知識結構應用之探討

壹、知識的意義及類型

經由人體的感覺、知覺所得，未經過處理者，稱為「訊息」（information），將我 們記憶中的訊息加以儲存及組織，便成為「知識」（knowledge），因此，知識就是經過 組織的訊息。認知心理學家安德遜（Anderson，1985）將語文知識分成兩類，一為陳述 性知識（declarative knowledge），一為程序性知識（procedural knowledge），陳述性知識 是有關於事實性或資料性的知識，屬「知其所以」，是一切知識的基礎；而程序性知識 是指了解要如何做、要如何運用陳述性知識來完成一事件的知識，屬「行其所宜」，是 知識的運用（丁碧莉，2004；張春興，2001）。

由以上可知，訊息如果沒有加以處理，則只是雜亂無章的資料，是很難應用的，必 須經過整理與組織，才能成為有用的知識，進而統整知識，形成有組織之架構，以促進 學習。

貳、知識結構的探討

一、知識結構的定義及特性

有關知識結構（knowledge structure）的定義，長久以來各方都有不同的見解與看法。

張新仁（1993）認為知識結構是在腦中的一個有組織的層級架構，而此架構是由學習者 將所學得的知識所組成。涂金堂（2000）認為知識結構是一種儲存在長期記憶中的心理 結構，此結構是學習者將所接收到的外界訊息，在腦中消化、吸收及重新組織而成的。

Bower（1972）及 Shavelson（1972）皆認為，知識結構是存在人類長期記憶中的認知結 構，它能掌握知識的組織特質和關係，個人也可以透過建構、修正和重組知識結構，來 影響學習和認知的表現（引自江淑卿、郭生玉，1997）。

Shavelson 在 1974 年提出，知識結構包含兩種，分別為存在於我們記憶裡的認知結 構（cognitive structure）以及訴之於書寫方式的內容結構（content structure），這兩者是

綜合以上說法，每個人在成長的過程中，存在其記憶之中的認知結構，便是知識結 構。我們可以提取記憶中的知識，表現於文字上，也可以將書面上的知識，內化在自己 的認知結構中。對於同樣的知識，每個人的知識結構可能不同，而知識結構的差異，會 影響學生在學習上的表現；因此，在教育中，如果能妥善運用知識結構，加以統整、修 正及重組，便會對學習有很大的助益。

二、知識結構的模式

知識結構的差異，影響學生的表現，但是，我們無法直接看到學生知識結構的內涵；

因此，需要透過知識表徵來了解（徐素貞，2007）。人類對知識的記憶或貯存的型式，

即為知識表徵，知識表徵主要是在探討個體對於外界的訊息，經過編碼、貯存及提取的 過程後，如何呈現在不同的記憶系統中（余民寧，1997；丁碧莉，2004）。自 1969 年以 來，有關知識表徵與結構，理論相當多元，各家也有不同的見解。以下就各家理論不同，

簡要統整說明如下（邱上真，1989；游淑燕，1990；鄭昭明，2006；游森期、余民寧，

2006）：

（一）以「概念」（concept）為知識結構的基本單位（basic units）

一個節點，如：名詞（小鳥、馬……）、形容詞（快速的、穩固的……）等詞類，

就代表一個概念。Quillian 的網狀模式、Smith、Shoben 與 Rips 的語意屬性模式（Semantic Features Model）、Collins 與 Loftus 的蔓延激發模式（Spreading Activation Model）等，

即主張知識的基本單位是「概念」。

（二）以「命題」（proposition）為知識結構的基本單位

知識組成的單位，有時並非是「概念」，而是「事實」（fact），事實是由概念組合 而成，具有真實性。這些概念組合成一個單位，即為「命題」。Anderson 在 1976 年提出 的 ACT 模式（adaptive control of thought），即認為命題是知識結構的基本單位。

在人類記憶系統中的知識結構，是以一種語意網路（semantic network）或多向度空 間的方式組織的。在命題式表徵系統中，知識結構就是一種語意網路，它是由許多具有 意義的最小知識單位—命題所組合而成有組織、有層次的語意網路。一個命題，是一組 概念由一個有限制作用的關係組合而成，以「節點」（nodes）表徵「概念」，「聯線」（links）

表徵「關係」，節點與節點之間為有向線段，表示各個知識間的組成關係。

（三）由基模（schema）及基模群（schemata）組織而成的結構

「概念」及「命題」，都是基於較小的單位，在高層的知識結構模式中，知識系統 是由大量的基模組織而成，基模可以表示任何層次的知識，它可以是一種思想、一種文 化的知識，也可以代表一個字、一個句子，甚至遠大於一個句子所代表的涵義。因此，

基模及由許多基模組合成的基模群，是知識結構的較大單位。其他如 1975 年 Schank 與 Abelson 所提出的一種基模—腳本知識（script）中，代表生活中常見事件的腳本，可以 用來理解甚至推論一組句子，此項論點，也是以基模來表示高層次的知識結構模式。

命題式表徵系統，是知識表徵系統中發展得較早，也較為完整的（周侑儒，2007）。

因此，本研究以命題式表徵系統，作為發展專家知識結構的基礎，並以語意網路中的節 點及聯線，將文體中的概念及關係，組合成有意義、有系統的知識結構。

三、知識結構的優點

人的記憶力有限，若只是將零散的知識，填鴨式的勉強塞入記憶系統中，則當我們 想要提取資訊時，常會因無脈絡可循，而難以組合運用。在學科教學時，如何有效引導、

協助學生組織整合，形成有系統、有組織、有意義的知識，是相當重要的，因此，教學 者若能對知識結構做更進一步的了解，則可能發展出有效的教學策略，以幫助學生學習

（邱上真，1989；游淑燕，1990）。由此可知，將知識結構化具有其重要性，透過建構 節點、節點與節點間的連線，將這些零散的知識，有關係的組合成知識結構，將使學習 更有效率。

參、專家知識結構的探討

專家知識結構為一種有系統、有意義的組織結構，透過專家產生的知識結構，可以 讓 學 生 獲 得 概 念 鷹 架 （ concept scaffold ） （ Hall,1988 ； Reway, Dansereau, Hall &

Skaggs,1989；Skaggs,1988；引自江淑卿、郭生玉，1997）。知識結構專家化與學習表現 有密切相關，知識結構專家化的程度，可以有效預測學生的學習表現（江淑卿、郭生玉，

標，找出單元內重要的學習概念，再根據學生的學習歷程、學習順序及概念發展的關係 所整理建立而成。專家知識結構亦可作為編製試題的標準，經由測驗，了解學生的學習 情形。在知識結構中，上層的結構是屬於比較困難的，稱為「上位概念」，下層的結構 則為各概念的「下位概念」（黃碧雲，2005；曾彥鈞、劉育隆、郭伯臣，2006）。總而 言之，專家知識結構是針對某一主題，由許多的學者專家分析相關概念，以及學生在學 習上應學得的相關知識，作有系統、有意義、有關係的組合，而形成的架構。

就語文的讀寫教學而言，可視各種文體為不同的知識結構，此種文體相關的文體知 識及讀寫能力為不同的知識節點，而學生的語文能力則可視為不同知識節點間的聯線。

教師可將文體的基本特色作為最下位概念，讀寫能力依難易不同，形成上位概念，如此 組織成有系統之架構，藉以培養學生的相關能力，達到學者專家所預設的教學目標。

肆、學生知識結構的探討

學生知識結構是指根據專家知識結構中之知識節點編製紙筆測驗，在學生測驗後，

依照其作答反應情況，運用試題結構演算法計算，再加上概念發展順序及概念之間上、

下位關係所組成的學生試題結構。學生知識結構和專家知識結構不一定相同，而學生知 識結構的建立往往需要靠專家依手動方式判斷（黃碧雲，2005；劉安哲，2007）。由以上 可知，要先形成「專家知識結構」，再依教學後之測驗結果，才能分析出「學生知識結 構」。而本研究中的所指的「學生知識結構」，是指依「事理類說明文專家知識結構」中 之「知識節點」編製教學後學習測驗，由學生作答後，運用試題結構理論，了解每個教 材試題對學生的難易度，再由專家手動判斷各節點間的上下位關係所形成。

伍、試題結構理論

一般來說，估計試題結構方法有三種，分別為「順序理論」（ordering theory，OT）、

「試題關聯結構分析法」（item relationship structure analysis，IRS），以及 Diagnosys（Appleby, Samuels, Treasure-Jones, 1997）。而根據郭伯臣、謝友振、張峻豪、蔡坤穎（2005）研究發 現，此三種估計試題結構方法中，以使用順序理論結構的適性測驗選題策略，所需訓練

樣本較少，對樣本大小較不敏感，可節省較多的施測題數。即依據該理論所建構出的試

黃嬿安

二、知識結構文獻對本研究的啟示

在進行讀寫教學時，教師若能有計畫、有系統進行教學，則學生必能學習到更完整 的讀寫知識。因此，在設計讀寫教學方案時，先建構出專家化的知識結構，以其作為基 礎，來設計完整之教材，乃成為不可或缺的前置作業。

本研究以事理類說明文為核心，進行教材的設計，以期學生透過讀寫教學，獲得系 統化知識，學習到完整的主題知識；因此，在設計教材前，必須先形成基本的「事理類 說明文專家知識結構」。

而本研究中「事理類說明文專家知識結構」形成方式如下：蒐集相關文獻，並以學 生學習的歷程與概念發展順序及相關性為基礎，找出教材中的重要讀寫學習概念，如：

文體特徵、閱讀要點及寫作技巧等，歸納之間的相關性，繪製出初步的專家知識結構。

接著再利用「專家知識結構評鑑表」，由國語文領域專家教授及多位專業國小教師，根 據其專業知識及豐富的教學經驗，加以修改所形成的具有階層性、系統性之架構，以作 為分析事理類說明文的教材內容及教學重點的根據。如圖 2-1 所示：

說明文相關文獻 學生學習歷程及 概念發展順序

文章中重要學習概念

初步之專家知識結構

專家評鑑修改 事理類說明文專家知識結構

圖 2-1 本研究之事理類說明文專家知識結構建立流程圖

圖 2-1 本研究之事理類說明文專家知識結構建立流程圖