類比推理的定義與理論

第二章 文獻探討

本章旨在探討類推能力和幼兒園教學之理論基礎，並瞭解在幼兒教學中實施 與應用類推能力之相關研究。全章分為三節，第一節是類推的定義與理論，第二 節為幼兒園之教學理論，最後在第三節探討幼兒類推教學方法之實證研究。茲分 節介紹如下：

第一節 類比推理的定義與理論

本節主要探討類比推理之意涵與理論基礎，瞭解類比推理是將兩個事物從中 尋找出其表面性、結構性或功能性的相似關係，將已知的個體推論到未知個體的 歷程，並且主要包含知識概念與問題解決的類比遷移理論，茲敘述如下。

一、 類比推理之定義

類比推理（analogical reasoning），在本文簡稱為類推，是在兩個相似的對象 之間，尋找其功能、結構、過程、語意或屬性等的類比過程（Gick&Holyoak, 1983），

著重在將某一事件的概念、關係、屬性遷移與推理到另一事件。

因此，類推也是一種歸納推理的表現，是個體抽取與應用所學的知識與經驗，

有效學習新知與解決問題的表現（黃幸美，2003）。心理學家視類推為一種能力，

並且將此能力分為兩類，第一類為知識概念的類推；第二種為問題解決的類推

（Abdellatif, Cummings, & Maddux, 2008；English, 2004），以下將分別敘述之：

（一）知識概念的類推

類推的意涵著重在於認知學習的提升，尤其以幼兒而言，幼兒需要藉助類推 的能力來建立學習的基模，除了能獲得新知識之外，也將先備的經驗與知識加以 組織與重整，當知識的累積愈加豐富時，也將更有助於之後的學習與推論（蔡瑜 汶，2011）。例如：當幼兒對獵豹的奔馳速度感興趣時，老師可透過幼兒舊有的 經驗知識進行類推，老師將獵豹比擬成汽車，以汽車的速度來類推成獵豹跑步的 速度。因此，幼兒在嘗試將既有的知識類化遷移到新的知識時，必定會經歷認知

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心理學所指的基模同化與調適過程。

（二）問題情境解決的類推

在問題情境解決的類推方面，是指幼兒遇到問題困難時，會直覺地聯想過去 類似經驗所採取的辦法並加以使用，將既有的經驗應用到類似的解題情境

（Abdellatif et al. , 2008）。例如：幼兒在教室或家中學習到運用掛勾掛衣服的經 驗，能應用到戶外公園中，會將外套掛在樹枝上。

值得注意的是無論是知識概念遷移或問題情境解決，要能有效進行類推的先 決條件，必須是兩個知識概念或問題情境具有可對應的關係，亦即兩者要有某種 相似的關連性可以作為類比的條件，且研究發現當兩概念或問題之間的相似性愈 高，正確完成類比遷移的可能性便愈高（張麗芬，1997；蔡瑜汶，2011）。

綜合上述所言，類推強調兩個體或事物透過原有的先備經驗與知識來尋找正 確的相似關係，使兩者對應關係能成功推論，以完成知識概念的遷移與問題情境 的解決，最後能達到擴充或修正原有的知識（圖 2-1-1）。

圖2-1-1 類比推理之流程圖

資料來源：蔡瑜汶（2011）。幼兒類推能力與策略探究（未出版碩士論文）。國立台中教育大學，

台中市。

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二、 類推之相關理論

類推之相關理論主要以四個觀點為代表，分別為 Piaget 認知結構階段模式、

Sternberg 的成分分析理論、Genter 的結構對應理論以及 Holyoak 的基模歸納理論，

並闡述各論點之類推能力發展與歷程。各理論詳述如下：

（一）Piaget 的認知結構階段模式

Piaget提出結構階段模式（structural stage model of analogical reasoning），主 要探討兒童的認知發展與類比推理關係（許琇薇，2002 ）。在兒童的認知發展 方面，Piaget將之分為四個主要階段，包含感覺動作期、運思預備期、具體運思 期和形式運思期，兒童會因年齡的成長與成熟而逐漸進行抽象思考與邏輯的推理；

在類推能力的研究上，Piaget及其共同研究者（Piaget,Montangero,&Billeter, 1977）以5歲至13歲的兒童為對象，設計一系列「A：B：：C：D（？）」的題 目型式，亦稱為結構式的類比問題。面對此類型的問題，解題者必須根據A與B 的關係推論出C與D的關係，從多項備選的答案中選擇出正確的D答案，讓「C與 D」的關係與「A與B」相似（Levinson & Carpenter,1974；黃幸美，2003）。Piaget 的測驗多以圖片呈現問題，這些圖片包含狗、毛髮、鳥、羽毛、船、舵等物體及 物體部分的圖片（圖2-2）。首先他們要求兒童排列這些圖片，使有關的圖片能 形成一對，目的在測量兒童是否知道「A與B」和「C與D」各自的成對關係，Piaget 稱此聯結為低階關係（lower-order relations）。接著要求兒童排列每一對圖片，

使兩對（四張）圖片能配在一起以完成類比關連（A：B：：C：D），此目的在 測量兒童是否能正確推論Piaget 所指稱的高階關係（higher-order relations）

(Goswami, 1991）。

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圖 2-1-2 類推的低階與高階關係

資料來源：蔡瑜汶（2011）。幼兒類推能力與策略探究（未出版碩士論文）。國立台中教育大學，

台中市。

在實驗過程中，對於無法順利將圖片進行配對關係的兒童，Piaget等人會 提供類比關係的暗示。例如在鳥：羽毛：：狗：狗毛的例子中，施測者會問兒童：

「冬天時，什麼東西會讓鳥保持溫暖？羽毛。」以此進行狗與狗毛的類推關係，

若兒童仍無法完成狗與狗毛的類推關係，施測者就再暗示，將狗的圖片放在鳥的 圖片之下，形成2×2的方格（如下圖2-1-3），施測者提示：「方格中要放哪張圖 片？才能使它之於狗就像鳥之於羽毛？」如果兒童仍無法回答，施測者再給予三 張可能的圖片（如下圖2-1-4）供其選擇。若兒童選擇正確，施測者會再以其他 一張圖片作為相反建議（counter-suggestions），以確定兒童是否真正瞭解其高階 關係，甚至要求其說明理由（Goswami, 1991；Sternberg & Nigro,1980）。

鳥 羽毛

狗

？

圖 2-1-3 類推 2×2 方格

資料來源：研究者自行設計，部分圖片取自蔡瑜汶（2011）。幼兒類推能力與策略探究（未出版 碩士論文）。國立台中教育大學，台中市。

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圖 2-1-4 三張可能為正確答案的圖片

資料來源：研究者自行設計，部分圖片取自蔡瑜汶（2011）。幼兒類推能力與策略探究（未出版 碩士論文）。國立台中教育大學，台中市。

Piaget根據上述的實驗施測表現，將兒童類推能力的發展依認知發展順序分 為三個階段，依序是運思預備期、具體運思期和形式運思期（Goswami, 1991）：

1.運思預備期

此階段的幼兒年齡大約為5、6歲。幼兒的反應是自我中心的(egocentric)且 經常使用特異(idiosyncratic)的關係來連結A與B或C與D的相關，例如在鳥：羽毛：：

狗：狗毛的類推題目中，幼兒可能會認為鳥和羽毛都是咖啡色，狗和狗毛都是黑 色，而不如成人所預期的普遍性推理結果，因此即使兒童在此階段中可以成功的 配對出成對的圖片，但是推論A與B或C與D的低階關係能力並不佳，所以也就無 法進一步去推論高階關係；另外有某些幼兒可以理解低階關係，但他們對於推論 A-B及C-D的能力並不穩定，故不容易建立高階的類推關係（Goswami, 1991；

Sternberg & Nigro, 1980）。

2.具體運思期

此階段的兒童年齡大約為7-11歲。兒童漸漸可以透過嘗試錯誤（trail and error）的方式來理解兩組成對圖片的高階關係，但仍不能完全克服相反建議的影 響，因此對類比的推論並不是很穩固，例如兒童可能會將鳥：羽毛：：狗：狗毛 的圖片成功配對，但理由可能只是因為牠們都是動物所以都有毛，卻不是牠們都 需要羽毛和毛髮來保暖（張麗芬，1997；蔡瑜汶，2011）。

狗窩 狗骨頭 狗毛

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3.形式運思期

此階段的兒童年齡大約在11歲以上。兒童已經可以形成高階關係，能不受相 反建議的影響，正確理解並說明圖片之間的類推關係，而且也能瞭解類比題目中 可用的抽象符號，例如 A：B＝ C：D，表示 A-B 的關連可用等號（＝）聯結 C-D的類推關係。因此，Piaget認為形式運思期才是兒童「真正」具備類推能力 的發展階段（張麗芬，1997；蔡瑜汶，2011）。

綜觀上述所言，Piaget 所提出的類推發展階段相符應了認知發展階段論，學 齡前幼兒屬於運思預備期，尚不能穩定的瞭解類推的低階關係，更無法推論高階 關係，所以不具備類推能力，必須隨著年齡的增長，直到形式運思期才會完全發 展出類推能力。（許琇薇，2002；張麗芬，1997；蔡瑜汶，2001）。

早期部分實證研究支持Piaget的觀點，但這些研究經常提供超出幼兒經驗與 認知的類推關係，例如人：肺：：魚：鰓，並沒有先確定幼兒是否具備可供知識 遷移的舊基模，就認為幼兒是沒有類推能力的；此外，Piaget認為兒童必須能反 駁成人的錯誤相反建議才算是具有類推能力，但通常兒童（尤其是幼兒）常不願 違背成人的話，因此這種作法仍有待商榷（張麗芬，1997；蔡瑜汶，2011；簡楚 瑛，1993； Gallagher & Wright,1977；Sternberg & Rifkin, 1979）。

因此，Goswami（1989）等後期學者為了確定知識基礎在幼兒類推表現的重 要性與影響，修改Piaget 在實驗中所使用的題目與圖片，改為較容易理解的自然 物質的因果關係（如：打破、切割、燃燒、融化等）作為實驗材料，發現幼兒在 傳統類推題中的困難並非無法推論高階關係，而是因幼兒不具備題目中的經驗與 知識，使幼兒難以正確進行類推活動；相反的，一旦幼兒能理解類比中所使用的 關係，即使是三、四歲的幼兒都可成功解決傳統式類比題。

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（二）Sternberg 運作成份理論

Sternberg 與 Piaget 相同，以結構式的類推問題探討類推能力，只是 Sternberg 更著重於探討類推能力如何發生，較著重類推過程中的認知運作成份（Sternberg，

1977；Sternberg & Nigro,1980；Sternberg & Rifkin,1979）。運作成份理論從訊息 處理理論的觀點出發，來分析解答傳統類推題目時的思考成份與運作歷程，並提 出類比推理的運作歷程，依序為編碼、推論、對應、應用、辨明（justification）

及反應六項歷程。茲將六項歷程分別敘述之：

1.編碼：辨識類推問題中的每個項目（A,B,C,D）的相關屬性與屬性值（attribute values），並將其儲存在工作記憶（working memory）中。

2.推論：發現組內關係，即發現 A 與 B 的各種關係，並儲存在工作記憶中。

2.推論：發現組內關係，即發現 A 與 B 的各種關係，並儲存在工作記憶中。