數位學習的理論基礎與教學研究

壹、數位學習融入教學的理論基礎

在提倡一個與教育有關的變革時，需要相當的教育理論基礎才 能讓教師信服該變革的價值，進而長期為人所接受及持續採用。因 此，在推展數位學習融入教學時亦需要教育理論支持。以下就有關 數位學習融入教學的重要學理分述如下：

一、 認知發展論

Piaget 的認知發展論重新界定智能、知識和學習者與環境之間 的關，智能像生物系統，是一個不斷創造其自身與環境互動所需之 結構的歷程。同樣的，知識是學習者與環境間的互動歷程，和智能 所創造的結構一樣，知識在嬰兒期和兒童早期是高度主觀的，隨著 發展而趨於客觀。（轉引自盧雪梅編譯，1991，頁296）

根據Piaget 的看法，認知發展的過程可分為下列四個階段：動 作感覺期、前運思期、具體運思期和形式運思期，漸趨複雜之認知 結構係由同化和調適歷程所構成，同化和調適係受平衡作用所調節

（轉引盧雪梅編譯，1991，頁296）。

Piaget 的認知發展理論在教學上具有重要意義：兒童智能發展 是循序漸進的，各時期間的先後次序是固定不變的。他強調在任何 學習情境中兒童的認知發展水準的重要性。兒童並不只是一個缺乏 大量知識的小成人而已，相反的，任何階段的兒童都擁有與成人的 思考方式很大不同的表徵模式和訊息處理方式，因此只有當教學能

配合兒童的認知發展水準時，教學經驗才是有用的。特別是在學前 和小學階段，能有適當的具體物體經驗是極為重要的事。

Bruner 提倡表徵系統論，由實際的具體經驗到圖像描述的經驗

（例如圖畫和影片），最後再到象徵性的文字或符號描述（轉引自 黃光雄主編， 1988）。他強調「結構」的重要性，認為教師必須配 合學生的認知結構，使學生自動發現教材所包含的結構。結構是指 教材組織而言。Bruner 認為，任何知識的傳授，只要在教材組織結 構上能配合兒童學習心理，都可以達到教學的良好效果。他甚至指 出，如果教材結構適當，六歲兒童照樣可以學習愛因斯坦的相對論 原理。所謂的結構原則，是指什麼教材適於用什麼方式教學，對什 麼樣的學生適於用什麼方式教學。在這個原則之下，Bruner 所建構 的教學方式是由具體到抽象，也就是前述由動作表徵到符號表徵的 學習方式。

這兩位學者都強調學習需要由具體到抽象的重要原則，而教材 的結構與教學方式必須配合學童的認知發展。資訊科技最大的功能 在於將抽象概念具體化，當一些中低成就的學生，認知發展還無法 達到Piaget 的形式運思期或是Bruner 所謂的符號表徵期時，數位學 習的融入正好可以補遺。

Gagné 的主張較接近提倡制約學習和編序教學的斯肯納。 他的 學習理論可說是融合新行為學派的觀點和二次世界大戰期間軍中用 以訓練航空人員的「工作分析」。另外他也是提倡「指導的學習」

之代表人物。這事實 上是編序教學法的基本精神， 也是科學課程 AAAS 的主要理論根據；他同時主張教師應儘量適應學生的個別差

異，進行「個別化」(individualized)教學。重視個別化學習的ISCS，

在這方面受蓋聶的影響極大。

另外，Gagné 認為有效學習的教學設計可經由許多方式傳達給 學 習 ， 在 傳 達 的 過 程 中 也 可 能 需 要 使 用 各 種 媒 體 。 他 認 為 媒 體

（media）這個名詞運用在教育上，係指任何可用來傳達訊息或其它 的教學刺激給學習者的事物組合或事物系統（轉引自黃光雄主編，

1988；Gagné, 1985,282）。在教學情境中選擇適當的媒體以輔助教學，

有助於教學的進行並可提高學習效果。這種教學設計的觀點也促進 了電腦輔助教學的發展，亦有助於軟體的設計。

二、 建構主義（constructivism）

（一）認知衝突或疑惑是學習的原動力，同時也決定所學事物的性質。

當個體發覺無法以原有的基模(schema)去解釋新來的刺激，而 感到需要對原基模加以調適或同化，這種認知上的失調就是學習的 原動力。在建構主義的學習環境之下，學生不只是被動的接受或拷 貝、記憶教師所教的內容，而是多主動思考訊息的意義性和聯絡新 舊知識之間的關係，換言之，學生透過積極建構的思考歷程發展新 知識。教學策略與學習環境是緊密相關的建構主義教學取向，教學 乃在營造一個符合建構主義教學特色的學習環境，其本質應有以下 的特色(Taylor, Fishe & White,1993):

1.知識本身具有不確定性(knowledge uncertain)。

2.所學的新知識能建立在個體原有的知識體系或能與日常生活經驗

對照的基礎之上。

3.學生一方面具有學習自主性，一方面與他人分擔對學習的控制。

4.知識並非單向的課本或由老師傳輸，整個學習應包括同學之間的 社會性主動，如討論、參與、磋商的過程。

5.教學應以學生為中心。

建構主義學者所強調的學生在學習歷程的角色---在理解下主 動的操弄事物和建立物理的學習產品(physical artifacts)（Harel

& Papert,1991），而網路上豐富多樣性的資源正是提供學生建構知 識的最佳資料庫。

（二）學習者經由社會對話而建構知識

在建構論的觀點中，學習環境的一個相當重要的元素是學習者 的同儕(colleagues)，個別學習者除了與教師、學習素材互動之外，

一 個 很 重 要 的 學 習 來 源 就 是 與 他 的 學 習 伙 伴 ， 形 成 學 習 社 群 (community of1earners)，互相交換他們對學習素材的瞭解、觀點 及心得，互相驗證，並且不斷的重新建構。以學校教育來說，最基 本的學習社群可能是個別學習者所屬的小組、班級或社團，晚近拜 電腦網路科技進步之賜，學習社群可以打破時間及空間的限制， 推 廣到某一個領域的實踐社群(community of practitioners)， 如美 國 西 北 大 學 CoVis 專 案 (learningthrough Collaboratie Visualization)裡，學習社群包括大芝加哥地區高中地球及環境科 學的教師、學生，伊利諾大學裡大氣科學糸、所的師生及全美各地 的氣象人員，甚至整個網際網路(Internet)的使用者。他們可以在

網 路 上 做 線 上 同 步 和 非 同 步 的 互 相 討 論 (synchronous and asynchronouscollaboration)(Edelson,pea, & Gomez,1996) ，建 構論所提倡的合作學(collaborative learning)就是建立在這個理 念上的。

三、情境學習（situated learning）

情 境學 習的 觀念 源自 於 人類 心理 學(利用 人類學 的方 法及 觀 點 來解釋人類的心理現象)的研究。人類學家Suchman（1987）曾經從 人類學的觀點來研究成人是如何學會使用影印機的。她發現成人並 不 是 照著機 器操 作手冊 的 內容順 序來 學 習操作 機器;而是經由不 斷 的摸索，從間歇且不同目的的使用過程中學會影印機所具有的各項 功能。Suchman認為使用影印機的學習(1earning)並不只在操作手冊 的閱讀，更在於學習者不斷的由使用機器的過程中，透過活動來解 釋 操 作 手 冊 上 文 字 所 敘 述 的 內 容 。 所 以 她 認 為 學 習 是 一 個 社 會 活 動，學習者在活動的過程中不斷的與實際情境互動，從中蒐尋意義，

活動的範圍與形式會決定學習者知識的形成。網路上的資訊只是材 料，並非知識，只有經過人們在心智上的主動建構，才能成為對人 有意義的知識。而網際網路係講求順應個別差異的遠距學習工具，

學習者在學習過程中必須自行選擇學習的路徑，可以主動的在教師 做好的教學網站上自主性的學習，也可以翱翔於網路世界中搜集、

分析、整理資料，建構出自己能理解的知識架構，並藉由書面報告 傳 達 於 他 人 。 這 種 學 習 的 方 式 ， 正 是 所 謂 的 建 構 式 學 習 (constructive1earning) 。 建 構 式 學 習 理 論 強 調 經 由 探 索

(exp1oring) 和 發 現 (discovery)式 的 學 習 過 程 ， 在 這 種 學 習 過 程 中，學習者比較容易內化與統整學習素材(林奇賢，1997)。學生在 網路上學習建構知識過程中，容易迷失在資訊的洪流裡。若有教師 給予適時的「鷹架」協助，不僅可以免去學生迷失在網路漫遊中的 時間，更可幫助學生完成憑他自己能力無法獨立完成的工作。

情境式的教材設計型式最受到學生的喜愛，因為學生被置於一 種模擬真實世界活動或故事情節下觀察、探索、計劃和反思，使學 生能一面學到解釋問題的能力，一面學到可應用到各情境之重要知 識。

四、動機理論

Paris和Turner（1994）在情境認知論中指出，個人在情境之下 對事件的評估會影響其學習動機，因此由老師所創造出的情境和活 動深深的影響了學生的學習動機，當學生身處於能具備擁有自主選 擇權、有挑戰性、能自我控制、且能與同儕互動等四個條件的工作 環境下，他們就比較有可能展現出獨立的、策略的和具動機性的行 為。而Killer（1983）在其動機教學模式中也提出，教學若能引起 學生注意、與學生切身相關、能給學生建立自信、且讓學生感到滿 足，就能激發學習者學習。考量網路輔助教學的特性，可以發現，

這項的教學方式的確較傳統的教學容易引起學生的注意，且較能夠 提供學生選擇、控制、挑戰與合作的機會。透過學習工作的自主選 擇，學生可以挑選與切身較相關的學習材料，而完成這些有挑戰性 的工作則會帶來自信與滿足感。

動機理論中的適度興奮論與內在動機論兩種理論，都是基於個 體 在 感 覺 上 自 求 調 適 而 生 內 在 動 力 的 理 念 。 適 度 興 奮 論

（optimal-arousal-leveltheory）：指個體在身心兩方面，各自存 有自動保持適度興奮的內在傾向；缺則尋求增高，過則尋求減低。

所 謂 靜 極 思 動 ， 動 極 思 靜 ， 即 此 之 謂 。 內 在 動 機 論 （ theory of intrinsic motivation）：指個體的某些行為活動，其活動的本身 帶給個體的快樂感受，就是促使該種行為活動的原因。以上兩種動

所 謂 靜 極 思 動 ， 動 極 思 靜 ， 即 此 之 謂 。 內 在 動 機 論 （ theory of intrinsic motivation）：指個體的某些行為活動，其活動的本身 帶給個體的快樂感受，就是促使該種行為活動的原因。以上兩種動