在電腦輔助數學教學的應用，整理以下特 色：1.軟體提供了重複性的模擬功能和思考、2.指導或提示為學習者嘗試在電腦執 行任務的援助、3.指導和鷹架可能採取的形式為顯示出學習者的錯誤、4.闡明和鷹 架的形式會提供學習者一個學習發現的機會、5.作為學生獲得自信心和技能的輔助 工具。

Pareto 等人（2012）更以認知學徒制結合遊戲來融入數學教育，表示認知學徒 制除了提升學習成就外，學生的學習動機也較傳統教學方法有顯著的提升。

綜上所述，本研究將以前傳統的「教師」作為「專家」的概念晉升為「科技」

作為輔佐「專家」的工具，讓此 APP 遊戲軟體除了作為評量的用途外，更融入了 認知學徒制的立論基礎，在遊戲的過程中，增強學生的學習動機，無形地提供學生 一個學習的機會。