類推能力

第二章 文獻探討

本節首先由討論類推能力的意涵、相關理論、測量方法以及回顧近年來類推能力 的相關研究開始，接下來探討眼動追縱技術的視覺認知、發展歷史、分析方法及眼動 追蹤技術的相關研究，最後探討結合類推能力與眼動追蹤技術之實徵研究，整理與幼 兒類比推理與眼動追蹤技術相關的發現。

第一節 類推能力

在日常生活中我們常常會使用類推能力，例如遇到一種沒有見過的動物，我們就 會自然而然的從記憶中提取舊經驗來判斷，有扁扁的嘴像鴨子一樣，所以也是生活在 水邊的動物嗎?這種能力也是我們在獲得新知、形成假設、說明概念或解決問題的重要 方式（張麗芬，1994）。以下就類推能力的意涵、相關理論、測量方法、相關研究分述 之。

一、類推能力的意涵、重要性與理論

(一)類推能力的意涵

類比（analogy）的概念是在兩個或兩組看似毫不相關的事物中找尋相關連的線索或 組 成 要 素 讓 兩 者 間 產 生 關 係 ， 也 就 是 讓 兩 個 已 存 在 事 物 其 間 產 生 對 應 或 比 較 (Goswami,1991)。類推 (analogical reasoning)則是個體將某一個熟悉情境所學習到的知 識（亦稱來源系統）遷移到另一個不熟悉的情境（亦稱標的系統）的對應歷程（張麗芬，

1994）。所以，來源情境必須和標的情境有某些部分的類似，只要這兩個情境類似的部 分越高、干擾成分越小，那這兩個情境就會越容易被連接起來，類推的遷移歷程也就 越容易發生（張麗芬，2006；Abdellatif et al., 2008；Brown & Kane, 1988；Gentner, 1988；Gentner,Rattermann, & Forbus, 1993；Gentner & Toupin, 1986；Goswami, 1989,

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1991, 1996；Goswami &Brown, 1989, 1990；Holyoak et al., 1984；Holyoak & Thagard, 1989；Singer-Freeman, 2005；Singer-Freeman & Bauer, 2008）。

(二)類推能力的重要性

類推有助學習者在兩個事物或情境之間找尋相似或關連性，藉此達成學習或解決 問（張麗芬，1994；Goswami,1991）。類推在生活中無所不在，當幼兒能夠在不同的問 題情境當中成功的運用類推，對其學習則有正向幫助（蔡瑜汶，2011）。每當遇到新的 問題無法解決時，成人就會從記憶中提取解決問題的有效線索；幼兒也是一樣，當他 們試圖瞭解一個新概念或是解決新問題時，只要新事物與他們的舊經驗有某方面的相 似，幼兒就可能將已知的舊經驗經由知識的遷移到新經驗上面以認識新事物。例如當 孩子第一次見到不認識的人時，在打招呼前會先由外表判斷陌生人的性別、年紀以決 定自己應該要稱呼陌生人為叔叔、阿姨或是哥哥、姐姐。又或著在瞭解為何蝴蝶幼蟲 不是小蝴蝶而是毛毛蟲時孩子就可由曾學過的舊經驗〝青蛙是由蝌蚪變成的〞為出發 點去學習。

換句話說，學習很多時候都立基於類推，類推的過程中我們會將問題表徵與一個 類似的基模做對應，而這個基模是從經驗的學習上獲得的，可以幫助我們對一些現象 做有效的推理 (Halford,1993)。在平日的生活中，我們每天都需要類推能力幫助我們了 解新知以及解決大小問題，可以說是無時無刻都正在進行類推，例如我們可由鞋櫃判 斷孩子是否都已到校。也因此可以用更加快速、便利的方式學習新知識或着解決生活 中的問題。

(三)類推能力的理論

既然類推能力無時無刻協助人們處理生活中的問題，那我們是從什麼時候開始有 類推能力的呢?早期的學者認為類推能力只出現於青春期或成人階段而兒童必須於形式 運思期階段才能具有類推能力，但也有學者認為類推能力從幼年時期即出現（引自蔡瑜 汶，2011）。就算對於類推能力出現的時間抱持著不同的主張，依然有學者主張類推能 力在幼兒認知發展能力中擔任發展指標一要角，類推能力也是促進幼兒學習的重要推 手 (Goswami,1991)。

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類推能力為兒童認知能力發展的指標，隨著年齡增加，幼兒在類推的表現也漸漸 趨於成熟（張麗芬，1994）。類推能力也是兒童思考內涵與發展的重要關鍵，為瞭解類 推思考受年齡影響的程度以及改變的歷程主要可從四個理論探討，分別為 Piaget 所提出 之結構階段模式、Sternberg 的運作成分理論、Gartner 的結構對應理論以及 Holyoak 的 基模歸納理論，以下將四項理論分述如下：

1.結構階段模式 （A Structural Stage Model）

認知心理學的翹楚 Piaget 認為兒童的認知發展有四個主要的階段，依序為感覺動作 期、運思前期、具體運思期以及形式運思期，幼兒的認知在這四個時期會慢慢的由簡 單發展到複雜、由具象發展到抽象。為了要理解幼兒年齡、認知與類推能力發展間的 關係，Piaget 等人（1977）以五歲以上的幼兒為對象設計了一系列以圖片為主要施測材 料所進行的實驗，且依據實驗結果將兒童類推能力的發展依認知發展順序分為三個主

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Goswami, 1991）。

由上述我們可知 Piaget 認為兒童需到形式運思期才能將類推能力發展完成並運用自 如（張麗芬，1993；English, 2004）。雖然早期的部分研究也支持此說法，但有鑒於其 實驗方法多依賴語文表達，甚至實驗中提供之素材超出幼兒生活經驗等原因 （張麗 芬，1995；Goswami, 1991），有研究者改以提供貼近幼兒生活經驗的圖片為其實驗的 測量工具，並發現運思預備期的幼兒即有能力進行類推（蔡瑜汶，2011；Sternberg &

Rifkin, 1979）。但截至目前，尚未有學者對幼兒進行類推時的思考過程提出足夠的具體 證據，故尚無法精確的瞭解幼兒在進行類推時的認知歷程。

2.運作成分理論 (Component Theory)

運作成分理論是以 Spearman 的理論為基礎並將類推時的認知處理過程做出一新的 詮釋，Spearman 提出語文類比包含了三個基本認知原則，分別為經驗的理解、關係的 推論和相關的推斷 (Sternberg & Nigro, 1980)，而 Sternberg 則將此理論作進一步的解 釋，他試圖使用訊息處理論分析個體進行類推時的認知歷程並且探討題目的結構對於 我們解題認知處理的影響，且認為類推能力與智力有很高的相關（張麗芬 ，1995；

Sternberg, 1977；Sternberg & Nigro, 1980）。

Sternberg 應用訊息處理理論將類推分成六個過程，分別為：編碼、推論、對應、

應用、辨明及反應 (Sternberg，1977)。編碼就像是眼睛，負責將前述類比題中 a、b、

c、d 四個不同物件的字詞辨認出來並且傳送到短期記憶中；推論即為發現 a 與 b 之間的 關係，並且記錄到工作記憶中；對應則能夠發現到 a 與 c 之間的高層關係原則；應用是 察覺問題間的原則並且評估所有可能，找到最適合的解答；最後的反應就是控制所有 的解題過程並且作出解答。（張麗芬，1995）

許多學者對於 Sternberg 運作成分理論中的六個成分來源提出質疑(Pellegrion &

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Lyon, 1979)，質疑類推時大腦的精密運作是否可以用短短六個階段即一語帶過。但無 庸置疑的是，許多有關於類推的研究(圖形、語文、幾何)大都支持 Sternberg 所提出的運 作成分理論（張麗芬，1995）。

3.結構對應理論 (Structural-mapping Theory)

結構對應理論不同於結構階段模式以及運作成分理論，其重點在以類比為基礎學

Gentner(1988)並以此為基礎進一步提出關係轉換假設 (relational shift hypothesis) 用來 解釋幼兒的類推歷程，主張幼兒會從一開始只著重物體或問題表面相似特徵轉變到開 相對的減少（蔡瑜汶，2011；Gentner, 1988；Gentner et al., 1993）。

總而言之，結構對應理論認為類推應該將焦點放於來源及標的兩系統之間的對 應、共同關係，進而對高階關係進行配對。在此歷程中，若來源與標的兩系統間的表 面相似性及結構相似性有高度相關則可引導受試者注意類比線索，達到更正確的遷 移，這也是 Gentner(1988)所提到的透明化原則 (transparency)。縱然 Gentner 的結構對應 理論用了很簡單的原則解釋出複雜的類比歷程，但張麗芬(1993)指出其理論中忽略個體 在提取來源問題以及標的問題線索時的困難點。針對這點，Holyoak 在基模歸納理論中 詳細的加以分析，結構對應理論的不足也成為了基模歸納理論的研究核心。

4.基模歸納理論 (Schema Induction Theory)

基模歸納理論與結構對應理論皆重視類推歷程中來源與標的問題的表面、結構相

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似性，但其更加強調將來源問題得到的基模經驗遷移至待答標的問題這一提取既有舊 線索以解決新問題的過程（黃幸美，2004；Holyoak & Thagard, 1989）。在進行類推時，

幼兒若能注意並使用問題間的結構相似性作為解答的線索，這樣就可避免在解決問題 時提取到對解題沒有幫助的表面相似特徵，但要想順利注意到關鍵線索前必須先對於 問題有一定的熟悉度，這點對於舊經驗有限的幼兒來說是有困難的，他們在解決不熟 悉問題時常會因來源問題與標的問題間有過多的表面相似而無法產生知識的遷移（張麗 芬，1994）。基於此，Holyoak 等人(1984)也進一步提出幼兒類推能力不如成人可能是 因為缺乏問題領域的相關經驗，若給予其足夠的來源問題資訊，幼兒是能夠順利提取 問題中結構相似性的線索的。

基模歸納理論認為幼兒的舊經驗就像是基模，在處理類比問題時可以提供重要線 索，故幼兒若能提取適當的基模進行類推則答題成功的機率將會大增，並且此理論也 很強調個體歸納知識的能力，例如幼兒解題時是如何提取相關知識進行學習…等。

Holyoak 以及其研究夥伴以此問題為出發點進一步將進行類推時的過程分為四個部分，

分別為：建立表徵、注意與提取可用線索、對應、學習或產生解決問題辦法。這四個 部分在實際運作時並沒有一定的順序，並且成分間可以互相結合成多種相互作用方式

（張麗芬，1993）。

基模歸納理論點出了對應在類推歷程中扮演著不可或缺的要角，其主張類推的目 的是讓個體將已知的問題解決辦法應用到新的問題情境當中（張麗芬，1993），而要想 達成這個歷程目標，最重要的就是必須發現來源及標的問題間的關鍵對應關係。總而

基模歸納理論點出了對應在類推歷程中扮演著不可或缺的要角，其主張類推的目 的是讓個體將已知的問題解決辦法應用到新的問題情境當中（張麗芬，1993），而要想 達成這個歷程目標，最重要的就是必須發現來源及標的問題間的關鍵對應關係。總而