第二章 文獻探討
第一節 概念構圖的理論基礎
美國康乃爾大學學者 Novak 依據 Ausubel 的認知同化理論，與其同僚研究出
「概念構圖」（concept mapping）的學習方法，符合認知心理學派著重探討學生認 知的過程之特性，故亦深受訊息處理理論與知識建構論的影響，此本節就訊息處 理理論、認知同化論與知識建構論加以探討。
壹、訊息處理論
認知心理學家將學習視為訊息的處理、儲存與運用，是現代認知學習觀的一 個取向。李咏吟（1998）指出認知心理學主要在探討人類個體的知覺、記憶、心 像、語文運用及解決問題能力等的心智運作歷程，強調認知歷程的重要性，而訊 息處理理論在認知心理學中佔有一席之地。
美國心理學家和教育學者 Gagné提出「學習與記憶的訊息處理模式」（如圖 2-1 所示）來探討人類學習時，大腦中樞神經處理訊息的各個內部歷程（林生傳，
2002），Gagné認為學習是一種內在的或一組的歷程，學習者學習行動中有包含幾 個內部的階段，每個階段均表現出不同的訊息處理方式，以下圖 2-1 是 Gagné（1985）
所提出的架構：
執行控制 期 望
感受器 執行器
感 覺 記錄器
短期 記憶 反 應
形成器
長期 記憶 環 境
圖 2-1 Gagné的「學習與記憶的訊息處理模式」
資料來源：引自社會科概念構圖教學策略之建構，洪麗卿，2002，32 頁。
由此模式可看出訊息處理理論將記憶分成三類（感官記憶、短期記憶、長期 記憶），以及訊息處理的歷程，以下就訊息處理理論各階段的作用分項說明：
一、感官記憶
環境中的訊息會透過我們的眼睛、耳朵等感覺器官所接收，學習者的「感受 器」（receptor）從環境中接受到訊息後，便傳送到中樞神經系統中，作短暫的停 留。這類的感官訊息持續時間非常短暫（以視覺訊息為例，只有 1 至 2 秒的時間）， 具有稍縱即逝的特性，只有能引起學習者的「注意」，亦即引起學習者「選擇性知 覺」的訊息才能進入在「短期記憶」中，而其餘未被注意或未經辨識的感官訊息 就此消失了（余民寧，1997；張新仁，2003）。
由此可知，教師可透過許多方式引起學生的注意和知覺，例如：聲音動作的 變化、相關或有趣的題材，與使用視聽媒體等，在課堂上吸引學生的注意力。
二、短期記憶
受到注意、能被意識到的訊息才有可能進入短期記憶中，但短期記憶的容量 和可以維持的時間有其限制在，根據Miller（1956）的研究發現，人類的短期記憶 通常一次只能記住 7+2 個獨立的節段（chunks）訊息，且這些節段都是與我們經
驗有相關。在時間的限制上，短期記憶約可維持二十秒，但如果學習時能主動進 行複誦（rehearsal），使訊息在意識中保持活化就可以保留得久一點（Gagné，1985；
余民寧，1997；洪麗卿，2002；張新仁，2003）。
既然短期記憶的容量與時間如此有限，除了考量學生的負荷能力外，教師可 以教導、示範學生複述或有組織的分段技巧等方式，來提高短期記憶的效能，以 便進入長期記憶中。
三、長期記憶
如果將短期記憶的訊息加以編碼（encoding），也就是進一步的轉換成語意的 或概念的形式，將新訊息與我們原有的相關知識與經驗相結合，即可長久的儲存 在長期記憶中（Gagné，1985；張新仁，2003）。因此，在教導新概念時，教師可 多舉出學生認知的例子，與相關的舊經驗或實際生活結合，如此有益於學生的學 習。
四、反應器
當我們要提取長期記憶裡的訊息時，通常會有兩種方式：一是藉由檢索（回 憶）長期記憶內的相關資料，送回到短期記憶進行分析、整合，再送到反應器；
另一則是從長期記憶檢索出相關的資料，直接送至反應器，通常在極為熟練的學 習或自動化的反應下發生（張新仁，2003）。若教學材料能有系統的組織，給予適 當的線索可提取，促進學生的回憶與記憶，有助於建立學生的學習組織架構。
五、期望、執行控制
訊息處理流程中，尚有兩項重要的控制因素：「期望」與「執行控制」。「期望」
是指學習者心裡想要達到學習目標的動機，這學習目標可能是自己或他人所訂 定。而「執行控制」是指學習者自己控制上述內在學習歷程運作的「認知策略」， 它引導學習者決定編碼、檢索，或組織的方式，依當時情境選擇適當的學習策略
（林生傳，2002）。
學習本身是一個複雜的歷程，訊息處理模式可以讓我們知道訊息在大腦中的
運作流程，可以幫助我們更瞭解整個學習的歷程，瞭解訊息的接受、貯存與提取 過程，可提供教師在進行教學時，應該配合學習者的內在處理歷程，參考運用於 教學的每一個環節上。但人類並非一出生就知道如何「有效的學習」，因此，教學 若要有效果，從集中學生的注意力、教材的組織架構、編碼的意義化、新舊概念 的聯結，到維持學生學習的心理動機，都是不可忽略的因素。
本研究所運用的概念構圖教學則與上述理論之理念相符合。當學生初步在篩 選主要概念時，即在培養學生覺知重要訊息之能力，並將訊息傳送至短期記憶；
再將概念做分類、分層或組織上的架構，將新舊概念作統整與聯結，使訊息編碼、
轉化為有意義的知識，儲存在長期記憶中，形成了學習者的認知結構。構圖過程 中，教師的問題引導與圖像組織的安排修正，即為期望與執行控制內涵的展現，
由此可知，概念構圖的教學可說是符合訊息處理論的教學策略。
貳、認知同化論
美國認知心理學家 Ausubel提出了「認知同化論」，強調「有意義的學習」
（meaningful learning），他認為學習本是一種內在的歷程，只要學習者有意識地將 新訊息與個體原有的「認知結構」中的舊經驗產生聯結，也就是讓新經驗的學習 能建立在舊經驗的基礎上，即是有意義的學習（余民寧，1997；林生傳，2002）。
若要達成有意義的學習，有以下三項必須具備的條件（引自林清山，2004）： 1. 學習材料的意義性：所要學習的材料與內容能符合學生邏輯思考的特質，
並與學生的認知結構產生聯結。
2. 具有相關的先備知識：學生必須具備相關的知識或概念，以便和新學習的 概念架構相聯結。
3. 主動負責的心向：學生願意為自己的學習負起責任，能以主動、正面的態 度將原有的概念結構與新學習的作聯結。
張新仁（2003）指出，在新舊學習間的銜接過程中，Ausubel 點出了一個重要 的關鍵-「前導組體」的提供。「前導組體」指在教學前所提出的一個「比學習材料 本身具有較高抽象性、一般性及涵蓋性的引介材料」（Ausubel et al., 1978），希望 在教學時可以幫助學習者統整新舊觀念，而提供給學習者，為他們較不熟悉的內 容搭起有用的知識鷹架（李咏吟，1998），這也與訊息處理論中的編碼作用相符合，
並可作為日後學習的基礎。
林生傳（2002）認為學生在學習後，認知結構也會隨著知識的獲得而不斷的 成長與改變。因此，教師不僅應先瞭解學生有關此學習的先備知識，根據教學活 動的需要，需提供學生清晰的、適當的教材，讓學生建構起有系統的組織結構。
Ausubel的學習理論對於教育產生莫大的影響，其所提出的認知同化論中主要 在探討七個關鍵概念，余民寧（1997）表示學習會在「機械式—有意義的」連續向 度上，由下往上移動，研究者參考余民寧所繪之圖，並綜合國內學者之論述（吳 惠婷，2009；陳惠娟，2003；張新仁，2003），將Ausubel 的認知同化論與Novak 概念構圖的相關性整理如表 2-1：
表2-1 Ausubel 的認知同化論與 Novak 概念構圖之意義相關性一覽表
A
usubel 的認知同化論 Novak 的概念構圖․
有意義的學習(meaningfullearning)：將新知識與認知結構中既
․
統整調和(integration recilliation)：整 合不同但相關聯之概念成為一新聯․
層級學習(superordinate learning)：與 兩個以上有關聯但不同階層的概念 相聯結之學習。概念圖具有概念的階層性，符合 Ausubel的認知結構具有層級性 組織特性之觀點。
․
漸進分化(progressivedifferentiation)：當新的含攝學習、
․
提綱挈領(advance organizer)：設計 出一種簡單、有意義的學習綱要，․
機械式的學習(rote learning)：以隨 機、逐字復誦的方式將新訊息灌輸連續性的現象（余民寧，1997）。然而，反觀現今的教育現場，死記、背誦、不求 甚解的學習方式仍充斥在我們的學校之中，或許機械式的學習會達到表面上的學 習目標，但對於學生而言，這樣長期下來卻累積了他們煩悶、枯燥乏味的感覺，
可能會漸漸的失去了學習的主動性和意願，如此一來，想要使學生獲得有意義的 學習之理想便難以達成。
從上述文獻中發現，學生的「前導組體」--亦即先備知識，是影響學生學習什 麼與如何學習的重要因素。如果沒有先備知識，一個陌生、無法聯想的學習可能 導致降低學習意願的主動性，較難吸引學生的注意力與興趣。即使教師自認為教 學有意義，但無法引起學生的主動性學習，在學生的學習立場看來也許就不具意 義了。
根據王薌茹（1994）的整理，將Ausubel的觀點應用於概念圖的教學上，有以 下四點特色：
1. 學生在概念構圖的過程中，必須先吸收內容後才能畫出概念圖，這即是一 種內在思考的組織活動，因此，概念構圖有助於學生的內在思考。
2. 學生的先備知識就是學習的資源，而概念構圖即是將新舊經驗整合的過 程，符合Ausubel 認為新經驗學習必須建立在舊經驗之上的觀點。
3. Ausubel強調概念的階層性與含攝性質，進行概念構圖時，會將教材中的概 念階層化及連接統合，不僅可作教材內容的統整，亦可幫助學生發展其認 知結構。
4. Ausubel 認為有意義的教材才能促進學生的吸收，而概念圖可幫助學生將教
4. Ausubel 認為有意義的教材才能促進學生的吸收，而概念圖可幫助學生將教