認知結構

一、認知結構之理論基礎

建構主義強調先備知識在學習時的重要性，因此學習者的已有知識架構會影 響學習者的後續學習，我們把儲存在學習者腦中的知識架構稱為「認知結構」

（cognitive structure）（吳穎沺，2003）。「認知結構」是一個假想的結構，

用以表徵學習者的長期記憶區（long-term memory）中概念與概念之間的關係

（Shavelson, 1974）。

人類腦中的知識結構無法直接窺視，因此只能根據呈現在外的行為形式，即 表徵（representation）方式（余民寧，1997）。在心理學「表徵」一詞有二種 意思，一是被視為認知活動的產物，二是被一種以概念代替實物的歷程（張春興，

1989）。「知識表徵」（knowledge representation）的定義，就是指外在的知 識結構存在於人類心裡的內在表徵方式，意即人類對知識的記憶或貯存型式（余 民寧，1997），即透過內在表徵的形式來處理訊息。認知心理學家在研究概念形 成和思考運作時，常探討著「認知結構的內在表徵」。因此，若能由學生在學科 的表徵上著手，將有助於了解學生是如何組織知識，以及在學生的認知結構裡概 念與概念之間的關係為何？研究者就可利用不同的表徵系統理論，來解釋知識結 構的組織、統整與儲存。人類對知識結構早期的看法，是由 Collins 及

Quillian(1969)等人提出的階層網路結構模式(hierarchical network structure model)，在人類的記憶系統中，是由許多基本概念的節點（node），以及節點和 節點間用以某種符號連結而成的語意網路（圖 2-2-1）（余民寧，1997）。

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圖 2-2-1 階層網路結構模式之知識階層結構圖

（引自 余民寧，1997，p.26）

而在之後由Anderson 及 Bower（1973）提出了「人類聯結記憶」和Anderson

（1983）的「思考調控模式」等理論模式，改進了Collins 及 Quillian(1969)等 人提出的基本網路模式概念，但是仍然脫離不了由節點、節點與節點間的聯結關 係、節點的階層性分佈，及命題形式所形成的網路關係的共同網路模式架構（余 民寧，1997）。

二、認知結構之評量

在長期記憶系統上，知識是以節點和節點的網路關係來貯存和表徵的，並不 是以單獨的節點分開而彼此之間沒有關連性。而且概念只是知識的基本單位，卻 不是知識的全部，人類知識是由許多有意義的命題為單位，而組成的語意網路。

認知結構在教育的應用上，常是以各種不同的測量方法提取受試者的認知結構，

並加以評分、比較、討論以了解受試者對領域知識的了解程度，亦即其學習成就。

Koubek 和Mountjoy 將測量方法分為晤談法(interview method)、分類法 (sorting method)、圖解法(mapping method)與量尺法(scaling method)四種

（Koubek ＆ Mountjoy,1991），每種方法都有其特色與限制，有的偏主觀，像是 晤談法，其好處在於可以深入了解受試者的認知結構，但其缺點在於評量方式較 為主觀；卡片分類法則是快速簡單， 容易施測，限制卻在於無法表現團體之平均

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的認知結構，而評分方法也依賴主觀認定；圖解法的特色是經過訓練以幫助受試 者了解構圖技巧，並利用評分系統將受試者的認知結構以量化的方式呈現，限制 同樣為評分原則過於主觀；而量尺法則以統計及客觀的方法對認知結構加以評 量，可產生圖解以及其分數，但其限制是在統計分數接近時常無法實際了解其意 義（江淑卿、郭生玉,1997）。

而余民寧對於評量方法的研究上也有類似的主張，他認為一種理想的評量方 法，至少應該能夠表徵出：(1)某個主題結構的各種組成概念；(2)聯結各個概念 間的關係；(3)聯結關係的適當性與正確性（余民寧，1997）；而測量知識的方法 主要有三項特性：(1)所測量的知識結構是靜態的。(2)所測量的知識結構屬於陳 述性知識，對於程序性知識的測量較為有限。(3)不同的測量方法僅測量部分複雜 的認知表徵，且各有適合的領域（Royer,Cisero ＆ Carlo,1993）。

三、小結

綜合上述文獻探討，可以得知要完全一窺學童學習過程的認知結構及改變，

是非常的不容易，因為認知結構就如同是「馬賽克」（mosaics）一般（Head &

Sutton,1985），利用單一種測量方式並不能獲得學童真實的認知結構，所以本研 究將採用更多元的測量方式，包括學習成就測驗試題、語意流程訪談，以及訪談 資料以認知結構、訊息處理策略、概念主題分類等來多元分析，以求能更貼近真 實，描繪出學習者在學習前後的概念改變及認知結構的差異。

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