類推相關理論

探討類推的相關理論主要有三個研究取向，最早是以 Piaget 為首的認知發展論取向，著 重在探討認知發展與類推的關係，並定義出類推的結構階段模式；再者是針對傳統式類比題 的解題歷程分析取向，企圖以訊息處理論的觀點分析解答傳統式類比題的心理歷程（e.g., R. J.

Sternberg 的運作成份理論）；最後則是以問題解決式類比題為主的解決問題取向，強調類推能 力是用以理解新概念（e.g., D. Gentener 的結構對應理論）或解決新問題（e.g., K. J. Holyoak 的基模歸納理論）的一種心智表現，在此將上述四項理論依序分述如下：

一、 認知發展論的結構階段模式（a structural stage model）

Piaget（1952）的認知發展論指出，兒童的認知發展有四個主要階段，包括感覺動作期、

運思前期、具體運思期和形式運思期，在此階段性的發展中兒童因為年齡的成熟漸漸可以進 行抽象的思考與邏輯推理。Piaget 認為類推涉及了兩物體、事件或問題間高階關係的推論，

屬於一種高度複雜發展的能力，因此兒童要到形式運思期才可能在類推任務中成功解題，而 類推能力便也算是兒童由具體運思期進展到形式運思期的關鍵代表性能力（Goseami, 1991）。

為了釐清類推能力與認知發展之間的關係，Piaget 等人（1977）以五歲以上的幼兒為對 象設計了一系列的傳統式類比題並以圖片的方式進行施測（如：狗、毛髮、鳥、羽毛、船、

舵、腳踏車、手把、吸塵器、插頭等），首先他們要求兒童從數張圖片中挑選出兩兩成對的關 係，以測試兒童是否能理解 Piaget 所指稱的低階關係（low-order relation），順利找出 a 與 b 或 c 與 d 各自的組內關係；接著要求兒童將上述成對圖片中的兩對再次配在一起，使得兩對 的四張圖片可以完成類比關連（a：b：：c：d），此目的在測量兒童是否能正確推論 Piaget 所 指稱的高階關係並完成類推（圖 2-2-1）（引自 Goswami, 1991）。

圖 2-2-1 類推的低階與高階關係 資料來源：研究者自行整理

實驗過程中若兒童無法順利發現成對圖片的配對關係（a-b 與 c-d 的高階關係），施測者 會給予提示，例如將鳥和羽毛的圖片一起放置在兒童面前，並詢問是什麼可以幫助鳥保暖，

當兒童回答羽毛的時候施測者再將狗的圖片放到鳥的下方，請兒童回答有哪一張圖片適合放 在 d 的位置，如果兒童已經可回答出正確的圖片（毛髮），則再提供一些不同的答案接續測量 兒童是否會受相反建議（counter-suggestion）的影響，以確定兒童是否有能力反駁錯誤的相反 建議並肯定其選擇的答案；另一方面，如果兒童仍然無法正確的回答 d 的答案，則會另外提 供三個可能的選項供其選擇，最後施測者尚會要求能成功解題的兒童解釋其推論的原因（張 麗芬，1993；Goswami, 1991；Sternberg & Nigro, 1980）。

藉由上述實驗施測的結果，Piaget 將兒童類推能力的發展依認知發展順序分為三個主要 的結構階段，分別是運思前期、具體運思期和形式運思期（Goswami, 1991）。首先在運思前 期階段，兒童的反應是自我中心的且經常使用特異的關係來連結 a 與 b 或 c 與 d 的相關，例 如在鳥：羽毛：：狗：毛髮的類比題中，兒童可能會以為是狗把鳥吃掉所以剩下羽毛，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的去推論高階關係；

另外還有某些兒童也許可以理解低階關係了，但他們仍不能直接跨越高階關係來形成類推（張 麗芬，1993；Goswami, 1991；Sternberg & Nigro, 1980）。

在第二階段的具體運思期中，兒童漸漸可以透過嘗試錯誤的方式來理解兩組成對圖片的

高階關係，但仍不能克服相反建議的影響，因此對類比的推論並不是很確定，例如兒童可能 會將鳥：羽毛：：狗：毛髮的圖片成功排列但理由可能只是因為牠們都是動物所以都有毛，

而不是牠們都需要羽毛和毛髮來保暖。此外，隨著年齡的增長部分兒童雖有能力拒絕錯誤的 相反建議，但表現並不穩定。最後的形式運思期階段，兒童不但可形成正確的高階關係來成 功類比並可理解抽象的符號，例如將前一對（a-b）與後一對（c-d）的關連用等號（＝）來連 接，至此真正的類推能力才算出現（張麗芬，1993；Goseami, 1991；Sternberg & Nigro, 1980）。

如上所述，Piaget 所提出的類推發展階段相當程度符應了認知發展階段論，認為學齡前 幼兒因為無法進行高階關係的推理，所以不具類推能力，此能力要到形式運思期才能完全發 展出來（張麗芬，1993，1997； English, 2004； Goswami, 1991, 1996, 2001）。早期部分實證 研究支持 Piaget 的觀點，但這些研究經常提供難以理解的抽象關係（e.g., 白的：黑的：：硬 的：軟的）或是超出幼兒經驗的機械操縱關係（e.g., 船：舵：：腳踏車：手把），而沒有先 確定幼兒是否具有可供知識遷移的舊基模，就判定他們沒有類推能力（e.g., Gallagher & Wright, 1977；Sternberg & Rifkin, 1979）。

因此，後期研究者（e.g., Goswami, 1989）為了確定知識基礎在幼兒類推表現的重要性與 可能影響，修改了 Piaget 在實驗中所使用的題目與圖片，改以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，發現幼兒在傳統類比題中的困難並不 是因為無法推論高階關係，而是因為類比題中所援用的關係本身就難以理解；相反的，一旦 幼兒可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。

二、 運作成份理論（component theory）

另一個探討傳統式類比題但不同於 Piaget 認知發展論取向的便是運作成份理論，其企圖 定義出個體解答傳統式類比題時潛藏在推理過程之中的認知處理成份（Sternberg & Nigro, 1980）。運作成份理論主要是根據 Spearman 的理論而來，其中 Spearman 認為語文類比涉及了

伸了上述三個原則，並認為類推能力與智力具有很大的相關（Sternberg, 1977；Sternberg &

Nigro, 1980；Sternberg & Rifkin, 1979）。

Sternberg（1977）嘗試應用訊息處理的觀點來解釋類推，分析出知識概念遷移的運作成 份，並建立回答傳統式類比題的推理歷程，包含：編碼、推論、對應、應用、辨明及反應共 六項歷程（圖 2-2-2），其中編碼主要在於辨認字詞，例如將 a、b、c、d 等四個物件的字詞意 義提取到短期記憶之中；推論意指把所發現的 a 與 b 的各種低階關係儲存；對應是發現 a 與 c 所有可能的高階關係；應用則是聚焦在產生新關係，例如找出 c-d 和 a-b 的相似關係；辨明則 是從既有認知基模中找出可用的線索，並評估每一個可能的選項；反應是指知識遷移完成。

此六項歷程代表的是個體在進行類推的認知處理順序，除了辨明是可以省略的以外，其他五 項歷程都是要能成功完成類推所不可或缺的，且依據運作成份理論的觀點，個體還是需要一 定的知識結構才能完成此一連續過程以成功的進行類推，而施測者也可藉由這些階段性運作 歷程，瞭解個體進行類推所需的能力（張麗芬，1993）。

圖 2-2-2 Sternberg 運作成份理論的知識概念遷移歷程 資料來源：研究者自行整理

整體而言，運作成份理論強調類推中的知識遷移歷程。和認知發展論中的結構階段模式 相同，運作成份理論也認為學齡前幼兒無法統合類推中的所有關係（尤其是高階關係），因此

Pellegrino & Lyon, 1979），懷疑 Sternberg 取得此六項歷程的方式與其意義，認為這些歷程可 能不足以解釋個體進行類推時的複雜心智運作，但此模式卻已廣泛應用到圖形、語文及幾何 的類比解題過程中，並在類推的所有理論基礎中得到相當程度的重視與支持（黃幸美，2004；

張麗芬，1993，1995）。

例如，研究發現 10、12 歲的兒童在圖形類比中可透過高階關係來對應 c-d 的關係，但八 歲的兒童卻無法做到，推測可能是年齡小的兒童因為記憶負荷的關係所以無法完整經歷此六 項推理歷程（Sternberg & Rifkin, 1979），且兒童隨著年齡的增加，處理訊息的能力也相對增 加，會漸漸放棄使用單純的低階關係的連結來解題，而改採高階關係的類推策略（Sternberg &

Nigro, 1980）。另一方面，後期還有許多研究者以 Sternberg 的運作成份理論為依據，對兒童 進行六項運作成份的訓練，結果發現這種訓練對兒童解答類比問題的表現有促進效果，且效 果可以持續六個月之久（Alexander et al., 1989；Alexander, White, Haensly, & Crimmins-Jeanes, 1986, 1987）。

三、 結構對應理論（structural-mapping theory）

結構對應理論聚焦於問題解決式類比題的解題策略研究，提出在類推中作為來源和標的 問題的兩事件或物體間具有表面相似與結構相似兩個層面（圖 2-2-3），其中表面相似是指和 正確類比較無關卻又顯著的一些包括知覺、表面特徵等描述屬性上的相似，例如在人：血液 與樹：樹液的類比中，只注意到血液與樹液的顏色，影響著兩概念與問題之間的連結；結構 相似則是指兩概念與問題潛在共有的知識原則或因果關係（如：血液與樹液的功用），有助於 兩者關係的對應與推論（Gentner, 1988；Gentner et al., 1993；Gentner & Toupin, 1986；Rattermann

& Gentner, 1998）。而為了區分表面相似與結構相似在類推當中所佔有的不同角色，Gentner

（1988）並進一步提出了發展中的關係轉換假設（relational shift）。

圖 2-2-3 結構對應理論的物體屬性關係 資料來源：研究者自行整理

傳統上幼兒或是初學者都被看作是相當依賴於感知相似性來做遷移的，因此在類推策略 的使用上也不如年齡較大的兒童能直接聚焦於關係結構的相似性，反而只能聚焦於普遍的物 體描述屬性（Brown,1990；Goswami, 1989；Goswami & Brown, 1989；Singer-Freeman & Bauer, 2008）。關係轉換的基本假設為，兒童在問題解決式類比題中所使用的類推策略，會因發展上

傳統上幼兒或是初學者都被看作是相當依賴於感知相似性來做遷移的，因此在類推策略 的使用上也不如年齡較大的兒童能直接聚焦於關係結構的相似性，反而只能聚焦於普遍的物 體描述屬性（Brown,1990；Goswami, 1989；Goswami & Brown, 1989；Singer-Freeman & Bauer, 2008）。關係轉換的基本假設為，兒童在問題解決式類比題中所使用的類推策略，會因發展上