奧斯貝(Ausubel)解釋教學

奧斯貝(Ausubel)是美國著名的認知心理學家和教育學者，在過去三十年來，

Ausubel (1968)所提出的「有意義的學習」(meaningful learning)也一直受到科教 者的重視(吳穎沺、蔡今中，2003)，更是他學習理論的主要特色。他的學習理論 是以「認知結構」(cognitive structure)為基礎，強調新的學習必須能與個體原有 認知結構中的就經驗取得關聯，才是「有意義的學習」(張新仁，2003)。許多研 究指出「有意義的學習」可以使學習者得到較為整合的認知結構(Bischoff &

Anderson,2001)，因此本節將探討 Ausubel 的教學理論，作為教學行動的依據，

以下分別敘述其理論中的核心概念：

一、認知結構(cognitive structure)

認知結構(cognitive structure)是指：個人在大腦神經系統中已經學習與保留 的學科知識，包括事實、概念和原則(張新仁，2003)。根據 Ausubel 的觀點，學 習便是將新訊息納入個體原有認知結構的過程。也就是說，個體在進行學習時，

其現有的認知結構會不斷的運作，將新訊息相連於或納入認知結構中的高層概 念。所以 Ausubel 主張學習的方向也應該由上而下，也就是說學生必須先知道最 高層次的概念，然後學習較低層的概念、定義、性質等，最後才學習零碎的特 殊事物(張壽山，1992)。這些內容在腦中形成一個有組織的層級結構或架構，其 中較高抽象性(abstraction)、一般性(generality)以及涵蓋性(inclusiveness)的概念或 原則居於較上層，而較特殊、具體的事例則於較下層(張新仁，2003)。

Ausubel(1968)認為，概念學習一般要經過兩個階段：概念形成與學習概念 的名稱。Ausubel 把兒童通過歸納發現一類事物的特徵屬性的過程，稱為概念形 成，以物理領域為例，面對各種物理現象的解釋，如能用一個物理概念將某些 物理現象歸納到同一類別(category)，即所謂概念形成。根據上述，研究者認為 Ausubel 認為人們在學習之後，其認知結構會隨著知識的獲得不斷地持續重組與

12 改變。

二、前導架構(advance organizer)

(一)前導架構(advance organizer)的定義

一般的教學者都相信，學習新知識，若能從舊經驗開始，會比較容易，而 這正與美國認知心理學家 Ausubel 所提出的「前導架構」(advanced organizer)要 義不謀而合(引自李佳蓁、江秋樺，2008)。

前導架構(advance organizer)是指：在教學前所提出的一個「比學習材料本 身只有較高抽象性、一般性及涵蓋性的引介材料」(Ausubel et al.,1978)。簡單的 說，即為在教學前對學習內容做一抽象而概括性的介紹，其與概述(overview)或 摘要(summary)不同，「前導架構」必須要以高層次概念的形式呈現；而內容概 述通常是將內容重點加以濃縮，但在概念層次上是和內容本身平行的。(Ausubel

& Robinson,1969)。

「前導架構」是結合新、舊概念而利於學習的教學前策略，強調新學習必 須能與個體原有認知結構中的舊經驗取得聯繫，才是有意義的學習(meaningful learning)(張新仁等，2003)；前導架構除能提供鷹架式的結構(scaffolding)外，也 能促進學習者的編碼歷程(吳幸宜譯，1994)，讓學生學得快又省力，達事半功倍 的效果；亦有「鎖定焦距(anchoring foci)」的功能，聚焦在即將學習的主題上，

並引導學生專心於課程中最重要的部份(Walberg& Paik, 2000)。綜合上述可知，

前導架構扮演著橋樑的功能，以較高層次概念的形式呈現，並引導著學習者進 行外在的聯結。

(二)前導架構(advance organizer)的功能

1. 使學習者在腦中產生一個新的原則性組織，作為吸收其他知識內容的架 構，這種組織是學習者原來不曾有的。

2. 是使其從已存有的知識當中引發出一原則性組織，而原來那些已存有的

13

知識在一般狀況下通常是不被學習者用來吸收新的知識。

3. 縮短學習者已經知道和必須知道的資料兩者間的差距，使得學習能又快 又好(引自 Ausubel ,Novak& Hanesian, 1978, P.148)。

(三)前導架構(advance organizer)的類型

1. 解釋法前導架構(expository organizer)：當學習材料對學習者而言，相當 陌生時，可用「解釋法架構」提供相關的背景知識(即先備知識)，以利 理解和學習新的訊息。其功用是希望經由相關概念的引介，能在學習者 的認知結構中形成一個合宜的「概念破碇所」(ideational anchorage)，以 含攝(subsumption)即將學習的內容材料(Ausubel,1968)。例如：在教「地 形」前，先為地形下一定義：「地形是指地球表面的特殊高低起伏與形狀」

(Eggen et al.,1979)。

2. 比較法前導架構(comparative organizer)：提供學習者熟悉的概念與即將 學習的概念相比較，由二者的相似處和相異處瞭解新概念的特性。例如：

教「雷達」時，可比較「聲波」與「雷達」的相同與不同點(Mayer,1984)。

當學習材料與學生就有經驗有所關聯，且具有若干程度的熟悉時，可採 用此法，來比較新教材與舊知識之間的異同。

上述之兩種前導架構，在教學前必需要了解學習者的認知結構、先備知識、

舊有經驗，並設計適合學習者的教學內容，才能有效的達到教學目的。在本研 究當中，因奈米科技概念尚未加入九年一貫課程綱要之中，所以研究對象大多 沒有學習奈米科技概念之相關經驗。有鑑於此，研究者採用解釋法前導架構設 計奈米科技概念教學。

三、學習的類型

Ausubel 將教室中常見的學習方式分為：有意義的學習(meaningful learning)、

機 械 式 的 學 習(rote learning)、 接 受 式 學 習(reception learning)與 發 現 式 學 習

14 (discovery learning)(張新仁等，2003)。

Ausubel 理論的核心理念即是「有意義的學習」(meaningful learning)，只要 學習者有意識的將新知識與舊概念相聯結，變產生有意義的學習。「有意義的學 習」(meaningful learning)是指：學習者能知覺到新的學習內容和其大腦原有認知 結構中的舊知識有所關聯，並且能將新舊知識連結，經由學習後，內化為認知 結 構 的 一 部 分(張 新 仁 主 編 ，2003)。Ausubel 等 人(Ausubel, Novak, &

Hanesian,1978)認為影響學習的二個基本要素包含：(1)學習者所要學習的新概念 或學習內容(2)學習者對此新概念所有的先備知識結構情況。

Ausubel 等人強調新的學習必須能夠與個體原有的認知結構中的舊經驗相關 聯，才是有意義的學習。他們亦提出對學生學習內容的安排應遵守漸進分化 (progressive differentiation)和統整穩定(integrative reconciliation)的原則，使概念 成為學習者認知結構中穩定的部分，再去學習新事物。換言之，學習者的舊的 經驗會影響新的學習，新的學習若與舊的學習相關聯則較易學習，此即是「有 意義的學習」。

Ausubel 等學者(Ausubel, Novak, & Hanesian, 1978)將有意義的學習又分成下 列四種：

1. 表意的學習(representational learning)：學習者將個別抽象符號與外界事物連 結、再用符號表達己意的學習。

2. 概念學習(concept learning)：學習者以特定的名稱學習特定的事務或現象的 學習，其中又包含概念的形成和概念的類化學習。

3. 敘述性學習(propositional learning)：學習者將敘述性學習內容和自己原有的 認知結構產生關聯的學習。

4. 發現學習(discovery learning)：是學習者透過自身對訊息的重整和原有的認 知架構配合而產生新的認知架構，再經過認知重組，發現或歸納出知識結構

15 的新的關係。

這四種學習會在個體的學習中發生，且互相影響，其必要是對個體的認知 或成長發展具有意義的，才能內化為學習的一部份，個體再根據此部份的學習 去學習更多的事物(王真麗，2003)。有意義的學習，只產生在學生已有充分的先 備知識基礎上教他學習新的知識，換言之，只有配合學生原有概念與經驗的教 學，學生才會產生有意義的學習，學生學習新知識的能力及經驗，就代表他的 認知結構，配合他的認知結構，教他新的知識，就會使他產生有意義的學習(張 春興，1986)。

敎師在開始進行教學時，將學習者欲學習的新知識結構化，幫助學習者將 教師教授的新知識和命題，與本身認知結構中的舊概念相聯結，並同化新概念，

此教學步驟稱為「提綱挈領」或稱為前導架構(advance organizer)。郝琦蕾與姜 晉國(2003)更進一步的詳細說明提綱挈領的教學模式分為三個步驟。步驟一：在 學習新概念之前，教師應先以學生的認知概念為立足點，進而說明即將要學習 的新概念，將新概念的上位概念納入學生的認知結構中；步驟二：依照一般概 念到特殊概念的順序，有層次的呈現教材，敎授新概念；步驟三：統整、鞏固 新概念，強化學生認知結構。

概念發展首先是從最普遍性、一般性及涵蓋性最大的概念產生，教師在教 學過程中，先呈現概括性的概念，隨後再逐漸增加一些較詳細或特殊概念的講 解說明，新舊知識含攝過程中勢必產生新的聯結，使學生認知結構重新調整，

趨於精緻、複雜化，此時新概念的進入不再是「獲得」，而是「分化」，從概括 到分化的教學中，學生可以瞭解新概念和先備知識的異同，此為「漸進分化」

(progressive differentiation)過程。學生學習的概念會越來越多，新概念間或新舊 概念在含攝過程中可能產生衝突的情形，此時學生會主動修正原有的認知結構 或重新定義概念的意義，明確指出相似與相異概念，將分化後的知識再聯結起

16

來，則原始概念意義將能夠更精確地被清楚陳述出來，成為有組織的知識結構，

即為Ausubel 所提的「統整調和」(integrative reconciliation)。

學生透過上述的學習歷程，主動去挖掘新材料與舊經驗間的聯結關係，從 中促進概念的理解，學生能明瞭自己的學習行為是有意義的，學習的結果將更 能豐富學生的心靈，使學生能夠主動學習新知識，有意義的學習便告產生(余民 寧，1997)。

為達有意義的學習，Ausubel 指出有兩種途徑或方式：接受學習和發現學習。

有意義學習論雖然以教師講授說明為主，但讓學生能夠清楚的表達才能協助學 生確實掌握概念的意義，因為表達是獲得概念的有效方法，師生間要有大量的 相互作用，可透過分組討論、交流，啟發學生積極的思維(顧宏偉，2008；郝琦 蕾、姜晉國，2003；陳柏良，2004)。營造合諧的教師氛圍，讓學生勇於表達，

樂於和同學分享自己的看法，學習環境的營造有助學教學與學習成效。

總言之，從 Ausubel 的學習理論可知，學生在學習一種新知識時，在教師提 供引導下，嘗試運用其先備知識從不同角度去吸收新知識，最後納入他的認知 結構中，成為自己的知識，亦即影響學生學習的主要因素。本研究根據 Ausubel 的學習理論，採用解釋法前導架構進行教學設計，並運用生活週遭可見之案例

總言之，從 Ausubel 的學習理論可知，學生在學習一種新知識時，在教師提 供引導下，嘗試運用其先備知識從不同角度去吸收新知識，最後納入他的認知 結構中，成為自己的知識，亦即影響學生學習的主要因素。本研究根據 Ausubel 的學習理論，採用解釋法前導架構進行教學設計，並運用生活週遭可見之案例