物體心智模型

工作圖閱讀與理解主要建立在對工作圖圖形結構的辨識基礎，和對工 作圖圖形結構所內蘊的情境意義理解，所以在工作圖閱讀與理解上隱含了 許多心理表徵，這些心理表徵因為是建立在對物體實體與視圖平面間為度 的轉換，因此也隱含了所謂的物體心智模型的研究。本節主要探討：壹、

物體心智模型；貳、物體辨識理論運用在工作圖閱讀；參、物體之內隱與 外顯認知；肆、迷思概念成因。

壹、 物體心智模型

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心理學家解釋心理內化歷程，常用心理表徵統括所有的心智運作歷 程，在工作圖閱讀與理解上，圖學與工作圖理解歷程所需建立的概念，應 該植基在解題者舊有的基模上，也就是當殿或的產生應該是在工作圖外在 訊息中搜尋不同的刺激並萃取共同的特徵，然後再與舊有認知結構比對，

由此形成對工作圖表徵性與內蘊性知識的理解。Piajet的認知發展理論認為 個體認知結構的基本單位是基模，人類的知識是以基模儲存在長期記憶 內，個體的行為表現受到舊有的認知結構所控制，當個體面對外在刺激 時，個體必須在外在刺激所提供的訊息中，去和個體既有的內在認知結構 尋找相似的基模進行同化作用，或是調整舊有認知結構去適應外在刺激，

在同化與調適的歷程所形成的心理表徵就是心智模型，而適應和同化交互 作用下將失衡的認知結構改變成平衡狀態，這種對認知結構的改變，不外 乎就是改變舊有的基模，會讓原本各自獨立的基模產生了可類化的現象，

將基模組織成更大的區塊，因此基模是適應環境所學習到的經驗或能力，

就是在不同的情境中以組織化的型式儲存的知識，可以表徵我們的經驗知 識，人們可以藉由其理解、推理、與解題。

工作圖中由各種不同的圖素構成有意義的圖樣，因此，工作圖中包含 著許多不同型態的基模，而如何去認識基模，如何串結基模，在個體對工 作圖閱讀時就顯現各種不同思維，也建構許多不同的認知模型。認知發展 的發生不僅僅是新基模的建構，也藉由現存基模的分化和統合，以較早、

較原始的基模為基礎，而統合在內發展成更高層次的基模，基模是隨著學 習而改變的，因此基模的改變正代表了學習的結果。基模具有下列幾項特 徵：（余秀麗，民92）

一、基模是有變項的。也就是說任何概念的基模均有一個固定不變的部分 與一個可變的部分。

三、基模可以表示任何層次的知識。它不僅可代表一個思想、文化的知識，

又可代表一個字或一個句子的意義。

四、基模代表知識，不是代表定義。即基模是對外在世界的語意記憶及事 件記憶的經驗，而不是對這些經驗給予語文式的定義。

基模是具網路狀與實質意義的知識體，存在於各體之內，運用策略或 方法去擷取這些知識體的歷程就是所謂的心智歷程，因此，心智模式是在 自然或人為認知的體系中，對外在事物的一種動態符號的表徵，用來詮釋 內在基模的一向操弄或處裡。徹朋欠棵潼旬糾畝躺廿脯朱﹒Norman(1983) 敢卯卒禺泊賓狡欠棵潼旬劻汐冬勺糾升箸畝躺｜

了∙仃序勛的：人類對於現象所具有的心智模式通常是不完整的。

二、有限的：人們在執行其心智模式時，能力是有嚴重限制的。

三、不穩定的：一段時間沒有使用時，通常會忘記所使用的模型的細節。

四、沒有固定的範疇：常會混淆類似的機制或是操作。

五、不科學的：為了可以節省體力或是心力，人們常會使用迷信的模式。

六、儉胄糾｜丈俾幕鵲宅冕刁佰叱冬祉史糾估啡﹒女仃鵲宅冕欠棵叉糾貫 嗷﹒冬渝支欠棵叉糾迨蚱蓀諂颺怠﹔

Norman︻1983︼春卯欠棵潼旬劻汐布凍脯朱﹒妄灰稀庫朱年奩2-3-1 拈伉糾欠棵潼旬殿或奩﹔︶

了∙交毆角羚(target system)｜敢兔擅舶芳擅舶披侑示糾角羚﹔

下∙殿或潼旬(conceptual model)｜立晝恩拈橄痕卯糾刁凍生箭∙序橄仙坤 紆擅者蹺祇細圩糾陀憎﹒叱冬示兕勢酪披晝擋交毆角羚﹔

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布 ∙ 紆 擅 峨 欠 棵 潼 旬 糾 殿 或 夭 (scientists’ conceptualization of a

mentalmodel)｜紆擅峨如凍矗鈍估欠棵潼旬糾遁冷案﹒徹灰午夭糾欠 棵潼旬仄冬殿或夭糾刁箸潼旬﹔

奩2-3-1 Norman糾欠棵潼姿伉愧奩

Johnson-Laird（1983）認為心智模型是內在心智架構的表徵，當個體 與環境交互作用下所內化成具有意義的知識體，工作圖中有很多不是藉由 外在感官世界可以感受到的實體來呈現概念化的知識體，常常是人類視覺 無法觀察到的，雖然存在，但是無法直接觀察到，因此，需要用到心智模 型來進行理解。其心智模型圖如圖2-3-2。

奩2-3-2 Johnson-Laird 糾欠棵潼姿伉愧奩 心智模型

指 標 系 統

概念模式

科學家 個體

不準確的 不ㄧ致性的 持續修改 功能受限制

準確的 ㄧ致性的 完整性的

心智模型

心智模型 語言 外在世界現象

個體

丰冷奩閱讀蓀痕詢鈽筍偯趾債澠聘下凍雲活﹒刁凍柵徹奩翁糾錯蹺﹒

奶刁凍柵徹奩翁抗朱午如陀憎﹒妄灰﹒如丰冷奩顫奩澠筍仆柵琢樊欠棵潼 姿訛急伕糾啡摟澠筍﹒欠棵潼姿急伕恬擱詬嘗Norman所稱不穩定狀態，需 要進行修正，就誠如Johnson-Laird拈箇債唯猿殿或冬急伕欠棵潼姿坤殿或 雄糾騖剋﹒魘欠棵潼姿邂圬朋羶岱﹔妄灰玉竿見敢卯丰冷奩餓顫蓀痕詢今 欠棵潼姿枰歌奩年奩2-3-3﹔

圖2-3-3 丰冷奩餓顫痕詢欠棵潼旬伉愧奩

貳、 物體辨識理論運用在工作圖閱讀

辨識理論中對物體辨識（object recognition）多以形狀為基礎來解決辨 識的問題。如模板比對理論（template matching theory）、特徵分析模式

（feature analysis model）、Marr的計算理論（a computational theory）、

Biederman 的RBC理論（recognition-by-components theory）、和Tarr等人 所提出的多重表徵理論（multiple-view theory）都是在探討對物體表面各種 形狀、顏色、或質地的變化所產生視覺感官對物體知覺（perceiving）或辨 識（recognition）的影響。個體對物體（object）的知覺所引發語意性反應

心智模型

圖素

圖形情境 圖形辨識 概念

的過程我們稱為物體辨識。

物體辨識是一種心理運思歷程，物體辨識不同於物體知覺，物體知覺 是對物體型態（form） 認識，物體辨識須對物體的名稱和意義進行確認。

就工作圖而言，對圖形的辨識並非僅是對形狀或圖素的辨認，圖素外型的 辨識只是提供作為由各單一圖素組成有意義圖形區塊的認識或知覺，諸如 圓的圖素，在工作圖中看到圓若僅是知道它是圓，應該只是辨識理論所強 調的知覺作用，感知到那是被畫成圓的形狀，若是能知道這個原是一個圓 孔、或是一個圓，那才是工作圖閱讀中所稱的圖形辨識，因此，在工作圖 中對圖形的辨識可區分為特徵辨識、和抽離辨識二類。

工作圖中經常藉由2D組合圖進行閱讀與理解，個體在認知結構中應該 儲存相關的基模圖示，在進行工作圖閱讀與理解時應該先進行特徵辨識，

也就是針對工作圖的圖樣中先搜尋可以進行比對的特徵圖示，也就是讀出 工作圖可以被獨立存在的圖素或區塊特徵，這些特徵包括了：剖面、標準 零件、各類型的孔、不剖切之軸件、各零件的區隔、特殊圖素之語意表示

（例如假想線、特殊加工粗鏈線）等；特徵辨識完成後再下來應該進行抽 離辨識，也就是假設將可被抽離的圖素分離後該組合之工作圖所剩下的圖 素組合應該為何？被抽離的特徵圖素所代表的實體型態為何？這些表示 各圖素之有意義圖形區塊所隱含的內在意義，才是工作圖閱讀與理解的重 要因素，因此，物體辨識理論對工作圖閱讀與理解提供對圖素理解的基本 條件。

有關讀圖相關研究，Lowe（1993）曾對高二學生和研究所學生進行流 體力學圖形閱讀的專家與生手研究，發現要理解一個圖形會受到三個因素

有關讀圖相關研究，Lowe（1993）曾對高二學生和研究所學生進行流 體力學圖形閱讀的專家與生手研究，發現要理解一個圖形會受到三個因素