電腦輔助教學

一、 電腦輔助教學意義

電腦輔助教學(Computer Assisted Instruction, CAI)為事先將經過完整規劃的課 程與教材，透過程式設計與適當評估後編寫為軟體或存入電腦中，同時提供呈現 動畫、模擬情境與播放音效等不同效果。學習者可依照自身需求調整學習進度，

以與電腦互動的方式進行自我學習(劉祥通與何素華，1997)。

有關電腦輔助教學歷史可追溯至 Pressey (1927)提出的教學機(teaching

machine)。其後，Skinner (1958)提出編序教材理念，其認為因應人口增加，教育普 及等社會現況，應發展配合聲光效果之教學機以輔助教師進行教學，並能增加學 生主動學習心理。蔡俊傑(1994)指出，電腦輔助教學是為因應學生個別差異，為提 升教學效果及學生學習效率而產生之新型教學模式。

張霄亭(1994)將教學媒體發展分為四個世代，在其媒體劃分下，第一代教學媒 體包括教師演示、粉筆與黑板、戲劇、實物展覽、模型、圖表、地圖等實際物品，

其特點為不須使用電力進行教學；第二代媒體包括教科書、作業簿、測驗考卷等 紙本物件，將印刷技術帶入教學媒體中；第三代媒體進展至照片、幻燈片、實物 放映機、影片、錄音檔、電視節目等，比起第二代媒體運用了更多不同機器進入 教學；第四代媒體則注重人與機器間的互動，著重編序教學，使個體學習邁向自 動化歷程。因應自動化學習目的，使用電腦進行教學之輔助教學型態即為電腦輔 助教學的開端。

Hicks 和 Hyde (1973)將電腦輔助教學定義為一套可供多人同時使用，具互動 性，可提供與控制個人化學習環境的系統。蔣德勉(1983)認為電腦輔助教學是將電 腦作為教學機進行教學輔助的教學行為。施婉悅(1996)整理前人定義，將電腦輔助 教學看作一種使用電腦作為教學輔助器具的教學形式，其教學內容經專家設計，

學習者可依照個別需求安排學習進度，又可得到即時回饋之教學方式。

洪榮昭(1992)指出以電腦當作教學媒體(Teaching with Computer)之教學行為可 分做兩種形式，其一為電腦協助教學(Computer-aided Instruction)，另一種形式則為 電腦輔助教學(Computer-assisted Instruction)，差異為電腦輔助教學強調學習者自主

學習效果。由此可見電腦輔助教學中，其引發學習者學習動機，達成自我學習目 標之功能實屬關鍵。

張俊彥與董家莒(2000)指出電腦輔助教學軟體為達到有效學習的目的，衍生出 許多不同的表達方式或教學策略。洪榮昭(1992)、張霄亭(1994)將電腦輔助教學軟 體依照其功能分類如下：

（一）練習式(Practice and Drill)電腦輔助教學

練習式電腦輔助教學軟體之設計目的在於幫助學習者進行反覆且多次的練 習，多用於在學習者已接受過單元課程，需藉由多次練習以加深單元觀念印象，

進而達到熟悉觀念之功。如數學中加減運算練習、英文單字記憶、各種符號學習 等。

（二）輔導式(Tutorial)電腦輔助教學

輔導式電腦輔助教學軟體須能依照學習者之學習能力與程度差異，提供不同 程度的知識與現象說明。相當於個人教師概念。洪榮昭(1992)指出，此類學習方式 將教學責任完全賦予電腦，在設計時必須注意學生的學習步驟，具有設計課程之 困難性，因而較少為人使用。

（三）模擬式(Simulation)電腦輔助教學

此類教學軟體對學習者無法直接碰觸或觀察之場景或現象進行模擬，透過此 類軟體達到訓練與學習目的。主要功能為提供學習者解決困難、達成目標與瞭解 環境三項訓練。

（四）遊戲式(Instructional Games)電腦輔助教學

具遊戲性質之教學軟體基於其多樣變化，容易引起學習者之學習動機，並可 透過遊戲進行強調獎懲效果。有時此類軟體提供之遊戲並無教學效果，但可結合 相關教學內容或方法，達到寓教於樂目的。

（五）問題解決式(Problem-solving)電腦輔助教學

此類教學可分做兩種形式，一種為學習者以現有數據或資料進行分析，得到 需要的結果；另一種則為先設定需要的結果，學習者需思考得到已設定結果之方 法。

綜上所述，眾位學者均將電腦輔助教學看作一種教學形式而非主要教學內容。

Scarlatos (2002)指出，在小組學習情境中，須具備可引導小組思考之指導者。簡言

之，在電腦輔助教學情境之下，主要教學者仍為教師，電腦扮演的是提升學習者 學習興趣與學習動機之輔助角色。此外，學者亦特別強調電腦輔助教學支援個別 化學習、回饋迅速、學習者自由操控、引發學習動機、增強學習成就等相關特性，

可見在此電腦軟硬體急速發展，學童習於電腦等多媒體聲光刺激的時代，將電腦 輔助教學引入一般教學當中實屬必要。

二、 電腦輔助教學相關理論

電腦輔助教學將電腦科技使用融合於教學概念中。而電腦輔助教學方法之發 展亦須奠基自相關教學理論。蔡俊傑(1994)、蕭金慧(2001)均指出三個與電腦輔助 教學具關聯性之學習理論。

（一）行為理論(Behavioral Theory)

張春興(1996)認為 Skinner 提出的操作條件作用學習論是一種「將學習視為透 過增強而增加刺激與反應間連結的過程」，因此教學者必須提供學習者足夠之教學 刺激與回饋，藉以提升教學成效。蔡俊傑(1994)指出練習式電腦輔助教學符合行為 主義中三大定律：效果率、接近率與練習率。蕭金慧(2001)認為電腦輔助教學中之 編序教學法原理與操作條件作用學習論之連續漸進法雷同，在教學活動中將問題 與概念分割為較小的行為目標，並分別提供增強。舉例而言，前述之練習式電腦 輔助教學利用此教學理論，電腦對學習者提出問題(刺激)，學習者提出回覆，而電 腦根據學習者之回答給予回饋，並可重複不斷練習直到學習者確實熟悉該教學內 容。

（二）認知理論(Cognitive Theory)

認知理論包含訊息處理論及認知表徵論兩派理論。訊息處理論認為當人類感 官接收到外在環境刺激時會產生注意，而後進入個人內在認知系統，形成短期記 憶。再經過記憶強化過程轉化為長期記憶，供個人隨時進行提取。蔡俊傑(1994) 指出，認知理論強調內在認知歷程，強調教學須符合動機原則、結構原則、順序 原則與增強原則。蕭金慧(2001)將輔導式電腦輔助教學歸類於應用此學習理論之教 學形式，輔導式電腦輔助教學內含教學內容，可指引學習者吸收新知識的明確方 向，輔助學習者吸收知識。同時，電腦輔助教學之提示、重複、補充資料等功能 亦可加深學習者記憶(張春興，1996)。

張春興(1996)指出 Bruner(1966)的認知結構論為人類對其所處環境中事件或物 體轉換為內在心理事件之過程。張霄亭(1994)認為教學媒體的功能在於將教學內容 轉換為對學習者有意義的符號，進而達到學習效果。魏丕信與朱家偉(1998)亦認為 此類自具體逐漸進入抽象的連續教學過程，有助於學習者教學內容的理解。蕭金 慧(2001)指出，電腦輔助教學可透過不同方式媒體呈現教導學習者學習新概念或事 物。

（三）社會學習理論(Social Learning Theory)

Bandura(1963)認為人類學習受他人行為之影響，個體經由觀察並模仿他人行 為來進行學習(蔡俊傑，1994；張春興，1996)。蕭金慧(2001)認為模擬式電腦輔助 教學可提供類似功能，以電腦模擬出實際情境，學生可透過觀察該情境以習得正 確行為。且學習者不須具體經驗事件，僅透過抽象化操作即可學習新知，可彌補 傳統教學中受限於人力、財力等資源限制而無法進行使學習者親身體驗學習之遺 憾。

蕭金慧(2001)統整此三項學習理論，指出電腦輔助教學既符合行為理論中之連 續漸進法原理，可將教學內容解構成較小單位之概念，反覆提供學習者練習機會 並給予增強；同時電腦輔助教學亦可透過不同媒材結合，提供學習者經過組織且 有意義的訊息；此外，電腦輔助教學可模擬出不同學習情境，學習者可透過在該 模擬情境中的操弄或觀察習得行為。由此可見，電腦輔助教學具有一定程度之教 學實用性，並可因應學生之個別差異進行進度調整，若授課教師運用得當，電腦 輔助教學將可成為有助於學習的教學方式。

三、 電腦輔助教學特性

（一）電腦輔助教學在教學中可扮演角色

蕭金慧(2001)將電腦在教學中能夠扮演，與學習者互動之角色分為以下四項：

1.教學者：

電腦扮演教師功能，對學習者進行指導，並提供學習者練習機會。同時可依 照學習者的學習進度進行不同層次教學。同時，其立即回饋功能也使電腦成為一 項優良教具。蕭金慧(2001)指出，電腦作為教學者非常適合作為進行教學與補救教 學之用，可以使用遊戲式、家教式、輔導式或測驗式等各種形式軟體進行教學。

2.工具：

由電腦可提供之網際網路、滑鼠、鍵盤、掃描器、文書處理軟體、繪圖軟體 等服務，使得使用者可將電腦作為學習輔助工具，輔助其完成學習任務，達到事 半功倍之效。

3.被指導者：

當學習者需要運用電腦完成任務時，其首先必須對該任務有全面性認知，且 學習者亦須熟習電腦操作，從與電腦的互動當中獲得邏輯思考及判斷能力。

4.娛樂：

市面上不乏許多不同形式遊戲軟體，亦有將教學融入遊戲形式中的教學軟體。

同時，網際網路與電腦硬體發展也使得許多往日娛樂形式如閱讀、電影或音樂欣 賞等可透過電腦進行，使電腦達到娛樂之效。

（二）電腦輔助教學特性

韋金龍(1990)認為電腦輔助教學包含適合個別學習、營造高昂學習氣氛、回饋 速度快、增進邏輯思考與推理能力、增進打字技術、保存學生紀錄、可靠、激發 學習動機並增進學習效果、補救人類記憶不足點、促使主動學習、強調學習者自 主控制、內定精簡、適應個別差異、活潑展現教材、易於結合其他媒體展現教學

韋金龍(1990)認為電腦輔助教學包含適合個別學習、營造高昂學習氣氛、回饋 速度快、增進邏輯思考與推理能力、增進打字技術、保存學生紀錄、可靠、激發 學習動機並增進學習效果、補救人類記憶不足點、促使主動學習、強調學習者自 主控制、內定精簡、適應個別差異、活潑展現教材、易於結合其他媒體展現教學