鷹架策略

一、鷹架策略(Scaffolding)之定義

鷹架最早從Vygotsky 的近側發展區(Zone proximal development, ZPD)──學習 者無法獨自解決問題，經由成人指導或同儕學習而有學習能力的動態概念──發展 而來，近側發展區強調人類高層次心理活動在社會互動過程中，起初是透過他人 調節(other-regulation)，即社會協商(social negotiation)，漸漸內化為自我調節(self-regulation)的過程(林致瑋 & 林永順, 2007)。近側發展區支持學習者的方法被認為 是鷹架概念的雛形，但鷹架正式從教育史上出現是在 Wood 等人(1976)的研究中 提出的理論觀點，基本理論觀點為輔助學習者維持學習方向與鷹架動態架構(謝州 恩, 2013)。一開始 Wood 等人提出時是以教師指導為鷹架，後續研究擴充鷹架概 念(Palincsar, 1998; Wu & Pedersen, 2011; Pritchard & Woollard, 2010)。Wu 及 Pedersen (2011)認為鷹架是當學習者尚未有能力獨自完成任務，給予輔助建構知識。等知 識建構完畢時輔助資訊就會逐漸撤離，直到學習者不需要輔助仍能自行學習 (Wood et al., 1976)。Palincsar (1998)認為鷹架在活動情境中，包含了人與人造物的 部分。是故，鷹架有許多具體做法，例如：教師口頭提示、提供篩選的教材、與 同儕甚至是與機器人進行互動(Pritchard & Woollard, 2010)。

二、鷹架策略在教育的應用

鷹架幫助學習者形成科學假設與進行問題解決(Reigosa & Jimenez-Aleixandre, 2007)，所以經常運用在自然科學與程式設計(Pea, 2005)。至今有許多教學應用鷹 架策略研究所做的分類方式，像是概念(Conceptual)、後設認知(Metacognitive)、程 序(Procedural)、策略(Strategic)四種不同的鷹架類型(Hannafin, et al., 1999; Hill &

Hannafin, 2001)，各鷹架定義如表 2-1 所示；抑或是 White & Gunstone (1992) 提 出的預測、觀察和解釋的(predict, observe, explain, POE)鷹架策略，POE 策略可以 間 接 提 供 學 習 者 指 導 ， 幫 助 他 們 建 構 自 己 的 知 識(Treagust, Mthembu, &

Chandrasegaran, 2014)。

表 2-1 鷹架類型(Hannafin et al., 1999; Hill & Hannafin, 2001)

鷹架 定義

概念 幫 助 學 習 者 定 義 要 思 考 任 務 重 要 順 序 優 先 順 序 的 方 法(Stålbrandt &

Hössjer, 2006)

後設認知 幫助學習者評估已知知識，引導學習者在活動中反思

程序 幫助學習者掌握學習步驟，提供按部就班的提示資訊。經常使用在資訊教 育與陌生學習環境(林致瑋 & 林永順, 2007)

策略 幫助學習者執行完成任務的替代方法

鷹架至今發展許多對教育現場有效的策略，其中White 及 Gunstone (1992)提 出的 POE 策略在教學環境現場被認為是成功的教學模式，但 POE 在數位學習環 境中仍然是教育現場的挑戰(Al Mamun et al, 2019)，所以後續研究在 POE 的基礎 上，配合數位學習自主學習的特性延伸出不同策略(Al Mamun et al., 2019; Hong et al., 2019)。Al Mamun 等人(2019)在 POE 的基礎上另加上了一個評鑑(Evaluate)發 展成 POEE (預測-觀察-解釋-評鑑)策略，各階段如表 2-2 所示，他們以探究熱單 元為主題發展一套數位學習模型，增強學習者自主學習。研究結果表示POEE 鷹 架策略滿足了 Baviskar 等人(2009)提出的建構主義學習環境的四個條件：(1)激發 學習者先備知識、(2)造成認知失調、(3)應用新知識、(4)支持反思與評鑑。POEE 產生有意義的知識建構(Lee & Hannafin, 2016)，並促進能力和特定問題的 理解(Hyland, 2000)。

Hong 等人(2019)，根據 Garcia-Sanjuan、Jurdi、Jaen 與 Nacher (2018)指出測

驗支持檢索練習是有效的學習策略，而在POE 的觀察和解釋之間增加了測驗(Quiz) 階段，給出POQE(預測-觀察-測驗-解釋)探究科學模型學習綠色能源，各階段定義 與範例如表 2-3 所示。研究結果表示 POQE 中教師扮演著推動者的角色幫助學習 者學習，而且POQE 策略容易融入數位學習中，POQE 能促進線上討論平台中的 互動，學習者與學習內容、教師和同儕的一系列互動建構自己的知識(Hew &

Cheung, 2014)。

表 2-3 POQE 各階段定義與範例(Hong et al., 2019)

POQE 定義

預測 提出一個問題。網站提供綠能問題。學習者選擇可能的答案，但不知道答 案是否正確。

觀察 提供資訊或現象。網站可能播放影片、圖片或進行模擬實驗。

測驗

提出與第一個問題有關的進階問題。測驗提供預測和觀察階段結合的進 階問題，學習者需要反思提出的問題與觀察階段提供的資訊之間有什麼 關係。

說明 提供正確的答案和解釋。組織問題、資訊和測驗，解釋整個科學概念。

過去的鷹架研究在數位學習上有有效的策略(Al Mamun et al., 2019; Hong et al., 2019)，但鷹架教學在數位學習的有效性需要持續驗證(Al Mamun et al., 2019)。

近年來科技進步，物理學複雜抽象的概念有了觸覺科技的輔助，這兩種領域結合 的研究甚少，但從表面邏輯來看兩種方法提升學習成效的方法是有可行性的，但 無法驗證是否有效，所以本研究嘗試將觸覺回饋結合鷹架策略來探討對學習者透 過擴增實境學習槓桿原理是否有正面影響。