壹、電腦輔助教學
一、電腦輔助教學的意義
電腦輔助教學，翻譯自Computer Assisted Instruction，簡稱CAI。
它已蔚為現代改善教學方式的一股洪流。根據研究報告指出，使用互動 式 多 媒 體 作 教 育 訓 練 ， 可 以 減 低 成 本 64% ， 減 少 原 來 學 習 時 間 36%
（Merrill, Hammons, & others 1996；引自李國海，2002），因此多 媒體應用於教育，可以說成效受到肯定。Kulik & Kulik(1992)授曾經 分析一百九十二篇電腦輔助教學的論文後，發現使用電腦輔助教學後，
學生成績進步了11%，學生學習態度提高了28%，學生綜合效果進步了 32%，可見電腦輔助教學的功效。
王全世（2000b）認為「電腦輔助教學」是利用電腦相關科技來設 計一套教學或學習的材料，用以協助教學者從事教學，或由學習者自行 操作學習，使學生能按照自己的能力和進度來進行學習，並藉由電腦的 多媒體與立即回饋等特性，在人機互動中，增強學習者學習成效的一種 教學方式。劉祥通及何素華（1997）則指出，電腦輔助教學是預先規劃 完整的課程與教材，經設計與適當評估後存入電腦，學生在電腦上按照 一定的步驟，將所欲學習的課程，以與電腦互動的方式進行自我學習。
此外林永吉（1990）亦指出「電腦輔助教學」是以電腦作為教學媒體，
以協助教師教學，輔助學生學習教材，達到個別化、補救教學或精熟學 習的編序教學活動。其中 instruction 等於 teaching 加 learning，所 以電腦輔助教學意指有教有學、教學兼具、教學相長（邱貴發，1994）。
此外邱貴發（1994）指出電腦輔助學習的核心概念是指在某個文化 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（圖2-1）。依據這個理念，學習理念和電腦 科技都是依據領域知識而選用的，電腦輔助教學產品的設計與發展也是
由領域知識的屬性主導。
黃富廷（2000）綜合中外學者對電腦輔助教學之學說整理成如下：
「本質上，CAI 係指所有以電腦作為教學輔助工具之個別化、互動式、
指導式的學習活動，其教學過程透過電腦與教學軟體之搭配使用，結合 電腦在多媒體、高容量儲存技術、以及資料庫等方面的現代科技，將教 材內容化為影、音、圖、文之形式，對學生提供豐富的多重感官刺激，
形成一種異於傳統教學的獨特教學方式，在現代用語中，CAI 亦同時具 備教學軟體之意涵」。
在電腦輔助教學的策略運用上，Gagné 強調先要確定學習的工作目 標，擬定教學活動及設計學習階段，注意學生的內在條件及學習的外在 情境，唯有透過內在的先備知識與技能，並和認知處理步驟與外在的支 持性環境刺激的有效互動，才可能產生所預期的學習結果。因此 Gagné 提出外在教學活動的程序，詳見圖 2-2，此程序除對電腦輔助教學設計 深具意義外，於軟體如何引發學生的學習動機、使學生享受學習樂趣，
亦是教學軟體之發展重點（引自董家莒，2000）。也即是說，CAI 的教
文化／社會環境
電腦輔助學習 F
E
G
D
A 領域知識
C 電腦科技 B
學習理念
圖 2-1 電腦輔助學習的位置
資料來源：引自邱貴發（1994:16）
學環境必須以電腦為工具，且引導此環境的軟體，必須表現出交談式或
資料來源：引自董家莒（2000:17）
可做為教師選擇電腦輔助教學軟體的依據。
(一)行為主義（Behaviorism ）
行為主義是早期電腦融入教學的理論依據。行為主義是美國心理學 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」(Stimulus-Response Theory)，此學習論主要 以聯結的觀點，來說明動物或人類外表上可觀察到的行為的改變，而對 於和心智有關的問題則避而不談。因此，行為學派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（蘇琲雯，2001）。
若將行為學派之操作制約理論應用於各類教學上，即為編序教 學 。編序教學（Programmed instruction，簡稱PI）的原理是Skinner 於1950 年代所提出的，就是應用操作條件原理中的連續漸進法原理，
將教材內容經過分析之後，細分成很多小單元，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，再提供增強的活動（張春興，1998）。理論上，編序教學採用了 制約學習理論中的兩個重要觀念，亦即增強作用及刺激與反應聯結。可 見，編序教學法的基本要點是學生在學習過程中必須隨刺激的呈現而反 應，反應正確者由增強而保留，反應錯誤時必須改變反應，否則無法按 序進行。
Skinner（1968）提出學習要成功，教學者必須提供足夠的刺激，
並激發學習者提供某種回饋，而達到良好學習效果的關鍵在於學習者能 夠反覆練習，並且樂於學習。因此電腦輔助教學正好可以提供當時教育 理論兩項重要的因素：反覆教學與回饋機制。其中最常被引用的即為編 序教學法。編序教學理論在電腦輔助教學的應用如下（沈中偉，1995；
陳英娥，1992）：
1.每一畫面僅提供少量訊息，每次只教導一個小單元（小步原則）。
2.學習內容宜由易而難呈現。
3.提出問題讓學生作出自己的答案（自動原則）。
4.學生回答後，電腦根據答案的正確與否，給予不同的回饋（立即確認 原則）。
5.學生學習概念之後，電腦給予不斷練習的機會，並提供增強正確答案 的機會直到熟練為止（自定進度原則）。
（二）認知理論（Cognitive Theory）
認知心理學（cognitive psychology）係探究人類「思考之歷程」，
以人類如何獲取知識、如何儲存知識和如何使用知識為研究核心。一般 而言，認知歷程包括注意、知覺、理解、心像記憶、思考、推理、心智 發展以及適應環境解決問題等複雜歷程（張春興，1998）。在認知心裡 學的學習理論中，以訊息處理論及認知表徵論為為最主要的兩派理論
（張春興，1998）。分別說明如下：
1. 訊息處理論（ information-processing）：
林寶貴（2001）認為訊息處理論在心理學佔有極重要的地位，對於 特殊教育而言，更是一重要的學習理論，教師可藉由訊息處理論，瞭解 特殊兒童在訊息處理過程中所遭遇的困難，從而為他們找出解決或可用 的學習策略。
訊息處理理論是將認知活動視為若干規則之負荷體交互作用的結 果，這些規則雖然是執行認知活動的基本單位，但個體認知活動或解決 問題的能力，決定於共同運作的結果，因此，每一個規則並非獨立存在
（徐照麗，2000）。其理論係解釋人類在環境中，如何經由知覺、注意、
辨識、組織和記憶等內在的心理活動，以吸收並運用知識的歷程。人類 的感官會因外在環境中的刺激的輸入，而產生注意，而後進入個人內在 的認知系統中，成為短期記憶；接著在經由運作記憶強化的過程，將短 期記憶再轉化為長期記憶，然後供個人隨時提取(蕭金慧，2001）。強
調人與環境交互作用，能主動選擇甚至操縱環境從而獲得知識，而交互 作用是一個複雜的內在活動歷程，亦即訊息處理歷程。Gagné（1985）
提出一個基本的訊息處理模式，如下圖2-3。
訊息處理理論對學習的主要觀點有:(1)學習者在學習的歷程中扮 演主動積極建構的角色(2)在學習歷程中有較高層次的認知歷程(3)學 生既有知識的重要性(4)學習不僅是概念的改變更應是認知結構的改變 (郭重吉，1988；張新仁，1988)。
訊息處理的學習論對電腦輔助教學的設計也有相當的啟示。從認知 理論的觀點來看，電腦輔助教學在人類如何吸收新知織上，扮演一個指 引明確可行方向的角色，即此過程中控制了與學習和記憶活動有關的認 知策略，這些活動就是類似注意力的集中，輸進資訊的編碼，以及儲存 資料的回憶等此類的行為（羅秀芬，1985；蕭金慧，2001）。Gagné（1985）
認為學習活動應包含下列的處理階段:
(1) 注意：決定著對外來刺激的接收程度和性質。
(2) 選擇性知覺：把刺激轉換成某種形式，使之儲存於記憶中。
環 境
動作器 反應發生器
感覺接收器 感覺紀錄器 短期記憶 長期記憶
感覺 注意歷程 收錄歷程
執行控制 期望
圖 2-3 學習與記憶的訊息處理模式
資料來源：Gagne＇e R. M.,1985:71
(3) 複誦：維持和重複儲存短期記憶中的各個項目。
(4) 語意編碼：將資訊轉換為概念的、有意義的形式，為長期儲存做準 備。
(5) 檢索(包括搜尋)：儲存的資訊回到短期記憶或反應發生器的結構 中。
(6) 反應組織：決定著反應的基本形式和行為表現的型式，這一結構在 於保證有組織的行為之發生。
(7) 行為表現：激發反應，導致活動的型式得以從外在觀察到。這一階 段，向外界的觀察者表明已習得的能力或傾向。
(8) 回饋：使學習者看到他的行為表現效果，也就是說，這個結構使學 習者證實或肯定他的學習已達到目的。
2. 認知表徵論：
布魯納（Bruner）的認知表徵論視人類對其所處周遭的環境中，經 知覺而將外在物體或事件，轉化為內在心裡事件的過程，他將人類認知 表徵的發展分為三個時期，分別為（一）動作表徵期（二）形象表徵（三）
符號表徵（張春興，1998）。主張個體學習與經驗的獲得，是配合學生 身心發展，從求知活動中發現原則，進而整理統合，組織成自己的知識 經驗，並強調由具體到抽象的連續經驗。其要義為（張春興，1998）：
(1) 直覺思維是發現學習的前奏。
(2) 學習情境的結構性是有效學習的必要條件。
(3) 探索中發現的正誤答案具有回饋價值。
認知理論認為任何教學都應配合形狀、大小、聲、光、色的變化，
以提高知覺連結的效應。電腦輔助教學即為應用圖形、顏色、動態影像 的呈現方式，使學生經由知覺連結提昇至意義連結的學習歷程，尤其多