概念構圖

研究者認為進行概念構圖研究，必須確實掌握「概念構圖」的相關理論基礎，

所以，以下將針對概念構圖的「相關理論基礎」、「內涵」、「學習與教學」進 行探討：

壹、概念構圖的相關理論基礎

(一) Atkinson & Shiffrin 的訊息處理模式

由 Atkinson & Shiffrin 在 1968 提出，此一模式為訊息處理理論的前期代表，

指出人類的訊息處理系統包含兩大主體：

1.結構層面：如記憶容量、運作速率等皆有其一定的容量與限制，而結構層 面又可包含三個部份：感受器、短期記憶、長期記憶。(如圖 2-4)

2.控制層面：有如電腦軟體，它控制並指示了訊息處理的運作過程，是後天 習得的且會因人與情境而異。

圖 2-4

Atkinson & Shiffrin 的訊息處理模式

資料來源：方吉正 (2003)。學習與教學新趨勢。台北：心理。

(二) Carifio 的訊息處理模式

Carifio(1993)建立了一個學習與學習過程的標準訊息處理模式如圖 2-5，為訊 息處理理論的後期代表，其結構與運作方式如下所述：

1.外在刺激：指來自於環境中的各項訊息。

2.感覺記憶：位於感覺器官上的神經細胞，它可以補獲外在刺激的訊息並 轉 換成神經脈衝，以傳達至腦部進行更進一步的處理。

3.注意：僅著重在感覺記憶所捕獲功能刺激中具有特別關鍵的部份。

4.知覺：是對於功能刺激的推論與詮釋。

5.短期記憶：只暫存有限的知覺性編碼訓息，儲存容量是 7±2 個串節。

6.工作記憶：將短期記憶中的訊息稍加處理和運作，運作時必須利用到長期 記憶中情節式與語意式的訊息，並透過執行控制器支配整個處理運作。

7.反應製造器：是將來自於工作記憶中的結果轉換成適當的反應。

8.執行控制器：負責監控和控制所有的處理活動。

9.長期記憶：為先前的學習和知識較長久的儲存地，其最主要的類型為─情 節性或程序性的、語意性或抽象性的長期記憶。

圖 2-5

Carifio 的訊息處理模式

資料來源：方吉正 (2003)。學習與教學新趨勢。台北：心理。

由方吉正(2003)提到上述二種模式的探討可知訊息處理理論包含結構與運 作兩部分，整個歷程自外界刺激為起，個體反應為訖。一方面揭開了刺激 與反應之間的黑箱，另一方面著重於個體在刺激反應歷程中的主體性與認 知性。Atkinson & Shiffrin 的訊息處理模式言簡意賅，而 Carifio 的訊息處理

模式較完整精緻，並嘗試與 Piaget 的認知發展理論相結合，有助於認知理論 的結合。方吉正(2003)在著作中的提及訊息處理理論在學習策略上的應用與 在教學上的啟示有四，分別為「注意力策略」、「串節策略」、「編碼策略」

及「記憶提取策略」，其中與本研究較相關的部分是「編碼策略」，研究者 整理如下：

1.複述：主動陳述或重複學習材料的各個刺激項名稱，依複述內容複雜度不 同有不同的策略：累積複述、部分複述、叫出名稱。複述為較低層次的 策略，在教學上的啟示，適用於學生缺乏背景知識以及學習序列性材料 時。若學童不知如何使用策略，可透過直接教導的訓練方式，再訓練他 們學會分辨何時使用複述。

2.組織：將學習材料加以分門別類，並找出各部份之間的關係，如概念構圖。

在教學上的啟示可透過組織策略訓練(分類策略、記憶塊法)、組織文章策 略(大綱、樹狀組織圖)、新材料的處理可透過比較、對照和引出連結等活 動來進行。

3.意義化：指就新的學習內容做進一步聯想或延伸，目的在使新的學習內容 和個人長期記憶中的知識進行有意義的連結，以增進記憶。可分為：(1) 心像意義化，將學習材料在腦海中形成一幅圖畫，如位置法、字鉤法、

關鍵字法。(2)語文意義化，以語言的方式進行有意義的連結，如首字法、

諧音、詩歌韻文法。在教學上的啟示要配合學生發展階段，低年級提供 心像連結的意義化練習；高年級鼓勵學生自行創造心像。

(三) 小結

人類從小就必須學會選擇性的注意外在訊息，並且透過有組織、有意義、

有系統的編碼過程，將訊息轉換成知識，在學習過程中如何培養學生習得「選 擇」重要訊息及有組織、有意義編碼的能力，是研究者一直關注的焦點，本研 究所主張之「概念構圖」教學策略，即能符合上述學習理論之教學理念。在繪 製概念圖過程中學生須提綱挈領的篩選主要學習概念，然後學習找出概念與概 念間的關係，分析事件的因果關係及評估差異步驟，如此學生將所習得的訊息 轉化成有意義的知識，存在長期記憶，形成有意義的認知結構。

二、Bruner 發現學習理論(discovery learning theory)

依邱上真(2003)所探討《發現式學習理論與教學應用》內所論述相關理論，

整理如下：

(一)認知發展：

1.階段性：分成三階段。

（1）動作表徵期：二歲以前，透過動作理解。（2）形象表徵期：二至六歲，

透過視覺影像理解。（3）符號表徵期：六歲以後，以抽象符號進行理解。

2.統整性：知識的獲得是將動作的、影像及抽象符號的訊息統整而得的。

3.連續性：不同階段認知發展在質的面向有所不同。

4.文化影響：會因所處的物理及社會環境不同，思考有所不同。

(二)認知結構（知識結構）：

當學生經由協助而掌握知識的整體結構，會有較好的記憶、較深的理解及 有效的學習遷移。

(三)概念與分類：

1.分類的五好：

（1）減少環境的複雜性。（2）有助於我們分辨這世界的事物。（3）減少老 師教學負擔，不用每樣都教。（4）幫助我們對外界環境做適當的反應。（5）

讓知識顯得更有順序、有組織。

2.分類的層次：

（1）層階式分類法：依所有事務中一項或多項共同的屬性還做為分類的標 準，並形成抽象層次較高的概念。如：香蕉、梨子、蕃茄→「都可以 吃」→「食物」。

（2）複合式分類法：依原始型態分類，並未形成抽象性該念。如：香蕉和 梨子同類，因為皮是黃的。蘋果和梨子同類，因為是圓的。

3. 分類有助於概念學習。

4. 概念五元素：

（1）名稱：在分類之後，會給每一項目或類別命名或標記。如：狗、食物、

政府。

交通工具、電器。

（3）屬性：分為主要的、非主要的。如：主要的－鳥類有羽毛；非主要的

－羽毛顏色。

（4）屬性價值：分類時考慮屬性的變異程度範圍，需多種或一組為依據。

如：身高高矮、智商。

（5）規則：概念透過前四項，可以明確界定為某一概念。如：烹飪－生的 可以吃的加熱或冷凍過程。

(四)編碼系統：

將有關聯的概念階層化。上層為一般性及抽象程度最高者，下層為較特定 的概念。

(五)歸納思考：從許多實務或細節中形成一般的原理原則。

1.實例－規則法：老師舉實例，學生進行歸納思考。

2.直覺或直觀思考：先猜再確認。

(六)認知歷程：

1.學習三歷程：（1）獲得新訊息（2）轉換新訊息（3）檢查訊息。

2.Bruner 重視：（1）人類對所接受的訊息做了什麼？（2）如何超越訊息有 更一層的領悟與發現？

3.Bruner 認為：人類會主動參與獲得知識，選擇並轉化知識，結合新舊知識 主動建構知識。

(七)發現式學習的主要內涵

1.發現式學習的意義：「學習如何學習」（learn how to learn），教師的教學要 提供各種問題情境，讓學生用自己的方式由發現中學習，教學不在於給 學生灌輸知識，而在於學生主動求知和學習，幫助學生學習問題解答的 各種策略，將各種認知資料轉換為更有用的。它是一種過程，不是一種 結果。

2.發現式學習的教學目標：（以思考為中心，除知識成長，更重視群育。）

(1)學校教育應鼓勵學生肯定自我，並對未來有信心。

(2)學校教育應幫助學生發展解決問題的能力。

(3)學校教育應幫助學生自我推進的工作。

(4)學校教育在於發展學生有效學習與思考的能力。

(5)學校教育在培養學生誠實的美德。

3.發現式學習的教學理論：（五個問題方向）

(1)提供給學生什麼經驗，使其易產生學習？（提供學習經驗減少學生盲 目探索）

(2)如何建構知識，使學生易於理解知識的結構？（知識結構是透過編碼 系統，有階層性的）

(3)如何安排教材的順序，使學生產生有效的學習？（Any subject can be taught any child in some honest form.主張課程安排採螺旋式、有階段的）

(4)如何處置學生的成功與失敗的學習？（增強系統強調內在動機）

(5)如何激發學生思考的能力？（除發現未知外，並要思考已知）

(七)發現式學習的評價

1.Skinner 認為此種教學是為了避免失敗。

2.部分學者：不能幫助學生精熟學習。

3.優點：

（1）更容易瞭解教材內容而產生有意義的學習。（2）可以幫助記憶。（3）

可以產生最大的學習遷移。（4）可以學習如何學習。

4.缺點：

（1）發現是需要時間的。（2）有能力的學生獨霸學習成果。

5.不能毫無節制使用發現學習，要折衷使用最為恰當。

(八)小結

布魯納認為有意義的學習是學習者主動建構、主動發現找出原理。學生透 過觀察、分類、組織與標記知識的結構，或發現一般性的原理原則，進而找到新 知識與舊知識間的聯結性，以便主動建構知識，並作為解決問題的基礎。本研究 以「概念構圖」策略，其運作模式即是強調學生自我建構概念，學生感覺自己是 一位主動學習者，自覺自己的學習狀況是愈來愈好，而使自己在思考、感覺和行 動上朝向更有意義的學習方向發展。

三、Ausubel 有意義的學習理論（meaningful learning）

「有意義的學習」是 Ausubel 理論中主要的核心理念，主要以認知結構和同 化學習為基礎。換言之，只要學習者有意識的將新知識與其已經知道的概念 或命題（即先備知識）相聯結，有意義的學習便告產生（Ausubel, 1963, 1968b;

Ausubel, Novak, & Hanesian, 1978）。以下依張新仁(2003)所探討《Ausubel 有意義 的學習理論與教學應用》內所論述相關內容整理如下：

(一)認知結構

「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。人類腦中有一個組織層級的結構或架

「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。人類腦中有一個組織層級的結構或架