電腦輔助學習的學習理論

電腦融入教學的過程中已不僅僅是工具（tool），而更應該被視為是環境

（environment），是工具，人類尚可拒絕使用；是環境，則無可避免的置身其中，

為了讓電腦能有效的促進學習，成為學習的好夥伴，首先必須精緻化電腦教學軟 體（洪榮昭、劉明洲，民 86 年）。要精緻化電腦教學軟體，必須有適當的學習理 論做為軟體設計的理論基礎。邱貴發（民 83 年）認為電腦輔助學習的核心概念 是在某個文化社會環境中，以領域知識為主幹，運用合適的學習理念及合適的電 腦科技輔助該領域知識的學習。依據這個概念，學習理念和電腦科技都是依據領 域知識而選用的，電腦輔助學習產品的設計和發展是由領域知識的屬性主導。圖

2-2-1 表示電腦輔助學習這個領域，是在某個文化社會中，由領域知識、學習理 念、及電腦科技三者整合而成的研究發展領域。所以電腦輔助學習的研究者和發 展者，應充分了解文化社會環境、領域知識、學習理念、電腦科技四方面的發展 情形，應在充分考慮文化社會環境的前提下，把電腦科技和學習理念整合到領域 知識的學習過程中。本節主要在探討學習理念，第四節探討與本訮究相關的領域 知識，第五節探討應用到的電腦科技。

圖 2-2-1 電腦輔助學習的位置（引自邱貴發，民 83）

沈中偉（民 84）於「多媒體電腦輔助學習的學習理論基礎研究」中，採用文 獻分析法，蒐集與整合有關多媒體與超媒體電腦輔助學習環境的學習理論基礎文 獻，提出應用在設計與發展多媒體電腦輔助學習的原理原則，他認為不同的理論 基礎在設計多媒體電腦輔助學習時所該掌握的原則也會有所不同。在這裡將針對 本研究會用到的學習理論進行探究：一、Nelson 超文件理念。二、行為主義

（Behaviorism）。三、建構主義（Constructivism）。等三項，以應用於本軟體

的設計上。

一、Nelson 超文件理念 

Nelson 於 1978 首先創造「超文件」（hypertext）一詞（引自沈中偉，民 84）。

沈中偉（民 84）認為超文件並非依順序性的方式呈現文章內容，超文件的使用者 可按照自己的需求、興趣、學習速度、學習時間等，任意連結到相關的節點，而 各個節點可由連結的方式將其串連起來。如果拿超文件與傳統的圖書做比較，傳 統的圖書是一頁一頁以循序式（sequential）的方式呈現資訊，而超文件是非循序 式（nonsequential）的。學習者可由許多不同位置取得同一資訊，這是傳統圖書 做不到的（Jonassen，1988；引自胡瑞明，民 90）。由於電腦科技的進步，人機介 面的成熟與網路的普及，使得 Nelson 的超文件理念可以實現。

沈中偉（民 84）認為從認知心理學的觀點來看，超文件應該可以增進學習效 果，因為超文件提供了彈性和非循序式的環境，注重概念之間的鏈結關係，而不 是支離破碎的知識；此種概念之間的鏈結關係，有助於記憶、理解與概念的建構。

隨著資訊科技的發達，除了網路可提供超文件，許多的電子書或設計軟體，

也都提供了超文件的連結方式。唯一和網路不同的是，網路可連結到世界各國的 網站，而光碟類的電子書，只有在自己的本文中呈現超本文。

二、行為主義（Behaviorism）

黃世傑（民 84）指出教學策略受到教學理論的影響，而教學理論的演進有如 生物物種的演化一樣，隨時間的推進而有不同的理論發展，在本世紀七○年代以 前教學策略主要受行為主義所主宰，七○年代之後由於認知心理學開始發展，皮 亞傑教學模式的提出，使學生的學習更有效而有意義，八○年代由於認知心理學 派又發展訊息處理理論，使得教學策略也重視學生的長期記憶，到了九○年代認 知心理學派更進一步提出建構論的教學策略，使得學生的學習能夠主動建構知識

而獲得真正的學習。

沈中偉（民 84）指出行為主義係由美國心理學家 John Watson 於 1913 年所創 立，其學習理論通常稱為「聯結論」或稱為「刺激—反應論」（Stimulus­Response  Theory），主張學習乃是由於刺激與反應之間新關係的聯結，而這些聯結的形成 又受增強（reinforcement）、練習等因素的影響。

行為學派中的編序教學是由 Skinner 於 1950 年代提出的，編序教學就是把教 材內容經過分析之後，細分成許多小單元，各小單元按其先後層次的關係加以組 織，由淺入深，由簡而繁，最後將教材呈現，讓學生個別學習。其特色是小步原 則，學生容易吸收，而且立即給予回饋。可見，編序教學採用了行為主義中的兩 個重要觀念，也就是增強作用及刺激與反應聯結。

1968 年，Skinner 身體力行，設計了一個直線式的編序教材，學生先要將答 案欄遮蓋起來，一次只看一道題目，將答案寫在空白處，再看看正確的答案。整 個教材呈現的特點是從簡單的事實敘述開始，慢慢介紹專有名詞，由專有名詞再 逐漸轉換其它概念，步步導引，最後使學生對整個主題有所了解（引自鍾聖校，

民 89，p.117）。

沈中偉（民 84）提出更完整的應用行為主義在多媒體電腦輔助學習設計與發 展上的原理原則：

1、 在設計前，應先確定學習目標、學習者的特性與先備知識。

2、 從事工作分析，將每個大單元分成數個小單元，每次只教導一個小單元，

以利學習。

3、 教材安排由易而難呈現。

4、 回饋或增強之呈現方式應適合學習者的年齡、程度與需求。例如：給予 成年人的增強，則不應該與提供年幼的兒童一樣。

5、 當學習者達到教學目標時，應給予正增強，而且所給予之增強應讓學習

者無法預測或不固定，以維持學習動機。

6、 回饋應該是積極性的與親和性，而不是諷刺性的。

7、 對於正確的回答應給予立即回饋，但須避免過度的讚賞，而忽略了學習 內容。

8、 對於錯誤的回答應給予訊息性的回饋（informative feedback）或改正性的 回饋（corrective feedback），提示為何回答是錯誤的，鼓勵學習者更深入 地思考。

9、 配合教材與學習者的特性，給予集中式練習（massed practice）或分散式 練習（distributed practice），以精熟教材。

雖然現在的教學派典，被認為是建構主義取向，但到教學現場去看，會看到 教師使用行為主義的回饋原則與增強原理，在有些電腦輔助學習的教材裡，也可 看到使用了行為主義的回饋原則與增強原理。吸取行為主義的精華，融入電腦輔 助學習教材裡，才是重點。上述的原理原則就是一個指導方向。

三、建構主義（Constructivism）

建構主義是一個非常龐大、複雜的思想體系，因此本節將依下列四個方向來 探討（一）建構主義的認識論背景。（二）建構主義的派別。（三）建構主義的教 學理念。（四）建構主義對於電腦輔助學習的意含。

（一）、建構主義的認識論背景

知識論（epistemology）是對於知識的本質、型式、如何獲得、如何建立其 正確性、如何發展等等的一些看法或學理上的一些主張，此外它也論及人對大自 然的觀感或認識和大自然本身的性質兩者之間的關係（郭重吉，民 85）。而建構 理論可以說是一個知識理論，所關心的是知識（knowledge）和認識（knowing）

兩大主要現象，知識是屬於靜態的結果，認識則是屬於動態的歷程（詹志禹，民 85）。但是劉宏文（民 85）則認為建構主義並不討論或闡明知識的本質、來源、

及知識的理論等西方傳統哲學所爭論不休的問題；它僅是討論知識如何被認知者 主動建構，而非被動接受的過程。也就是說建構主義著重的是 the way of knowing  或 a theory of knowing，而不是 theory of knowledge（von Glasersfeld, 1995） 。

建構主義是一種源自於哲學、心理學與神經生理學（cybernetics）的知識理 論（von Glasersfeld, 1989；引自沈中偉，民 84）。朱則剛（民 85a，民 85b）則指 出建構主義的根源可以遠朔至十八世紀 Kant 的批判主義（Criticism）思想，或更 早的 Vico 的知識論觀點；但是近代直接運用建構主義一詞的學者，包括由哲學角 度出發的 Goodman 及 von Glasersfeld、同時由哲學與心理學角度出發的 Piaget、

以神經生理學與控制論為基礎的 von Foerster 等人。

1.哲學背景

從哲學的觀點來看，建構主義並不算是一個完整的哲學體系，因為其論述面 著重於知識論。而建構主義思潮興起的主要原因，是對十九世紀哲學主流的實證 主義（Positivism）和邏輯實證主義（Logical Positivism）所主張的「以科學的實 驗方法為知識的唯一驗證標準」的一種反動（朱則剛，民 85a）。

劉宏文（民 85）認為由歷史發展的角度去釐清建構主義與知識論之間辯證的 關係，我們或許更能體會建構主義在科學教育上的意義。傳統西方哲學對知識的 主張及理論，大致上可分為理性主義（rationalism）和經驗主義（empiricism）。

理性主義認為知識來自理性而非經驗，一切知識，無須外求，都可從先天觀念中 演譯而來。數學，尤其是歐氏幾何，被認為是理性知識的典範。經驗主義則認為 知識不可能是先天存在的，即使是數學的定理定義也是從許多經驗中抽象得來 的。理性主義認為有先天自明的知識、真理存在，由這個大前提出發，可以經由 三段論法演譯出許多小命題，而這些小命題再成為另一個大前提，經由這樣的反 覆推論，於是知識系統就得以建立，這就是演譯法（deduction）。但是經驗主義 認為三段論法演譯而來的知識，仍然不超過大前提的範圍，並沒有真正「創造」

出新知識。演譯的結果已包含在大前提的命題之中，它至多僅能產生與大前提相 關的一些零碎的知識片段而已。經驗主義主張歸納法（induction）是經由累積經 驗的事實知識，歸納出我們未曾經驗過的知識，才是知識建立的方法。所以，歸

出新知識。演譯的結果已包含在大前提的命題之中，它至多僅能產生與大前提相 關的一些零碎的知識片段而已。經驗主義主張歸納法（induction）是經由累積經 驗的事實知識，歸納出我們未曾經驗過的知識，才是知識建立的方法。所以，歸