教學理論基礎

本節探討國內外學者對專家與生手問題解決的差異、訊息處理理論在教學 上應用、鷹架教學之應用三方面之基礎概念與相關文獻做深入的研究與分析。

壹、專家與生手問題解決的差異

「問題」（Problem）這個名詞，對大多數人而言，並不會感到陌生。然而，

對於問題的定義，不同的學者，就有不同的觀點。所謂問題，是指個人在有待 追求而尚未找到適當手段時所感到的心理困境（張春興，1997）。問題也有其一 定的特性（Mayer,1992）：

一、指定（Givens）：問題開始於一定條件下的一種狀態。

二、目標（Goals）：問題想要達到的目標，須由思考將問題由現有狀 態轉化到目標狀態。

三、障礙（Obstacles）：思考者以其某種方式改變問題的現有狀態或目 標狀態但其未知正確答案，亦即未能明顯獲得問題解決。

一、問題解決歷程

鄭麗玉（1993）指出許多認知心理學者認為，人類的認知活動是具有目的，

期望去除障礙達成目標，因此，所有的認知歷程都可以說是問題解決，如概念 的形成、推理、決策、語言的獲取及學習都是一種「問題解決」。所以說問題解 決開始於某一問題的存在，且當現況與目標的狀態有差異存在時，個體將會採 用一系列的心理運作歷程以達成目標狀態。以建構主義的觀點來看，在問題解 決的教學過程中，教師為協助者之角色，應鼓勵學生用自己的方式去思考以解 決問題，尤其是在技能學習，經由同學之間合作尋求問題解決之道，並將解決 問題之過程與結果，與大家做經驗分享；亦即在學習活動結束後，經由全班討 論各組同學之不同意見或解答，由師生互動與探討過程當中，學生才能夠主動 的建構出有意義的知識。Gagne（1986）認為問題解決是一種過程，當學生無 法使用先前的經驗去解決目前環境所面臨的情況。在遭遇問題時，學生會回憶 以前所學習過的經驗，而嘗試去發現解答，當他無法成功解決問題時再嘗試連 結，如果達成成功的連結則變成高層次思考，可運用於相似的問題上；而學生

若要成功地解決問題，則需依賴回憶相關經驗的能力、口語知識的廣博和認知 策略的活用（引自許志偉，2004）。故問題解決要建構在先前舊有的經驗、知識、

技巧和了解，才能滿足問題解決情境的要求。

由以上學者的看法，問題解決包含知覺問題的存在、思索問題、根據先備 的知能產生問題解決的方法。本研究嘗試，先建構學習網頁設計課程軟體工具 使用的先備知能，再透過基本試題讓學生對問題表徵了解及問題解決的方法熟 悉，以分組練習討論提供學生發展高層次思考情境，在分組練習結束後，安排 小組互評與老師即評活動，藉由師生互動與探討過程中，讓學生建構有意義的 知識，進而產生解決問題的能力。

二、專家解決問題的策略

許多認知心理學者便依特定領域中的先前知識與經驗的質量以及知識結構 的成熟與否，區分為專家型及生手型的問題解決者。二者由於先前知識經驗與 知識結構的不同，在解決問題過程中常會有不同的表現。

周書毓（2005）指出以問題解決過程的觀點，問題解決主要是建立問題表 徵及尋求解決方案二個階段；根據這樣的說法，專家型與生手型的問題解決由 於先前知識與經驗的不同，在這二個階段的表現也會有所不同。以下是三個主 要的發現：

(一)專家在對問題表徵的建立，有整體的了解，而生手則容易採取片斷 的思考方式 。

(二)專家在表徵問題時，會以問題中背後的深層結構做為分類基礎，生 手則傾向在問題表面特性上下手。

(三)專家的知識結構中，儲存了許多情況與行動的聯結，可以快速提取，

而生手則無法在情況與行動間建立聯結。

如何提供生手變成領域中的專家，就是要精熟專家解決問題的策略；而問 題解決策略一般有兩種主要策略，即定程式法又稱差異減除法（Algorithm）和 捷思法（Heuristic）。

以下就此兩種策略，分別說明如下（王春展，1997；鄭麗玉，1993；

Reed,1992；Sternberg,1999）：

(一)定程式法（差異減除法）：

定程式法是一種隨機需求，途徑的選擇不需要任何特殊知識，

所以是將所有可能解決的方法條列出來，直到找出正確答案為止，

雖然一定能找到正確答案，但其效率非常低。

(二) 捷思法則：

捷思法則，是一種內在心理的捷徑，來幫助我們突破工作記憶 的限制，同時地運作許多工作；捷思法則包含了非正式的、直覺的、

推測的策略，這些策略有時是可引導我們至有效的解答，但卻未必 一定如此。常見之捷思法則有方法－目的分析（Means-End

Anslysis）、倒向問題解決法（Working Backwards）、類比法

（Analogy）、繪圖（Diagram）。

專家的形成，一方面是專業知能的作用，另一方面可能是由經驗的累積所 致。如果可以透過有效的練習及教學引導，生手也能成為專家。因此考量如何 有效地引導生手組織知識，形成有系統、有結構且有意義的知識，並結合實際 所可能遇到的問題，以提高生手解決教學問題的能力是課程設計上重要的議 題。陳琮琳、許瀞方（2003）綜和了學者關於問題解決之研究結果，歸納出一 些對教師教學之啟式：

(一)提供充分的先備知識：

學生要想培養良好策略性的程序性知識等問題解決技巧之前，首 先要有豐富的基本原則和事實知識，作為問題解決的表徵，如建立先 前知識與基模基礎，充實描述性、程序性與策略性知識，以便作迅速 有效的訊息處理、記憶搜尋、問題分類、記憶、表徵、判斷和解決問 題。

(二)教導問題解決的技巧：

將問題解決所需要的心智技能細分為一些小單位，以便能循序漸 進學習。此外，學生也要學習和練習有效系統化結構之記憶策略、知識 建構方法以及適用該學科的學習策略（如複誦策略、精緻化結構策略、

組織策略、後設認知策略、自我調節策略、概念構圖策略、自動程序化 策略等），以便解題時能進行有效的問題計畫、監控和解決。

(三)強調問題解決的歷程：

問題解決教學時，應該集中注意於「歷程」（Process，即如何進行 問題解決）而非「成果」（Product，即得到正確答案），而且學生需要 練習找出它們自己的問題解決歷程與楷模範例的問題解決歷程之關 係，並從實作經驗中體會解題歷程與策略，逐步調整本身問題解決歷程 使趨近於專家之歷程。

(四)期待發生特定的學習遷移：

想要學生接近於專家問題解決者，最好讓學生練習那些與他以後會 被要求去做的工作相似的作業或類似的問題情境，學用合一，以便發生 學習遷移的效果。如在網頁設計的課程上，安排技能檢定術科試題讓學 生有實習或職前訓練機會，當真正從事相關工作時，較能很快上手。

(五)設計適合的課程與情境：

通常問題的定義若良好，對問題解決者通常有很大之助益。同樣 的，在問題解決教學中，教師若能預先佈置適合的課程情境，可增進學 生學習之正遷移。

問題解決學習係以問題為中心，提供實際問題情境或模擬啟發學生學習動 機，讓學生從「做中學」來進行解決問題的學習活動，讓各種方法真實地用來 解決問題，讓學生獲得解決問題的成就感。此學習強調學生主動學習的歷程，

學生為解決問題會運用所學知識，活用各式各樣的研究或學習方法，善用合作 技巧，激發批判思考與反思技巧的能力，促使學生將知識轉化為能力，將概念 轉化為行動，將資訊活化於生活（山極隆，1998；日本文部省，1998a、1998b；

高浦勝義，1998；高階玲治，1998；引自李坤崇，2001）。

三、小結

由上可知，在技能學習的教學過程中，教師應鼓勵學生用自己的方式去思 考以解決問題，或經由同學之間的合作尋求問題解決之道，並將解決問題之歷 程與結果，與大家做經驗分享，亦即在學習活動結束後，可經由全班討論各組 同學之不同意見或解答，藉由師生互動與探討過程當中，學生才能夠主動的建 構出有意義的知識，透過有效的練習及教學引導，生手學生才能成為專家老師。

貳、訊息處理學習論在教學上應用

訊息處理學習論（Information-Processing Theory of Learning）簡稱訊息處 理（Information-Processing） 其起始於 1950 年之初，盛行於 1960 年代之後，

是特為解釋人類在環境中，如何經由感官覺察、注意、辨識、轉換、記憶等內 在心理活動，以吸收並運用知識的歷程。其主張個體的認知學習主要是與環境 交互作用產生，而交互作用指的是個體接收外界的資訊，同時利用舊有的知識 為基模（Schema），將外界的訊息加以編碼，然後儲存至長期記憶體中的內在 複雜的心智歷程（張春興，1997）。

技職教育常被誤認為是實作教育，不需讓學生有太多的思考空間，這種僅 以行為主義的觀點來詮釋學生的學習，對於學生而言是一件非常不公平的想 法。而訊息處理學習論得研究重點在於人類記憶與理解應用的歷程，與當前職 業教育目標不僅要培養學生實作的能力外，更需重視學生內涵及創造力之培養 有相當大的關聯性，亦即如果學校教師能充分利用訊息處理學習論在教學策略 上，那麼在學生學習策略上必有相當大的助益（鍾志超，2001）。

一、訊息處理的內涵

在教學實務中，常聽到學生說自己的記憶有多糟糕，怎麼都記不起來。到 底什麼是記憶？學生大腦到底是如何獲得與儲存訊息？梁雲霞譯（2004）指出 人類的記憶沒有具體可見的形體，我們必須要將它是為一種歷程，而非一種東 西，而記憶的最主要模式是訊息處理模式。

在教學實務中，常聽到學生說自己的記憶有多糟糕，怎麼都記不起來。到 底什麼是記憶？學生大腦到底是如何獲得與儲存訊息？梁雲霞譯（2004）指出 人類的記憶沒有具體可見的形體，我們必須要將它是為一種歷程，而非一種東 西，而記憶的最主要模式是訊息處理模式。