資訊融入教學的學習理論

一ゝ行為主義的學習理論

行 為 主 義 ， 又 稱 為 「 刺 激 反 應 論 」 或 「 聯 結 論 」， 著 重 可 被 觀 察 與 直 接 測 量 的 行 為，認 為 個 體 的 學 習 是 不 斷 的 刺 激 與 反 應 的 結 果，否 定 了 人 的 精 神 等 心 智 歷 程。學 派 創 始 人 為 美 國 的 約 翰 華 生(John B. Watson)，他的論 點 與 後 來 的 行 為 學 派 代 表 人 物 桑 代 克(E. L. Thorndike)、斯肯納(B. F.

Skinner)及帕夫洛夫(Pavlov)主導了二十世紀的前半世紀心理學發展。

桑 代 克 研 究 嘗 試 錯 誤 學 習 ， 並 將 此 學 習 的 因 素 分 析 歸 納 為 三 個 原 則 ， 提 出 了 學 習 三 定 律 ：1.練習律(law of exercise)：練習次數愈多，個體的某 種 反 應 與 某 一 刺 激 間 的 連 結 則 愈 加 強。2.準備律(law of readiness)：個體身 心 狀 態 準 備 反 應 時，聽 其 反 應 則 滿 足，阻 止 其 反 應 則 苦 惱。3.效果律(law of

effect)：反應後獲得滿足效果者，反應將被強化，刺激反應間之連結加強，

反 之 ， 無 效 果 之 反 應 將 逐 漸 減 弱 。(張春興、林清山，1981)。而斯肯納是 操 作 制 約 學 習 理 論 的 創 始 者 ， 操 作 制 約 又 稱 為 工 具 制 約 或 工 具 學 習 。 與 古 典 制 約 所 不 同 的 是 ， 操 作 制 約 是 由 個 體 自 發 性 的 產 生 行 為 ， 而 古 典 制 約 則 是 非 自 願 的 反 應 。 斯 肯 納 以 桑 代 克 的 理 論 為 基 礎 ， 建 立 了 增 強 、 懲 罰 、 消 弱 的 操 作 制 約 理 論 。

綜 上 所 述 ， 行 為 學 派 應 用 於 教 學 中 ， 若 學 生 外 在 行 為 表 現 良 好 ， 則 進 行 正 面 的 回 饋 或 酬 賞 ， 期 望 增 加 正 面 行 為 出 現 的 機 率 ； 而 學 生 的 學 習 則 透 過 反 覆 的 練 習 ， 增 強 刺 激 與 反 應 間 的 聯 結 。 但 行 為 學 派 的 學 習 理 論 只 關 心 改 變 了 哪 些 外 在 行 為 ， 對 於 學 習 者 的 心 理 與 精 神 狀 態 ， 卻 宛 若 黑 箱 無 從 得 知 。

在 資 訊 融 入 教 學 上 應 用 行 為 主 義 的 理 論 ， 便 是 讓 學 生 透 過 不 斷 練 習 及 與 電 腦 軟 體 的 互 動 而 獲 得 知 識 或 了 解 概 念(沈中偉，1992)。沈中偉並把應 用 行 為 主 義 至 電 腦 教 學 上 歸 納 出 下 列 六 項 要 點 ：

(1)設計教材前先確定學習目標與分析學習者之先備知識。

(2)將教材分成若干小單元，每次只教(或學)一個小單元。

(3)小單元的編排順序，應由簡單至困難。

(4)學習者可立即解決問題並獲得適當的回饋(增強)。

(5)回饋需為正面的、積極的並不具諷刺性的。

(6)配合學生的能力，提供適當的練習。

行 為 學 派 的 應 用 結 果 就 是 「 編 序 教 學 」(Programmed Instruction)。在 教 學 中 常 見 的 教 學 機 與 電 腦 輔 助 教 學(CAI)，皆是運用編序教學的原理。編 序 教 學 採 用「 直 線 式 」的 編 序 方 式，將 教 材 內 容 分 成 許 多 小 而 具 體 的 單 元 ， 再 透 過 有 次 序 的 編 排(莊淑如，2002)，並在每一個小單元教學之後立即測 驗 ， 並 立 即 給 予 回 饋 ， 確 定 學 生 完 全 了 解 學 習 內 容 之 後 ， 才 進 行 下 一 個 步 驟。因 此 ， 編 序 教 學 的 基 本 原 則 ， 是 將 教 材 內 容 詳 加 分 析 ， 使 之 成 為 前 後 連 續 的 小 單 元 ； 由 簡 而 繁 、 由 淺 而 深 地 順 序 排 列 ， 就 像 登 階 梯 一 樣 ， 只 要 第 一 階 層 通 過，即 可 以 此 為 基 礎 晉 升 到 第 二 階 層 學 習；只 要 第 二 階 層 通 過，即 可 再 以 第 一、二 兩 階 層 學 得 經 驗 為 基 礎 晉 升 到 第 三 階 層 的 學 習 。 如 此 層 層 而 上 ， 最 後 即 可 達 到 預 定 的 教 學 目 標(張 春 興 ， 1989； 陳 昭 雄 ，1984)。

國 內 學 者 將 編 序 教 學 加 以 分 析 歸 納 後 ， 列 出 四 項 主 要 特 徵(沈中偉，

1992)：

(一)步驟(small step)

將 教 材 分 析 成 許 多 小 步 驟 ， 學 習 者 依 序 學 習 ， 即 直 線 編 序 之 意 。

(二)反應

學 生 必 須 對 教 材 產 生 反 應 ， 正 確 的 反 應 才 能 得 到 增 強 ， 不 正 確 的 反 應 則 獲 得 修 正 。

(三)立即反應與回饋

學 生 反 應 之 後 ， 立 即 被 告 知 其 反 應 是 否 正 確 ， 正 確 的 反 應 回 饋 為 正 增 強 ， 錯 誤 的 反 應 則 回 饋 為 更 正 方 法 。

(四)自我調整學習

學 生 依 自 我 學 習 的 步 調 進 行 編 序 教 學 。 編 序 教 學 ， 是 一 種 藉 由 系 統 化 的 安 排 ， 增 進 學 生 學 習 效 率 的 方 式 。 應 用 在 人 類 的 基 礎 學 習 和 技 能 方 面 的 學 習 十 分 有 效 。 但 面 對 人 類 複 雜 的 認 知 、 學 習 歷 程 及 問 題 解 決 過 程 時 ， 將 無 法 提 供 明 確 的 說 明 。

由 此 可 知，編 序 教 學 是 一 種 學 生 的 自 學 方 案，教 師 僅 站 在 輔 助 的 立 場，

先 將 教 材 按 照 由 簡 到 難 的 次 序 編 寫 好 ， 再 由 學 生 依 自 我 的 學 習 步 調 來 自 學 。 編 序 教 學 雖 有 個 別 化 教 學 的 優 點 ， 但 在 以 班 級 教 學 為 主 、 又 受 限 於 教 學 時 數 的 教 學 現 況 下，此 種 教 學 法 僅 適 用 輔 導 少 數 學 習 困 難 的 學 生。再 者，

並 非 所 有 領 域 的 科 目 均 適 合 編 寫 成 階 梯 式 的 教 材 ， 如 語 文 寫 作 指 導 、 數 學 運 算 歷 程 與 化 學 操 作 實 驗 ， 此 類 課 程 除 了 教 師 難 以 編 寫 教 材 外 ， 若 勉 強 將 學 科 知 識 編 為 零 碎 的 片 段 ， 反 而 難 以 一 窺 知 識 的 全 貌 。

綜 上 所 述 ， 行 為 主 義 應 用 於 資 訊 融 入 教 學 時 ， 強 調 的 是 反 覆 練 習 、 學 習 歷 程 的 立 即 回 饋 、 並 讓 學 生 依 能 力 進 行 自 主 學 習 。 雖 然 簡 單 的 學 習 行 為 可 以 透 過 反 覆 操 作 達 到 精 熟 ， 但 內 在 的 認 知 歷 程 與 人 類 的 複 雜 行 為 ， 卻 無 法 單 以 刺 激-反應來解釋。因此，有學者提出認知理論以解決教學相關衍生 問 題 。

二ゝ認知學派的學習理論

相 對 於 行 為 學 派 所 強 調 的 學 習 ， 是 經 由 「 刺 激-反應」與「反覆練習」

達 到 行 為 的 改 變 ， 認 知 學 派 則 認 為 ， 人 類 的 複 雜 行 為 產 生 是 基 於 認 知 ， 在 面 對 不 同 情 境 時 會 產 生 思 考 與 了 解 ， 最 後 才 做 出 行 為 表 現 。 廣 義 來 說 ， 認 知 學 派 的 學 習 理 論 焦 點 ， 在 討 論 人 類 智 能 發 展 ， 與 探 索 人 類 行 為 的 「 內 在

歷 程 」與「 心 智 歷 程 」。因 此，認 知 學 派 主 要 關 心 感 知、記 憶、思 考 和 創 造 力 等 問 題；沈 中 偉(1992)認為經由此心智歷程，「學習者的角色由被動的訊 息 或 知 識 接 受 者 ， 轉 為 主 動 積 極 的 參 與 者 ， 以 建 構 自 己 的 知 識 」。

若 以 狹 義 的 方 式 解 釋 ， 認 知 學 習 論 就 是 人 類 大 腦 中 的 訊 息 處 理 流 程。

訊 息 起 初 由 接 受 器(如各種感官細胞)接受刺激，再以電化學形式傳導到中 央 神 經 系 統，進 入「 即 時 記 憶(immediate memory)」。而經由選擇性知覺的 控 制 歷 程，將 訊 息 中 不 相 關 的 細 節 忽 略，重 要 的 訊 息 則 傳 導 到 工 作 記 憶 區 予 以 活 化。但 工 作 記 憶 區 容 量 小、持 續 時 間 也 只 能 維 持 十 秒 左 右，所 以 還 要 經 由 統 整 新 舊 訊 息 而 形 成 基 模 的 歷 程，才 會 儲 存 在 長 期 記 憶 區。長 期 記 憶 甚 至 可 持 續 一 生 不 忘。而 當 我 們 面 對 不 同 情 境 時，大 腦 的 控 制 歷 程 會 將 長 期 記 憶 中 的 訊 息 活 化，而 提 取 至 工 作 記 憶 區 或 至 反 應 器 產 生 反 應。活 化 的 訊 息 傳 導 到 合 適 反 應 接 收 器(如手臂與手)，就能形成物理反應，例如寫 字 與 發 聲(如圖 2-1)：

圖 2-1 人類認知的訊息處理模式

訊 息 處 理 論 將 人 類 的 記 憶，視 為 一 個 主 動 且 有 組 織 的 系 統，能 夠 選 擇 資 訊 並 加 以 處 理，然 後 再 把 資 訊 轉 換 為 對 個 體 有 意 義 的 符 號。在 教 學 上 的 影 響 ，是 了 解 資 訊 處 理 過 程 後，如 何 使 學 生「 編 碼 」的 過 程 更 快 速，如 何 使 學 生 的 記 憶 容 量 能 儲 更 多、更 久 的 資 訊，如 何 在 檢 索 及 應 用 時 能 更 方 便。

接受器 即時記憶 選擇性知覺歷程

忽 略

工作記憶區

訊息 長期記憶區

儲 存

反應器

提 取 提 取

依 據 訊 息 處 理 論 的 原 理 與 認 知 理 論 的 學 習 原 則，沈 中 偉(1992)歸納出 電 腦 輔 助 教 學 的 軟 體 設 計 要 點 ：

(1)電腦軟體必須設計選單與圖示，避免過多指令增加記憶負荷。

(2)一次出現一個畫面，並呈現一個重要概念或資訊即可，應避免畫面 過 於 複 雜 ， 以 吸 引 學 習 者 的 注 意 力 。

(3)呈現教材內容時，留有足夠的時間讓學習者思考、組織新訊息。

(4)提供反覆練習的機會，使學習者能將新的概念調適、內化。

(5)學習者可按照自己的需求、程度、狀況，控制學習順序與速度。

(6)分析學習者的先備知識與迷思概念。

(7)提供多重的資訊呈現，如圖表，圖形，動畫，線上操作說明、音效 等 ， 以 增 加 學 習 者 的 訊 息 接 受 程 度 以 利 於 儲 存 。

(8)回饋提供訊息性功能(先提示而不公布答案，除非已嘗試多次錯誤才 提 供 解 答)，以及舊教材與新教材的聯結功能，幫助學生學習。

國 外 學 者Hasher & Zacks(1979)針對訊息處理的特性，也提出三個設計 電 腦 多 媒 體 的 基 本 原 則 ：1.要有簡易比對資訊的特性。2.要有較簡易的分 析 性 呈 現 法 。3.要能形成線索來存取。

由 上 列 軟 體 設 計 要 點 得 知，以 認 知 理 論 為 基 礎 發 展 電 腦 輔 助 教 材，需 安 排 良 好 的 學 習 次 序，將 教 材 簡 單 而 清 楚 的 呈 現，並 讓 學 習 者 有 足 夠 時 間 思 考，以 調 適 及 內 化 產 生 新 概 念。資 訊 的 提 供 要 能 讓 學 習 者 進 入 分 析 比 較 的 思 考，同 時 又 具 有 線 索 的 導 引，讓 學 習 者 在 問 題 的 解 決 中 不 至 於 因 困 難 而 提 早 放 棄 。

另 外，國 小 學 童 的 認 知 發 展，在 各 個 階 段 具 有 不 同 的 特 徵。張 春 興(1997) 在 其 著 作 《 教 育 心 理 學 》 一 書 中 ， 舉 出 皮 亞 傑 與 布 魯 納 的 兒 童 認 知 發 展 理 論 ， 讓 教 師 對 學 生 心 智 發 展 順 序 與 程 度 具 有 概 括 性 的 了 解 。 皮 亞 傑 的 認 知 發 展 是 以 智 力 發 展 為 重 點 ， 個 體 認 知 發 展 為 主 體 ； 而 智 力 結 構 的 基 本 單 位 是 基 模(schema)，基模是一種行動的組織或結構，利用重複作用，可類化 或 遷 移 於 類 似 的 環 境 。 他 認 為 兒 童 目 前 所 遇 經 驗 的 建 構 ， 會 成 為 處 理 新 接 受 資 料 以 及 未 來 事 件 的 基 礎 ， 隨 著 兒 童 與 外 界 事 物 之 間 的 互 動 ， 基 模 也 會 藉 由 組 織 與 適 應 兩 大 功 能 的 作 用 而 成 長 與 變 化(王文科，1987)。

皮 亞 傑 的「 認 知 發 展 論 」，強 調 個 體 在 認 知 生 長 過 程 中 的 積 極 作 用，他 將 兒 童 的 認 知 發 展 過 程 分 成 四 個 階 段 ︰

(一)感覺動作期

(0～ 2歲 )起 初 由 簡 單 的 反 射 行 為，再 由 身 體 動 作 發 展 至 心 理 活 動，末 期 發 展 出 「 物 體 恆 存 」 的 觀 念 。 藉 由 記 憶 不 但 能 模 仿 ， 還 會 用 工 具 輔 助 達 成 目 的 。 這 段 時 期 孩 子 的 行 為 ， 由 反 射 行 為 逐 漸 成 為 目 標 導 向 。

(二)前運思期

(2～ 7歲 )正 值 學 童 未 入 學 與 入 學 初 期，研 究 者 最 多。此 時 易 因 僅 注 意 事 物 的 單 一 向 度 及 層 面，造 成 思 維 不 合 邏 輯。另 外 守 恆 的 概 念 不 易 形 成 ， 要 到 後 期 才 會 發 展 完 全 。 此 階 段 會 使 用 符 號 來 表 徵 外 在 世 界 能 力 的 發 展 ， 思 想 仍 以 自 我 中 心 ， 有 知 覺 集 中 傾 向 。

(三)具體運思期

(7～ 11歲 )邏 輯 思 考 能 力 的 增 進 。 能 理 解 可 逆 性 與 守 恆 觀 念 ， 思 考 能 力 的 增 強 。 思 考 降 低 集 中 。 解 決 問 題 較 不 為 自 我 中 心 所 限 。 此 階 段 較 能 理 解 抽 象 、 複 雜 的 事 物 。

(7～ 11歲 )邏 輯 思 考 能 力 的 增 進 。 能 理 解 可 逆 性 與 守 恆 觀 念 ， 思 考 能 力 的 增 強 。 思 考 降 低 集 中 。 解 決 問 題 較 不 為 自 我 中 心 所 限 。 此 階 段 較 能 理 解 抽 象 、 複 雜 的 事 物 。