學習理論

一、認知主義學習理論

認知學派認為學習是新舊經驗累積作用的一個歷程結果，強調學 習者本身的內在心理歷程，著重於個體內部主動的學習驅力，認知發 展是指個人心智結構的成長及心智活動的發展歷程(張春興，1996)。

認知發展理論代表人物皮亞傑（J. P. Piaget）認為學習的觀點為 個體以基模為基礎，當個體接收到新訊息時，同化入認知基模中，並 且擴大基模，或是調適改變舊有基模來配合新訊息。個體的認知結構 便可以藉由同化或是調適來達到認知平衡的狀態，而達到學習的目 的。皮亞傑認為每個階段有其年齡範圍與不同發展特徵，兒童的認知 發展蘊含著兩種特質，一是兒童的認知是主動的；另一是認知受遺傳 與環境交互影響(劉伊祝，2007)。皮亞傑「認知發展論」將兒童的認 知發展過程分成四個階段︰

表1

皮亞傑認知發展論之認知發展階段及其特徵

階段 年齡 認知發展特徵

感覺動作期 0 至 2 歲 1.憑感覺與動作以發揮其基模功能。

2. 具有物體恆存性概念。

前運思期 2 至 7 歲

1.能使用語言表達概念，有自我中心傾向。

2.能使用符號代表實物。

3.能思維但是不合邏輯，不能見及事物的 全部。

具體運思期 7 至 12 歲

1.能根據具體經驗思維以解決問題。

2.思維有可逆性。

3.有守恆的概念。

形式運思期 12 歲以上

1.能做抽象思維。

2.能按假設驗證的科學原則解決問題。

3.能按形式邏輯原則思維問題。

資料來源:張春興(1996)

布魯納（J. S. Bruner）的認知表徵理論有以下二個重點：第一、

將人類對環境中周遭的事物，經知覺而將外在或事件轉換為內在心理 事件的過程，稱為認知表徵或知識表徵；第二、特別強調學生的主動 探索，認為從事象變化中發現其原理原則，才是構成學習的主要條 件。布魯納「認知表徵論」將兒童的認知按年齡分為三個階段：

表2

布魯納認知表徵論之認知發展特徵

階段 認知發展特徵

(一)動作表徵期 幼兒靠動作認識瞭解周圍世界的認知歷程。，亦 即靠動作來獲得知識。

(二)形象表徵期 幼兒可以憑物體知覺留在記憶中的心像、形狀或 是圖片等來獲得知識。

(三)符號表徵期 小學兒童運用語言文字或符號為依據獲得知識的 認知歷程。

資料來源:張春興(1996)

雖然兩者論點對學習認知觀點有所不同，但依照其各階段認知發 展來設計教材，在學習理論上則為重要的地方。認知學派學習理論認 為學習著重於內在心智歷程，教學上配合其心智發展階段，應用適切 教材，藉著調適與同化使學生能將舊知識結合新知識，而達到有效之 學習。而以認知理論為基礎應用於電腦輔助教學，則著重在學習者個

別差異與學習情境的建構，教材教具設計者要事先掌握學習者的先備 知識，並且依照其認知發展階段以及學習活動的歷程，來規劃設計多 媒體教材的內容、呈現方式。

二、行為主義學習理論

行為主義又稱為「刺激-反應論」，認為學習是不斷的刺激及反應 的結果，將個體學到的行為解釋為刺激與反應之間關係的聯結。以行 為主義為主的理論有二：古典制約（classical conditioning）及操作制 約（operant conditioning）。兩項理論的共同點為：將學習視為刺激與 反應之間關係的聯結。古典制約代表人物為巴夫洛夫(I. Pavlov)。他 以「狗分泌唾液實驗」證明了「學習」是個體處於某些條件限制之下 所產生的反應歷程，意指某一刺激原本不能引起個體某種固定反應，

但是經條件作用之後，就會在該刺激出現時做出該固定反應。進一步 實驗發現，相伴刺激條件出現的中性刺激在單獨出現時，亦會產生聯 結效果與增強作用。古典制約在教育上的涵義有三：1.刺激替代歷程 可以證明在學習上以舊經驗為基礎進而學習新經驗的理論。2.類化和 二級制約可解釋學生對學科或學校的正負反應。3.利用嫌惡刺激或消 弱的方式矯正學生的偏差行為。(張春興，1996)

操作制約代表人物為桑代克(Thorndike)及斯肯納(Skinner)。理論 中認為學習為個體在刺激情境中自發性的多個反應中，選擇某項預期 要學習的項目予以增強，每當該反應出現即給予獎賞，從而加強此行 為以後重覆出現的機會。而刺激-反應之間關係是否可以建立，桑代 克提出了三個學習定律：1.準備律：刺激反應間的聯結隨個體本身的 準備狀態而異，當個體身心狀況在預備狀態下是滿足的，則反應結果 則越滿足，此在教育上是強調學習動機。2.練習律：個體刺激反應間

覆練習對學習效果較佳。3.效果律：個體反應後獲得滿足效果者，則 刺激反應間的聯結會加強。在教育上強調學習可立即回饋增強是重要 的。行為主義在教學上應用於行為改變技術、編序教學、電腦輔助教 學等(張春興，1996)。

綜合以上所論述，將行為學派理論應用於教育中，首先引起學生 學習動機是非常重要的，而學生學習方面，透過不斷的反覆練習，增 強刺激與反應間的聯結力量。在學生出現正向行為表現時，立即給予 正面的回饋或獎賞，則會增加學生正面行為出現的頻率。沈中偉(2004) 提出把行為主義學習理論應用於電腦教學上有七項要點：

1.設計教材前先確定學習目標，與分析學習者的特性及應具備的 先備知識、技能。

2.將大單元教材分成多個小單元，每次只教一個小單元。

3.小單元學習內容的難度編序安排應由易至難。

4.回饋增強應符合學習者的需求。

5.學習者可以立即解決問題並獲得正面回饋。

6.對於錯誤答案必須給於改正性的回饋，鼓勵學習者深入思考。

7.配合教材及學生的能力，提供適當並精熟的練習。

行為主義學習理論用於教學上強調有效的學習取決於謹慎安排 刺激、反應與增強的合宜處置。行為取向的學習理論主張將教學的內 容分成很易於掌握的細小單元，依序學習，以便學生學完一個小單元 後便立即測驗，並立即給予回饋，確定學生完全了解學習內容之後，

才進行下一個步驟。在教學中常見的教學機與電腦輔助教學(CAI)，

皆是運用編序教學的原理。

三、情境學習學習理論

「情境學習理論」主張學習者是處於被建構的情境中，或在真實

的情境中因為與環境交互作用而主動獲得知識。沈中偉(2004)研究中 指出情境學習理論應用於教學上有列原則：1.強調學習情境的真實性 及重要性。2.強調學習者必須有主控權，並且可以主動探究建構知 識。3.提倡認知學徒制的教學模式。4.重視學習者由周邊性參與漸漸 向核心推進的過程。5.使用錨定式教學法來培養學生邏輯推演的獨立 思考能力。6.運用真實評量來觀察學生的學習成效。7.強調小組間的 互動、溝通分享，以利共同建構新知識。8.強調教師扮演輔助者的角 色，在學習者有困難時給予適時的協助，在學習者能力提升時，則逐 漸褪除鷹架作用。

情境學習理論應用於教育上，科技扮演著極為重要的角色。因為 情境學習理論強調學習者必須運用近似真實物件或身處在建構出的 情境中，透過互動來學習新知識。而運用擴增實境的技術來設計多媒 體教材教具，藉由軟體建構出虛擬的環境，可以將抽象概念轉化成具 體形象，解決時間空間上的困難，進而也可以讓使用者擁有主控權與 之操作互動，學習成效上更為有幫助。對於教師在教學方面也多了一 項教學工具及不同傳統的上課模式。

四、傳播理論

教學可視為一種知識傳播的過程。由於教學科技與大眾傳播媒體 均使用一樣的工具，所以教師必須了解傳播過程，才可以有效的運用 教學媒體工具來傳播知識。沈中偉(2004)研究中引用 Dr. Berlo 的 SMCR 傳播模式來說明科技教學傳播歷程包括下列幾點：1.來源：指 教師在傳播知識時表達的方式，包括說話技巧、語氣態度、專業知識 技巧等。2.訊息：指知識內容的呈現方式，例如內容編排、版面配置 等。3.通道：只用來傳播知識的工具或媒體，例如多媒體教具。4.接

應用傳播理論於科技教學中有很大影響。因為使用數位科技於教 學中，教學者可以將教學內容呈現多元化的設計，包括視覺圖像設 計、色彩編制、版面編排等，也可以依照學習者的需求來規劃。而對 於學習者來說，數位科技的特性促進多感官學習，在Dale 的「經驗 金字塔」中，認為最低層「直接、有目的的經驗」用來學習最有成效，

而擴增實境特性便可以達到此目的，因為經由AR 軟體，可以讓學習 者在最接近真實環境中直接學習，建構新經驗、新知識。

圖 29.Dale(1946)經驗金字塔 口述符號

視覺符號 錄影、廣播

電影 電視 展覽 參觀 示範 演劇經驗 設計經驗

直接而有目的的經驗 最抽象

最不抽象

具體而直 接的經驗 形象或替代性經驗

抽象符號

本研究基於以上文獻資料的討論，作為擴增實境技術設計教材的 理論基礎，因為認知理論及行為主義基礎皆支持電腦輔助教學，認為 藉由多媒體方式可以幫助學習。擴增實境教材可以針對理解力較不足 的學生，提供其另一種學習管道；在學習上因為及時的互動，也具有 立即回饋的效果；在情境理論方面，使用者可以經由擴增實境教材的 特性，將抽象概念具體化，讓資訊內容融入真實環境中，讓使用者在 自然的情境中直接學習，經由感官知覺接受訊息，其效果會更加顯著。