電腦輔助教學相關理論與教學應

電腦輔助教學(Computer-Assisted Instruction, CAI)是指將課程編製成一套可 即時提供學生回饋的教材，並運用電腦作為教學媒體，協助教師教學，提供學 生多感官的學習，以達到學習目標的一種過程(游惠美，1997；魏立欣，2004)。

電腦輔助教學乃植基於行為主義、認知理論、建構主義、情境認知理論等，以 下則針對本研究之相關理論：認知理論與建構理論，整理學者對於上述理論對 電腦輔助教學的影響加以整理與探討 (羅秀芬，1985；鄭晉昌，1993；李文瑞，

1995；邱貴發，1996；張霄亭，1998；陳慧娟，1998；曾建章，2002；沈中偉，

2005；張春興，2007；吳秉蓁，2011)。

一、認知理論(Cognitive Psychology)

認知理論主要分為二個層面來探討知識的獲得與使用，其一為知識在個體 的 記 憶 中 如 何 儲 存 ， 其 二 為 個 體 如 何 使 用 與 處 理 知 識 的 心 智 運 作 歷 程 。 Anderson(1990)與 Mayer(1981)將認知取向中的學習理論定義為「為了解人類行 為，而對人類的心智結構與心智運作歷程所做的科學分析」(引自沈中偉，2005)。

1968 年 Atkinson 與 Shiffrin 提出訊息處理理論(Information Processing Theory)，

此理論為認知理論的主要架構，其內容主張學習是處理訊息，透過注意刺激、

選擇外界的資訊並利用個體擁有的知識基模(schema)進行編碼與訊息存取的一 連串反應。而訊息處理理論應用於電腦輔助教學的觀點如下：

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1. 組織化策略：在學生學習新知識之前，教師可提供前導組織，如運用樹狀圖 等，首先讓學生將其具備的先備知識分門別類，並找出新知識之間的關係作 連結。此方式有助於學生內化新知識，並將之是儲存於長期記憶中。

2. 注意力策略：由於短期記憶容量有限，因此，在教學時，教師可提出關鍵問 題以引導學生注意，並將教材內容適當地組織呈現，有助於注意力分配。採 用電腦化教學時，重要學習概念有條理、有層次，且清楚地逐一呈現，避面 同時提供過多的訊息。提到關鍵資訊時，可配合音效或動畫吸引學生注意 力，幫助學生分辨出訊息重要及不重要之處，以利其訊息處理。

3. 意義化策略：一般常用的建構意義策略如摘要、自我提問等，此策略可透過 閱讀文章後，練習統整出段落重點和心得，或運用自我提問的方式培養自我 調整學習的能力。

4. 記憶策略：指導學生使用心像法或語文意義化的方式，如字鉤法、關鍵字法、

複習策略、口訣等，讓新知識進入長期記憶，並與其他先備知識作結合，新、

舊知識形成網絡，有助於提升學習力。

二、建構主義(Constructivism)

建構主義主要的目的在於瞭解發展過程中的各種活動如何引發學生的自主 學習，以及在學習的過程中，教師當如何適當的扮演支持者的角色。其主張「以 學習者為中心」，由學生直接參與活動，並在實踐中學習。

Vygotsky在1962年提出的社會建構論，此理論應用於學習的主要觀點，兒 童的認知發展是有可能透過楷模或是教師的協助，達到個更高的水平，而個體 的學習發展是由能力範圍延伸至可能發展區(zone of proximal development)。教 師應根據學生的認知能力預估其可能發展的範圍，給予適當的協助，當兒童學 習能力提升時，再逐步撤除協助，此即為鷹架作用(scaffolding)。

社會建構論應用於電腦輔助教學的觀點如下：

1. 教師成為學習輔導者的角色，而教材內容以「學生」為中心進行設計。

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2. 營造豐富多元的學習環境，建立良好的師生互動，使學生的內在認知結構能 和外在的學習環境產生交互作用。

3. 採用鼓勵、讚美的方式，激發學生求知的慾望。

4. 教學過程以問題為中心，採用多元評量方式。

5. 使用多元教學情境，提供學生各種學習經驗，如以具體代替抽象的教學方 式、讓學生有思考或回饋的機會。

綜合以上各派理論於電腦輔助教學的應用可以得知，教材設計者在設計教 材時，應以學生為學習主體，先將教材依難度細分成一系列的小單元，循序漸 進安排課程，並在教學的過程中提供立即且適當的回饋。設計教材時，除了考 量教材難度之外，也應設計接近學生生活情境的教材，以激發學生的學習動機 與興趣。教師亦可適時提供學習鷹架與前導組織，以引導學生主動探索知識的 學習態度。電腦輔助教學除能產生令人印象深刻的視聽效果，可以刺激大腦學 習之外，也因其適合用於個別化教學情境，能配合學習者的程度與學習速度來 調整教學進度，亦能藉由學習者與電腦之間的互動、回饋與反覆練習達成學習 目標。因此，多媒體電腦輔助教學的發展與使用逐漸普及。目前，多位學者也 提出電腦輔助教學的發展帶動了學生學習的幾項特點如下 (朱則剛、張霄亭，

1998；洪榮昭，1992；張玉燕，1994；鄧秀芸、楊熾康，2003；吳秉蓁，2011)：

1. 反覆練習式： 電腦扮演教師的角色，教導學生知識概念，因電腦輔助教學 不售時間與空間限制，且電腦不會產生情緒性的疲憊反應，此特點不僅能讓 學生反覆練習課程內容，作答後亦能立即獲得回饋。

2. 個別指導式：目前國內電腦輔助教學都以個別指導為主，透過一對一的指導 教學，使學生獲得個別化的回饋與指導。此模式可配合不同學習者的背景與 需求幫助學生避免重複錯誤，以達到適性教學。

3. 模擬式：教師編選教材以模擬的學習情境為原則，讓學生在情境中扮演一個 角色，藉由電腦提供的情境操作與練習。此特點常運用於幫助學生了解較複

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雜、較具危險性事物或訓練成本高的運作過程。

4. 問題解決式：問題解決式主要是使學生學習問題解決的技能與分析的能力。

首先，教師必須謂課程設計一個具有挑戰性的問題，使學生運用其先備知識 和經驗作答，接著透過電腦所提供的資訊來尋求解題的方法，並從中學習。

透過此特點的學習過程能讓學生對研究的問題或現象得到較高層次的認識 與了解，適用於各領域的知識內涵與推理技巧的訓練。

5. 交談式：藉由「對話」來進行教學，使電腦能與學生交談，同時學生也能與 電腦交談。學生向電腦提出問題，電腦由預先儲存的資料庫中提取資料回 答，透過雙方「雙向溝通」的方式達到學習效果。但由於此模式設計較為困 難，因此運用的範圍較受限制。

綜合上述的多媒體電腦輔助的教學模式，雖然各有其獨特的性質與功能，

但在本質上均是運用多媒體電腦的互動性佳、適應個別差異、立即回饋以及能 不斷反覆練習的特色所發展出來的。在教材設計時，設計者應考量學習的內容 與目的，並配合每位學習者的不同的學習風格與特性來選擇不同的教學模式。

故本研究擬以 Auto Tutor 為教材呈現方式，融合個別指導式、反覆練習式、

模擬式與交談式的教學方式設計句型教學教材，在教材中加入與學生生活情境 相關的圖像及口訣，並在每次練習後給予研究對象聽覺與視覺的回饋，增強研 究對象的學習動機與興趣，以期達到學習的目標與成果。