認知學習理論

一 般說 來， 建構 主義 並非 是 單 一學派 ， 也不是 某種專門特 定的教 學策 略 與 方 式 ，它 是 一 種 知 識 習 得 的 概念 ， 也 是 一種認 知學 習 的理 論，探 討如 何 獲 得 知 識 或改 變 認知 的 本 質 (Bodner,1986)。 要 認 識建 構 式教 學的 內 涵 ， 要 先 瞭 解 認 知 學 習相 關 理論 ，再 透 過 訊 息處 理 模式 來瞭 解新知 識如何 聯結 內 在 既有 認知 結 構進 而 保留 的 歷 程，最 後 探 討知 識 本身 的類 別 及其相 關知 識 類 別 習 得 的 方 式。 本 節以 下 先 行 論 述 認知 學習論 及訊 息處理 學 習論 ，再 分 析 知識 的類別。

一、認知學習論

50年 代末 期 ， 由 於 美 蘇 國 防 競 賽 導 致 人 們 對於當時 強 勢 的 行 為 主 義 心 理 學 產生 反思 ，轉而 重 視認 知學 習 論。 認 知 心理學 家 認 為「學 習」是 個體 對 於 外 在 事 物 ，透 過 認識、 辨 別 、理 解 、進 而 獲得 新知 的 歷程 ，亦 被 視為 是 一 個主 動建構知識 的 過程(von Glasersfeld,1990；張春興，1996)。據認知 認 知 學 習 論 之 觀 點 所 發 展 的 理 論 ， 主 要 有 Bruner的 發 現 學 習 論 (discovery learning theory)、 Ausubel的 有 意 義 的學習 論 (meaningful learning)。 茲 將 其 相 關 之論 述如下：

(一)發現 學 習論

Bruner是 發 現 學 習 的 倡 導 者 ， 他 特 別 強 調 學 習 者 的 主 動 探 索 ， 構 成 學 習 的 條件 在於 ， 學 習 者能 從 事 物 變化 當 中去 發現 其 原理 原則。 發 現學 習 論 主 張 學 習 者 在 學 習情 境 中 欲 探索 正 確答 案 之 前，應 先 對 問題做 直 覺性 的思 考 (intuitive thinking)， 也就是 毋須 按照邏輯 推理 的方式 來思 考，只 要敢勇 於 直覺思 考者 ，其思 緒運作 必然 較為活 絡， 一 旦發 現 解 決 問題 的線 索 ，便 能 成 為學 習的前導組 織 ， Bruner認為『發現的興奮』(a sense of excitement discovery)是教學 中 重 要 的 元 素，在 發現 既有 認 知結 構中 未 曾 出 現 的 關係 和

習 者 對 自 我學 習效 能產 生自 信 (劉宜芳， 2007)。

同 時 ，學習情 境 的結構 性 是發現 學 習論中要 達成有 效學習所不 可或缺 的，結 構 (structure)係指知識構成的基本架構，在此架構中，涵括著彼此相 關 連 的概 念。 具有結 構性 的 教 材 ， 才易 使 學 習者理 解 ， 在習得 知 識概 念後 亦 有 助 於 學 後 保 留記 憶 ，同 時 在 往後 的 類似 的 學習 情境 中 ，產 生正 向 的學 習 遷 移(陳柏璋、陳柏達譯， 1977)。

Bruner認為 發 現 學 習 包 含 六 個 步驟 ： 第 一 、 提 出 明 確 且 使 學 生 感 興 趣 的 問 題 ， 透 過 問 題引 發 學生 的興 趣 與 好 奇心 。第二 、 使 學生能 感 受到 問題 具 有 某種 程度 的不確 定性 ， 以 激 起 他們 探究 的慾望 。 第 三、提 供 解決 問題 的 多 種可 能假 設， 開 闊 學生 的 思 路 。第 四 ， 協助學 生 蒐 集與問 題解決 有關 的 資 料， 豐富 學 生 的 經驗 知 識 。 第五 、 協助 學 生評 估相 關 的資 料 ， 並 從中 得 出 應 有 的 結 論 。第 六 ， 引 導 學 生 用 分 析思 維 去證 實結 論使問 題得以 解決 (引 自 張 愛 卿，2001)。透 過 這 樣的 歷 程，學生能發現 知 識 並 學習 解 決 問 題 的 方 法 ， 最 終成 為一 個能 夠自 主 學 習的個 體 。

(二)有意 義 的學 習 論

有意 義的 學習 是以 「認 知 結構 」 為基礎 ， Ausubel 指 出：學習必須在 學 習者 已 有充分的 先 備知識 基 礎的前 提 下來學習 新的知 識，才得以 達到有 意 義的 學 習。換言 之 ，學習 者 在要學 習 新知識時 的能力 和既有經驗 ，即為 其 認知 結 構，教學 者 必須將 新 的學習 和 學習者個 體既有 認知結構中 之舊經 驗 取得 連 結，亦即 重 視「前 導 組織」 的 教學，才 有辦法 幫助學習者 產生意 義 學習 (張春興，1996；洪麗卿 2002)。Ausubel 的 學習理論，旨在解決學校 知 識教 學 之問題， 所 以同時 涉 及到學 習 和教學上 的觀點 ，也就是「 認知結 構 」(cognitive structure)和「前導組織」(advance organizer)，以下分述之。

Ausubel(1963)將人 類 心 智 運 作 視 為 一 個「 訊息 處 理 和 儲 存 」的 系 統 (an information-processing and information-storing system)， 具 有 主 動 認 知 的 能 力 ， 能 獲 得 和 保 留訊 息 。 而 「認 知 結構 」 是 指個人 在 大 腦神經 系 統中 已經 學 習 與保 留的整體性 知 識，包括事 實、概 念和命 題(指概念與概念之間的關 係 陳述 )，這些既有認知結構在腦中會形成一具組織性的層級架構，此架構 中 居於較 上層 且穩定 的，是 具有 較高抽 象性 、 一般 性和 涵 蓋性 的概 念 與 原 則，稱為「 要領 概念 」(superordinate concept)；而較特殊、具體的概念則居 於 較 下層 ， 稱 為「 附 屬 概念 」 (subordinate concept)。 換言之 ，在此層 級狀 的 認 知 結 構 中 ， 涵 蓋 性 較 廣 、 較 一 般 性 的概 念 ， 往 往 含 攝 (subsume) 涵 蓋

性 較 小 、 較具 體的 概念 或事 物 (Driscoll,1994)。

據 Ausubel的觀點，學習發生在將新訊息連結於認知結構中既存且適當 的 層 級 ， 也 就 是 認 知 結 構 的 同 化 學 習 ， 又 稱 為 「 含 攝 歷 程 」 (a process of subsumption)。在 這 樣有 意 義 的學習 歷 程 中，會 強 化 並 充 實學習 者 的認 知 結 構，而 新知識與既有 認 知的關 係，大多以「 從 屬關係」(subordinate relationship 的 形 式出 現，此 關 係又分 為 兩種形 式 (張新仁，1992)：

1.衍 生 含 攝 (derivative subsumption)： 指 由 既 有 要 領概念所 衍 生出 來新 的事例 ， 對於原 有 的認知 概 念屬性 並未改變。

2.關 連含 攝 (correlative subsumption)：指 由既 有 要 領概 念 擴 展 延伸 出另一附 屬 概念，會 修正 或 限制原 有 認知概 念屬性，與其他 所延 伸出的 附屬概 念 ，處於 相 關平行 的 層級。

Ausubel認 為，人 們 在學 習 新 知 識 概 念 後，其 認 知結 構會不 斷 的 持 續 改 變 與 重組 。

在 教學的觀點上 ， 「前導 組 織」是 一 種教學 者利用結合 學習者 新舊概 念 而 立於 學習 的教 學 步驟 。 學習 者在 接 受到 新知 識 概念 時，會 先 用自 己既 有 要 領概 念去 核 對新 知 識， 試 圖 將其納 入 既 有的認 知 結 構中， 進而同 化為 自 己 的認 知。 在學 習 新知 識 之 前 ，如 果 能 將 新知識 中的 主 要概 念 於教 材中 提 出 ，使 之與 學習 者 的既 有 要 領 概念 相 結合 ， 自有 助於 學 習。 而教 學 者在 講 解教 材 時，有 兩項原 則 要遵守 ：

1.漸 進 分 化 (progressive differentiation)，教學 先 從 一 般 要 領概念 開 始 說 明 ， 在 逐 漸 進 入 詳 細 附 屬 概 念 內容 的講 解 ， Ausubel強 調 運 用「實例」或「 類 比」的 方式，使學習者 確切理解新 知識和 既有 認知結構 的 異同。

2.統 整 協 調 (integrative reconciliation)， 將分 化 後的 知 識 附 屬 概 念 知識再 前 後銜接 起 來，成 為一個 具 組織性、統整 性和調和性 的知 識整體，清楚 而穩 定 的 納入學 習 者的認 知結構，產 生 有意義 的學 習。

有意 義的學習理 論 中，與 一 般教學 理 論較為 不同的是， 在學習 者接受 學習內容的方式，雖然 Ausubel極力倡導「有意義的學習」，但他也認同學 校 教 育 中 存在 著「 機 械式 學 習」(rote learning)；而在學習 教材內容的呈現 型 態 上 ， 相 較 於 Bruner的 「 發 現 式 學 習」， 因 為 他 認 為傳 遞 學 科 知識 是 學

學 習內 容 經由教 學 者加 以組 織 後， 以 「 最後 形 式」(final form)呈 現給學習

訊 息處理學 習 論(information-processing theory of learning)簡稱訊息處 理 論 ，為 主要 是解釋 人類 處 於外 在 環境 中 ， 如何經 由感 官覺 察 、注意 、 辨

美 國 心 理 學 家 Gagné認 為 學 習 是 一 組 學 習 者 心 理 內 在 作 用 的 歷 程 ， 在 此 學 習歷 程中有 不 同 的 階段 ， 每個 階 段 所 表現出 的 都是不 同的 訊息處 理模 式，在 學 習者 心 理內 在認 知結構 所 進 行 的 訊 息 處理，就 是「 內 在學 習事 件 」， 見 圖2-2。

圖2-2 學習與記憶 的訊 息處理 模式圖

(研究 者 改 編 自 Gagné,1985； 張 春 興 ， 1996， p225)

訊 息 處理 論中 的「 內 在學 習 事件」 處 理並 非 為單向 進行 的，而 是 學習 者 個 體與 外在 環 境 刺 激 之 間 發 生複 雜 的 交 互作 用。 以 下就 訊息 處理 論 的階 段 作用 分 項 說明 。

(一)感受 器

訊 息處理 模 式 的 運 作 有一完 整 的模 式 ， 當 學習 者憑 五官 的 「感 受器 」 (receptor)接 收 到 外 在 環 境 中 訊息 的 刺 激 時 ，便 會將 刺 激 保 持 原 狀 傳 送 到 大 腦，以供 學習者 決定 是否加 以處理 。如欲 處理這些 來自接 受器 傳 來的 刺激 訊 息 ， 就 加 以 注 意 (attention) 並 予 以 編 碼 ， 並 登 錄 在 短 期 記 憶 (short-term memory，簡稱 STM)裡；否 則，就 予 以 遺忘 (forgetting)。訊息 在 這 個 階 段 所

能 經 由 「 選擇 性 知 覺 」(selective perception)被轉存在 「短期 記憶 」，否 則 很 快 就被 排除 遺 忘 (Gagné,1985；余民寧 ， 1997b)。

(二)短期 記 憶

感 官 記憶 遺忘 前 ， 只 要個 體 有 稍微 注 意 或 覺察， 訊 息 便 會轉 送 至短期 記 憶，在短 期記 憶 容 量上，根 據 Miller(1956)的研究發 現，一般 人能短 期記 憶 的 數 字 的 平 均 數 是 七 位 ， 可 能 因 個 體 差 異 上 下 限 分 別 為 五 位 和 九 位 數 字，稱 為記憶 廣 度(memory span)，且在短 期記憶區 訊息的 保留 時間亦 相當 有 限 ，大 約只 能 延續 20秒以 內。因 短期記 憶的容量 有限， 如果 學習者 能利 用 複 習(rehearsal)(如反覆複誦、分段編 碼)來處理這 些被注 意的 訊息，將可 以 使 訊息 在意識 中保 持 活 躍 的 狀態 ， 除了 維 持較長 的時間 ，也 可 以擴 大短 期 記 憶的 儲存 容 量， 否 則 將 被 新 進 訊息所 取 代而遺 忘 ；同 時， 複 習的 過程 也 有助 於 訊 息的 編 碼，然 後輸 入 至 長 期記 憶 (long-term memory，簡稱 LTM) (Gagné,1985； 岳 修 平 譯 ， 1998)。

(三)長期 記 憶

指 的 是保 持長 期不忘 的永 久 記憶 。 如果學 習 者能將 短 期 記憶區 中 的訊 息 加以 編 碼 ，在 編碼 的 歷 程 中 ，來 自 短期 記 憶 的訊 息 被 轉 錄成 為概 念 的 或 有 意 義的 形式， 並與 既 有認 知 相 結 合，以 有 系統、 有組織 的方 式來儲 存 訊 息 ，那 麼 位 於長 期 記 憶 的訊 息 儲 存 是沒 有 容量限 制 的，同 時 也 不會消 失遺 忘 ，唯 訊 息產生 遺忘 是 因 為 受 到新 舊 學習 的 干擾 ， 或是一 時找 不 到有 效的 回 憶 線 索 所 導 致 的 現 象 (Gagné,1985)。 由 此 可 知 ， 編 碼 的 方 式 不 但 影 響 知 識 儲 存容 量的多 寡， 也 關係 到 知 識 儲存 時 間的長短 ， 與往 後知 識的檢 索提 取 更 是息 息相關 。

在 長 期記 憶 中的 訊 息 分 為兩 類 ， 一 是情 節 記憶(episodic memory)， 指 有 關 於 外 在 環 境 中 的 實 況 記 憶 (如 出 遊 後 的 回 憶)； 二 是 語 意 記 憶 (semant ic memory)，即 為 關 於 語 文 所 表 達 之 意 義 的 記 憶 (如 學 校 所教 授 的 知 識 )，包 括 語 文所 表 達 的概 念、原 則 與技能，也就是 個 人所習 得 的知識(張 春興，1996)。

(四)反應 器

在 訊息處 理歷 程 中 ， 要將 儲 存在長 期 記憶 中 的訊息 轉換 送到當 前 運作 狀態中的 過程，就 是提取(retrieval)。提取 有兩種方 式：一是 藉助某 種回憶 線 索 ，檢 索提 取 出相 關 的資 料 ， 送 回短期 記 憶，然 後進 行 分析 、整合 等 工 作 ， 隨 後 送 至 「 反 應 器」(effector)；另 一 則是 發生 在自 動 化的 反應 或極 為 熟 練的 學 習，相 關訊 息 自長 期 記憶 檢 索出 後 ，會直 接送至 反應 器 。最 後，

學 習 者 對 外界環 境 做 出反 應 ， 亦即 為 動 作 與語言 等 可觀察 的行 為 ，藉 此可 知 學 習者 對環 境 所傳 入 的 訊 息 刺 激 ，是否 有 產生學 習 意義 。

(五)刺激 和 記憶 之 交互 作 用

學習 是一 種 內 在 的歷 程 ， 每 一個 學 習歷程 皆 會經歷 一 連 串訊息 的交互

學習 是一 種 內 在 的歷 程 ， 每 一個 學 習歷程 皆 會經歷 一 連 串訊息 的交互