概念學習

第二章文獻探討

科學的學習除了記憶重要事實，更重要的是概念的形成、獲得，以及由原有概念 轉變為符合較新事實或理解之新概念，即牽涉到概念的改變，有關本研究之文獻探討 共分為四大部分：概念學習、精熟學習、認知學習與發展理論以及S－P 表學習成就評 量，茲將其分述如下。

第一節 概念學習

一､概念的意義與特性

所謂「概念」(concept)，是個人知識體系中的基本單位(徐綺穗，1995)，人類基本 的能力之一是把個人的經驗加以歸類整理。透過歸類整理建立起來的範疇或類目，就 稱為概念(concepts)(Mervis & Rosch,1981)。概念是一種認知過程(cognitive process)的觀 念、符號或意念，使個體能概括抽象及理解的事物，而表現在有層次的結構上即概念 結構(歐陽鍾仁，1990)。概念是依據某些事物共有的重要屬性或特徵將它歸於一類，在 瞭解一個概念後可以看出它分類的規則，並且找出此概念與其他概念間的相關性以及 差異性(黃台珠，1984)。簡單來說，概念即同類事物的總名稱(以一個符號來代表一類 具有共同性質的事物)。Kagan，Moss 和 Sigel(1963)認為概念的進展是自知覺至機能的 步驟。Lenneberg(1967)認為概念是透過經驗的聯想，統整而成的，並可與已知的概念 或相似的概念作比較。Nelson(1973)強調機能的概念是知覺的必要條件(引自趙寧，

1996)。Mirrill，Tennyson 和 Posey(1992)以為一組特別的物件、記號或事情因為具有相 同的特性，而擁有一個共同的符號或者名稱就叫概念。根據科學教育學者的解釋，認 為概念是一種從一件或多件事物、事件或過程之中，其所具有的性質中所抽取出來，

有次序的訊息(引自宋志雄，1992)。而針對於概念的眾多定義，林生傳(1994)綜合多位 學者的看法，認為概念具有下列的九大特性：

(1) 抽象性：把某類事物抽取其共同屬性，而以特定方式表示之。

(2) 社會文化性：概念常為社會所贊同或認同。

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(3) 結構性：由個人對單一或更多實體的組織訊息所組成。

(4) 可學習性：概念可以學習，有些概念容易學習，有些概念較為困難。

(5) 清晰性：概念的清晰性不一。

(6) 可使用性：概念對瞭解原則及問題解決有助益。

(7) 繁衍(長)性：已形成的概念可以藉以獲得其他概念。

(8) 位階性：概念彼此是相互包容且上下高低的複雜位階關係。

(9) 意構性：概念也可能以非客觀事象來形成。

人類由周遭世界感知訊息、資料後，對於事務如何運作、進行的原理以及產生現象 的原因，在心中形成了一套想法(idea)，這些想法就是我們所謂的「概念(concept)」；而 這些想法在腦中以我們熟知的字彙、詞語、圖像，產生知識的表徵，進而形成意象 (imagery)，故「概念」即為「已被連結到特定詞彙的心智建構」，可將概念區分為四個 類型(Lawson et al., 2000)：

(1)感知性概念(concepts by apprehension)：

如冷、熱、輕、重、顏色間的差異、飢餓、口渴、疲累…等等生理感覺，這些來自 對外界環境及個體自身的感官訊息，一旦被接受到，立即能產生其對應的意義而形 成概念，與語言、族群、地理、文化等背景無關。

(2)敘述性概念(descriptive concepts)：

如桌、椅、樹、花、草、人…等物體的名稱，跑、跳、走、滑…等動作的形容，高 矮、胖瘦、長短、平滑或粗糙…等比較的描述。這些概念的意義來自對事物的觀察，

及同類或不同類物體之間的比較，用來組織、描述個體所經歷的外界經驗。當然個 體對第一次接觸的此類概念，並無法形成清楚的意義，但只要在之後的成長歷程，

不斷有類似的生活經驗，就能得到足夠的訊息來支持其形成。而由認知心理學的角 度分析，腦中形成所需連結的過程，也會隨著經驗次數被強化，最後達到「熟練」

的程度。所以現在當我們使用、表達這些概念時，常不自覺地忽略了其建構、學習 所經歷的過程，而把它當作、視為「常識」。

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(3)理論性概念(theoretical concepts)：

如神祇、鬼魂、分子、原子、電子、光子、基因、力、場…等。前二者屬於宗教信 仰的ㄧ部分，並用來解釋不可預知的福禍之發生，或神秘事件的成因；而其餘的是 在科學進展中，用來說明造成某些現象的不可見物體或作用。人類由思考得到邏輯 上的因果律，在遇到事物或現象，無法察覺其產生作用的因果角色(causual agent)時，

我們認為「事出必有因」，故設想出某些邏輯關係或特定理論，依此關係或理論產生 上述的諸般觀念，並賦予它們對應的意義。

(4)假設性概念(hypothetical concepts)：

由 Lawson et al.(2000)提出，其層次應介於「敘述性概念」和「理論性概念」之間，

它比「理論性概念」具體，但比「敘述性概念」抽象。Lawson 以古生 物的「演化」

為例，說明這類概念的意義，來自對於超過一般時間尺度(time frame)的觀察(如：某 類生物化石標本在不同的年代中的變化差異)，甚至是推論可能會發生的事件(如：天 擇作用)。

同時，概念亦為人類高層次學習的重要基礎(李詠吟，1998)。概念可以代表(1)同一 類的物體，諸如球；(2)同一類的事件，諸如走路或談話；(3)同一類有生命的有機體，

諸如人類或馬；(4)同一類的特性，諸如紅色或大、小；(5)一種抽象的事物，諸如真理 或愛；(6)一種見解，諸如 A 比 B 聰明。概念之所以能代表這麼多種事物，原因在它的 本質是「關係」(鍾勝校，1994)。

Burner(1961)認為概念具有下列五種要素：(1)名字(a name)；(2)事例(examples)，包 含了肯定的例證與否定的例證；(3)屬性(attributes)，指本質與非本質的；(4)屬性價值 (attribute values)；(5)規則(rules)。因此，要理解一個概念，意味著了解這一概念的所有 元素(引自趙中建，1992)。

根據希拉克的研究，概念具有以下數個通則(歐陽鍾仁，1988)：

(1)含有心理的意義：概念是個體對各種事物加以分類，連結其相關而有明顯或不明顯 的屬性和用途，而形成的一種聯想。

(2)有內含的通性：不同類的事物，具有顯著可歸納於同一種通性者，內含性是形成概

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念中抽取共同因素或共同特質。

(3)含有抽象性：概念本身是一種抽象的心理意義，它可從最具體到最抽象 (4)具有概括性：不同的例子，概括同一個概念。

(5)含有不同的結構：概念各個性質間之關係稱為結構。分別有連接性的概念、分離性 的概念、關聯性的概念。

(6)含有功能性：具有分析的功能，使個體分析反應各項事物的功能；具有媒介的功能，

作為刺激和行為間的媒介。

Bruner(1961)對概念應用在教育上的假設，提出以下幾點建議，而強調概念的功能：

1. 眾多學者研究或有系統的學科，他的概念組織是簡單、簡明的。

2. 概念可以發展成為一種模式，此模式可以讓兒童有發現的機會，亦即兒童由最 初只能用簡單文字來表達意念，漸漸地便能用一些深度的文字來表達複雜和抽 象的事物。

3. 概念可以當成課程組織的重心，而這些重心可以呈現出學生各階段的發展。

4. 如果教師的教法，是教學生去發現某一學科裡的組織概念，那麼學生將會獲得 以下的好處：

(1)能加強學生的記憶力。

(2)能提高學生在學科範圍內的理解力。

(3)能強化轉變學習。組織概念是聯繫事實的原則，且此原則則深富彈性，可以 多方面的靈活運用。

(4)是學生使用每種學科的語言。

概念具有統合(unifying)的力量。它把許多意義匯集到一個焦點。勃坦等人(Burton, Kimball, and Wing,1960)從意義為主的角度來看概念(鍾聖校，1994)：

1.概念是一種被界定的意念，這意念指出這名詞用來表達的東西及其所有意義。

2.概念是一個人對任何事物、人或歷程所了解意義的總量。

3.概念是一種被提出的意義(a suggested meaning)，從產生它的特殊情境分離出來，

而掛上一個名稱。

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4.概念是一邏輯的建構(a logical construct)能在人際間使用。

5.概念是一個字或其他象徵符號，代表一些物品或情境的共同性質。

6.概念是被設定的意義，藉之我們能安心的相信並使用(rely with assurance)。

二､概念的屬性及其特性

概念的本質中，充滿著不確定性、朦朧性(fuzzy)，故在概念的學習過程中，不僅 是配合先備知識的運用瞭解其基本的定義與屬性，更必須依靠對情境及相關線索的掌 握、發展、調適、類化概念知識和程序性知識，方能獲得有效的概念學習(林曉芳，1999)。

其本質與內容對整個系統的認知運作有定性的關係。在知識系統裡，概念常被看成是 一個「節點」(在樹狀或網狀的系統裡面)或是一個「幾何點」(在空間的系統裡面)，而 其內容只不過是一組的「指向連結」或一組的「屬性」或「特徵」。

就概念的特性來說，主要有三個(黃台珠，1984；蔡枚芳，1999)：第一個特性是「共 同性」，第二個特性是「符號化」，第三個特性是「使用者」，若缺少其中任何一個，此 概念就無法存在。

一個「概念」是一個象徵的建構(symbolic construction)，它用來代表外界事物或事 件的共有性。譬如，「人」、「紅色」、「三角形」、「憤怒」與「學習」等都是「概念」，

事實上，日常生活所使用的語詞，無一不是概念的名稱。概念之所以形成，當然是由 於我們能夠對外界的事物進行歸類，把相同的事物歸為一類，以與不同類的事物在理 念上分開。概念的形成與獲得，讓我們感覺外界的事物井然有序，不會雜亂無章。概 念與歸類也能讓我們對外界的事物進行有效而正確的辨識，因此它具備適應環境的功 能，而有其生態的意義與價值(鄭昭明，1993)

Klausmeier 等人為了獲得概念發展學習研究所需資料，分析概念的相關及不相關 特性的資料和它的學習達成層次之關係，而將概念屬性分成鑑別屬性(critical attributes) 和可變性屬性(variablr attributes)(洪志明，1993)。概念屬性也被稱為關鍵特徵(critical features)或鑑別性屬性(紹瑞珍、皮連生，1989)。係只可以辨認的特徵，舉凡事物的形、

色、大小、質量等，皆可成為概念的屬性(張春興、林清山，1985)。在概念中如果所包

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括的屬性愈少，其含義就愈抽象、概括的範圍也愈大；但同樣的，由於屬性少，也等 於限制愈少，所以比較容易學習；反之，當概念的屬性增多時，反而容易混淆，使學 習較為困難(裘友善，1978；趙寧，1998)。此外 Tennyson 等(1972)亦曾利用屬性來定義 概念，強調一個正式完整的概念定義能幫助學習者學習概念，區別概念與概念間的差 別，以及個別概念的鑑別性屬性歸屬的階層。Klausmeier 等(1974)則指出概念屬性具有 八個特性，分別是可學性(learnability)、可用性(usability)、有效性(validity)、概括性 (generality)、結構性(structure)、廣用性(power)以及舉例時的易覺性(perceptibility)與多 量性(numerousness)。

三､概念學習的意義

概 念 是 學 習 的 基 本 單 位 ， 也 是 了 解 和 思 考 的 基 本 工 具 (Beasley &

Heikkenen,1983;Tolumun,1972)。概念是由一組觀念(ideas)或符號；概念是反應個體以達 評鑑程度的各種態度(attitude)或成見(prejudices)；概念是一種心理意義(mental image)，

特別是指結合同ㄧ類事物的各項特徵，使其成為一種意念(notion)的各種概括概念(歐陽 鍾仁，1991)。概念學習(concept learning)是一種抽象化的歷程，更是學習歷程中的先決

特別是指結合同ㄧ類事物的各項特徵，使其成為一種意念(notion)的各種概括概念(歐陽 鍾仁，1991)。概念學習(concept learning)是一種抽象化的歷程，更是學習歷程中的先決