認知學徒制應用於汽車技術實作課程教學之研究
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(2) 謝誌 回想自己求學歷程，從業界在職中進入博士班求學，一路走來雖然辛 苦，卻是追求著自己的夢想。從學習中蘊藏著無限的機緣，經過不斷的與 人互動得以不斷的激發豐碩的成果，感謝這一路上與我相遇的每一個人。 能完成這項鉅作，我要感謝永遠支持我的指導教授宋修德博士及洪翊 軒博士。宋老師以專業嚴謹的態度及教導的熱忱，震撼著我對學術研究的 看法。當我於研究中產生困惑時，老師猶如我的明燈，會直接找出我的盲 點並提供相關訊息協助我，跟著宋老師學習，使我獲益匪淺。洪老師對我 的細膩指導及無微不至的體貼，令人如沐春風。當我在摸索遇挫折時，洪 老師會伸出雙手給予安慰與勇氣，鼓勵我堅持到終點，使我勇氣倍增。宋 老師及洪老師扮演著亦師亦友的角色，使我研究生涯滿載而歸，不虛此行， 謹獻上最誠摯的敬意與謝意。感謝口試委員林次長騰蛟、張局長明文、李 教授景峰及廖教授興國，於論文口試期間的剴切斧正，使本論文的架構及 內容等方面更臻完備，惠我良多。 當然還有很多恩師，博士班修課期間，承蒙系上師長洪教授榮昭、戴 教授建耘、郭教授金國、李教授懿芳、蘇教授友珊、胡教授茹萍、呂教授 有豐、鄧教授敦平及許教授全守等師長們的關懷與教導，在此特別感謝師 長們的教誨與鼓勵，皆令我獲益匪淺，永銘吾心。 感謝學習過程中同舟共濟、禍福與共的好同學政榮、其瑞、凱欣及育 蒼，同學間互相協助與鼓勵更建立了深厚的情誼。 更要感謝永遠支持我的家人，無論是在精神或是物質上的支持讓我可 以無後顧之憂的完成學業，你們的貼心關懷更是讓我感到窩心。可惜紙短 情長又豈是寥寥幾語能道盡，最後我將所有的榮耀與我的師長、家人及朋 友們共享。 俊興 謹誌 中華民國一○九年六月 i.
(3) 摘要 本研究旨在探究汽車技術實作課程應用「認知學徒制」教學方法，對 學生學習歷程及學習表現的影響，並進一步提出「認知學徒制」用於技術 課程教學之建議。本研究之目的包括探討：認知學徒制教學對學生汽車技 術能力學習表現之影響、認知學徒制教學對學生汽車技術專業知識學習的 影響、學生在認知學徒制教學的學習歷程。本研究之對象計有 20 位車輛專 長大學生，隨機分派實驗組及控制組各 10 位學生，分別實施認知學徒制教 學方法與傳統教學方法之實驗教學，並以前測、後測及深度訪談瞭解學生 的學習歷程及其對認知學徒制的看法。經由資料分結果，本研究提出的結 論如下：實驗組在起動系統、進氣系統、點火系統、燃油系統及整體檢修 能力等方面的技術能力顯著高於控制組；汽車專業知識與檢修技術能力之 關係密不可分，學生具備各元件、電路圖及各系統等專業知識者，有助於 發展汽車故障檢修能力；認知學徒制之學生於講授示範、指導協助、汽車 故障檢修等學習歷程中，經質性分析得到 20 項主題，此 20 項主題對汽車 修護技能學具重要性；本研究發展一套有助於汽車技術學習的實作課程教 學模式及流程，有助於技術實作課程之發展與推廣。. 關鍵字：認知學徒制、汽車技術、實作課程、合作學習. ii.
(4) Abstract The study aimed to explore the effects of applying cognitive apprenticeship in automobile technology practical curriculums, and also to propose some advices of this teaching method in line with the results. The purposes of the present study included revealing the learning effects on skill performance, knowledge acquirement, and the learning processes when the participants were applying cognitive apprenticeship in automobile technology practice. Twenty college students majored in automobile technology were randomized and distributed to the experimental and control group equally. The participants took part in the automobile technology practical curriculums which executed either cognitive apprenticeship or conventional shadowing. The in-depth interview was conducted to understand their learning processes and perception. The results show that the learning outcomes of the experimental group (e.g. starting system, intake system, ignition system, fuel system, and troubleshooting) was significantly better than the control group. There are inseparable relations between the development of domain knowledge and troubleshooting ability. That is, the participants who have basic domain knowledge of components, circuit diagram, and automobile systems would help them to enhance their troubleshooting ability. The main stages of cognitive apprenticeship are lecturing, instructions, and practices. Moreover, the present study concluded 20 subactivities based on the qualitative data. The suggested teaching models of cognitive apprenticeship in practical curriculums were developed to ensure the quality of skill learning.. Keywords：Cognitive Apprenticeship, Automobile Technology, Practice Lessons, Cooperative Learning iii.
(5) 目次 謝誌 ...................................................................................................................... i 摘要 ..................................................................................................................... ii Abstract .............................................................................................................. iii 目次 .................................................................................................................... iv 表次 .................................................................................................................... vi 圖次 .................................................................................................................. viii 第一章. 緒論 ..................................................................................................... 1. 第一節. 研究背景與動機 ......................................................................... 1. 第二節. 研究目的與待答問題 ................................................................. 5. 第三節. 研究範圍與限制 ......................................................................... 6. 第四節. 名詞釋義 ..................................................................................... 7. 第二章. 文獻探討 ........................................................................................... 11. 第一節. 認知學徒制的理論基礎 ........................................................... 11. 第二節. 認知學徒制意義與內涵 ........................................................... 28. 第三節 認知學徒制相關研究 ................................................................. 53 第四節. 小結 ........................................................................................... 61. 第三章 研究設計與實施 ................................................................................. 63 第一節. 研究架構 ................................................................................... 63. 第二節. 研究對象 ................................................................................... 65. 第三節. 研究設計 ................................................................................... 65. 第四節. 教案設計 ................................................................................... 67. 第五節. 研究工具 ................................................................................... 74. 第六節. 研究步驟 ................................................................................... 82. 第七節. 資料處理 ................................................................................... 86 iv.
(6) 第八節 第四章. 研究倫理 ................................................................................... 88. 研究結果 ........................................................................................... 89. 第一節. 研究工具信度分析 ................................................................... 89. 第二節. 認知學徒制對學生實作技能表現之影響 ............................... 92. 第三節. 訪談資料分析結果 ................................................................. 109. 第四節. 研究結果討論 ......................................................................... 140. 第五章. 結論與建議 ..................................................................................... 151. 第一節. 結論 ......................................................................................... 151. 第二節. 建議 ......................................................................................... 157. 參考文獻 ......................................................................................................... 161 附 錄 ............................................................................................................. 175 附錄一 認知學徒制汽車技術實作課程教學計畫 .............................. 177 附錄二 汽車技術實作課程教材示例................................................... 197 附錄三 控制組汽車技術實作課程學習單示例 .................................. 205 附錄四 認知學徒制汽車技術實作課程學習單 .................................. 207 附錄五 汽車技術實作型前後測試題................................................... 215 附錄六 訪談大綱 ................................................................................... 223 附錄七 檢核量表 ................................................................................... 227. v.
(7) 表次 表 2-1 認知學徒制教學方法與學生學習目標之關係 ............................... 34 表 2-2 傳統學徒制與認知學徒制差異表 ................................................... 49 表 2-3 認知學徒制在理論基礎方面的相關研究整理 ............................... 56 表 2-4 認知學徒制在教學應用方面的相關研究整理 ............................... 58 表 2-5 認知學徒制在問題解決方面的相關研究整理 ............................... 60 表 3-1 前後測準實驗設計 ........................................................................... 65 表 3-2 汽車起動系統教案計畫範例 ........................................................... 70 表 3-3 實驗教學上課時間表 ....................................................................... 73 表 3-4 實驗組與控制組之研究工具一覽表 ............................................... 74 表 3-5 前、後測試題內容差異表 ............................................................... 81 表 3-6 質性資料處理表 ............................................................................... 87 表 4-1 學習過程之檢核量表 ....................................................................... 89 表 4-2 研究構面之信度分析彙整表 ........................................................... 91 表 4-3 起動系統檢修前後測之描述統計 ................................................... 93 表 4-4 起動系統之迴歸系數同質性檢定摘要表 ....................................... 93 表 4-5 起動系統檢修之共數分析摘要表 ................................................... 94 表 4-6 起動系統檢修之成對比較差異表 ................................................... 95 表 4-7 進氣系統檢修前後測之描述統計 ................................................... 96 表 4-8 進氣系統之迴歸系數同質性檢定摘要表 ....................................... 97 表 4-9 進氣系統檢修之共數分析摘要表 ................................................... 98 表 4-10 進氣系統檢修之成對比較差異表 ................................................. 98 表 4-11 起動系統檢修前後測之描述統計 ............................................... 100 表 4-12 點火系統之迴歸系數同質性檢定摘要表 ................................... 100 表 4-13 點火系統檢修之共數分析摘要表 ............................................... 101 vi.
(8) 表 4-14 點火系統檢修之成對比較差異表 ............................................... 101 表 4-15 燃油系統檢修前後測之描述統計 ............................................... 103 表 4-16 燃油系統之迴歸系數同質性檢定摘要表 ................................... 103 表 4-17 燃油系統檢修之共數分析摘要表 ............................................... 104 表 4-18 燃油系統檢修之成對比較差異表 ............................................... 105 表 4-19 汽車整體檢修前後測之描述統計 ............................................... 106 表 4-20 汽車整體檢修之迴歸系數同質性檢定摘要表 ........................... 106 表 4-21 汽車整體檢修之共數分析摘要表 ............................................... 107 表 4-22 汽車整體檢修之成對比較差異表 ............................................... 108. vii.
(9) 圖次 圖 2-1 近側發展區 ....................................................................................... 15 圖 2-2 ZPD 動態模式 .................................................................................... 17 圖 2-3 認知學徒制教學方法架構 ............................................................... 29 圖 3-1 研究架構圖 ....................................................................................... 64 圖 3-2 直接點火系統電路圖 ........................................................................ 75 圖 3-3 點火線圈一次測電阻 ....................................................................... 76 圖 3-4 點火線圈二次測電阻 ....................................................................... 76 圖 3-5 測量點火線圈接頭電源及導通性 ................................................... 77 圖 3-6 汽油引擎起動與進氣系統評分表 ................................................... 80 圖 3-7 研究步驗圖 ....................................................................................... 85 圖 4-1 訪談資料萃取出主題相關歸納圖 ................................................. 150 圖 5-1 汽車技術實作課程教學模式及流程圖 ......................................... 156. viii.
(10) 第一章. 緒論. 本章將說明本研究之研究背景與動機、研究目的與待答問題，以及研 究範圍與限制，並針對本研究之重要的名詞作界定與釋義。本章共分為四 節：第一節為研究背景與動機；第二節為研究目的與待答問題；第三節為 研究範圍與限制；第四節為名詞解釋。. 第一節. 研究背景與動機. 壹、研究背景 多年來，我國產業轉型及高等教育快速擴充，多數產業因全球化環境 需求而不斷變遷，並加速就業市場職缺結構改變，各產業所需之人才能力 需求有所不同，造成循環性人才供需失衡並存現象，而學生畢業後投入職 場時卻發現在學期間所學不符職場所需；另一方面，對產業界而言，則是 經常發現畢業生所學與職場人才需求有落差（洪圓詠，2016） 。眾多中小企 業老闆對高職及科大學生所學提出質疑，認為學生畢業進入職場的實作能 力與職場能力所需尚有差距，彰顯出學生畢業直接進入職場，仍然需要強 化技術訓練方能勝任工作任務（鄭仰峻，2016） 。根據報導，傳統觀點認為 技職體系的學生所學在技術上比較務實致用，但實際調查指出，只有 44.6 ％ 的技職畢業生能在職場上學以致用，甚至比普通大學的比例還要低，這 已經顛覆了大眾對「技職學校比較能接職場地氣」的印象，於技術人才培 育上出現「學用落差」 、 「供需失衡」 、青年失業率高等現象（李建興，2018） 。 行政院主計處的統計，20-24 歲的失業率高達 13%，這其中包含了大學的 失業率達 4.88%。因此如何讓學生於畢業後能順利進入職場，已成為目前 重要的議題（鄭仰峻，2016） 。這種現象對我國對技職教育有很大的挑戰。 1.
(11) 從產業的角度來衡量，學校研發成果與產業的需求落差較大，技職教育已 經過於學術化而弱化實務操作能力，因而產生了產業界中間技術人才斷層 等問題，亦使技職學生能力與實務需求產生落差。 我國政府相關單位努力的推廣技職體系所培養出來學生能符合產業 需求，並不斷積極要解決技職體系的學用落差與產業脫節議題，讓學校能 找到自己的定位並能與職場連結，而發展出屬於各校特色課程與專長。為 強化學校與職場的連結，透過多元課程發展，不應讓學生受限於修習理論 課程，應著重在實務操作能力，這是多年來教育單位努力的方向。但因多 年來要改變教學現場的模式實為艱難，仍然維持依課本內容與進行教學， 並無太大改變教學方式，也沒有適當的啟發教材與教法來培養學生的技術 能力，以致多數企業界認為技職生必需強化技術能力與問題解決能力。 國內技職院校之課程屬任課教師教學自主，而授課方式多以老師依課 本內容均會使用到圖片以講授其作用原理或是採用自編的電子檔為教學 內容，並且使用傳統講述法上課。在這幾十年來教學進度、面對困境、教 學方法等，教師在教學上不得不思索的改變（沈文寅，2010） 。技職教育的 教學重心極為強調專業理論與實作經驗的並用，教師於實作教學中採用多 元教材及運用啟發性與引導性之教學方式，以引起學生對動手作的興趣， 有興趣就會投入學習，這種教學歷程是必需發展的。而汽車科技進步日新 月異，而汽車技術課程教材內容更新速度跟不上時代腳步，隨著科技之進 步，學生如何更有效的學習技能，又如何幫助學生腦海裡達到動態的學習， 問題不在知識本身的累積，所要的學習是一套方法，這一套方法可以讓教 師們去引導學生，把專業知識變成學生自己的，也就是加強學生習得知識 的能力來增強自己的實作能力，教師應著重在教學與學習方法的創新是必 需的，進而引導學生多元學習的能力。. 2.
(12) 貳、研究動機 研究者多年來於教學經驗中觀察，汽車專業科目與實習科目為不同的 課程，先以上專業理論課程再進行實習操作課程，這期間可能會有一學期 至一學年度之間的時間差，學生對於專業知識的保留力不足及理論與實作 之間的連結產生中斷，往往造成學生技能學習上有落差及知識上的斷層， 多年觀察的結果確實會遇到許多教學上及學生技能學習遇到困難而產生 積極度不足等問題。學生於技能學習的過程中若對該課程無興趣時，其學 習的效果不佳，學生對實作課程而言僅流於形式。技職體系學生之學用落 差仍然存在，政府單位挹注的設備及環境改善經費仍無法發揮作用。學生 到企業就職時其技術能仍有極大的落差。因此要引起學生對汽車技術實作 課程能專注學習，又能自主的尋找相關資料來佐證與輔助自己的專業技能， 教師於教學上更需要用心規劃，其教學方將會是扮演最重要的角色。 基於以上「教學進度」 、 「面對困境」及「教學方法」等項力求改變的 主要因素下，引起研究者對技能教學方面的研究動機，以強調建立真實情 境式教學設備與環境，教學中增加師生互動與個別接觸指導，教師是學生 的知識引導者及協助學生知識建構，此學習過程透過彼此相互的討論與分 享各自技能學習之經驗，學生透過的合作學習思考反省與探索學習，教師 協助學生建構出新的知識、技能、行為與態度。此種種技能學習的模式， 亦符合 Collins、Brown 與 Newman 等人在 1987 年根據情境認知與情境 學習的理論而發展出認知學徒制(cognitive apprenticeship)教學方法，教師以 示範、指導及鷹架協助，而學生進行闡明、反思與探索等學習過程，最終 目的是期盼學生能精進技能與知識的學習(Collins, Brown & Newman, 1987)。 經過文獻探討之後，認知學徒制的教學方法與研究的教學理念及架構相符 合，先傳授講述先備知識及理論基礎，再進行實作練習與驗證，因此引發 出研究者應用認知學徒制教學方法於汽車技術實作課程中進行相關研究。 3.
(13) 其理論知識方面採用就研究者自製編撰教材，提供生動、活潑及多元的文 字、圖畫、動畫及影音多媒體教學內容，引導學習動機，提高學生的專注 力，導正錯誤的學習態度。 鑒於我國專業技術人才的培養是當今教育的主軸，學生能動手做可以 培養二十一世紀最需的創新、獨立思考、動機與解決問題等能力。為達到 學生於學校畢業之後具有技術的競爭力，本研究將以認知學徒制的教學方 法進行汽車技術實作課程的相關研究。藉由實驗教學中蒐集相關資料，探 討學生的技能學習表現、專業知識的應用及學習的歷程，期望研究結果能 形成一種的技能學習的模式，更期盼創新的教法，能達到提升學習成就的 目的，進而為學生將來求職而準備，以達成推廣與發揚技職教育培育技術 人才之最終目的。. 4.
(14) 第二節. 研究目的與待答問題. 根據上述之研究背景與動機，以及本研究自行蒐集與彙整相關之文獻 後，提出本研究之研究目的主要在於瞭解如何採用認知學徒制教學方法？ 針對此次的研究主題，臚列以下研究目的與待答問題。. 壹、研究目的 本研究以準實驗研究方法的方式進行，研究設計有實驗組與控制組， 並利用量化方式分析兩組學生學習之後的學習表現作統計分析，探討採用 認知學徒制之教學方法與傳統教學方法在學習成效上是否有差異，並觀察 其學生之實作技術能力之學習歷程。 一、 探討認知學徒制教學對學生汽車技術能力學習表現之影響。 二、 探討認知學徒制教學對學生汽車技術專業知識學習的影響。 三、 探討認知學徒制教學，學生於建構汽車技術能力之學習歷程。 貳、待答問題 根據上述研究之起源與目的，所發展出之本研究待答問題如下： 一、 實驗組及控制組學生在汽車技術能力的表現是否有差異？ 二、 認知學徒制之學生汽車專業知識與技術能力是否有存在關係？ 三、 認知學徒制之學生於汽車檢修階段的學習歷程為何？. 5.
(15) 第三節. 研究範圍與限制. 壹、研究範圍 本研究以國立臺灣師範大學三年級車輛專長 20 位學生為研究對象， 以該校之車輛組技術操作課程「汽油引擎修護」課程內容為主，該課程每 週次上課 4 小時。研究時間自民國 106 年 4 月至 106 年 6 月為止，共計 12 週。選用之教材以研究者依認知學徒制之示範、指導、闡明、鷹架、反思、 探索等教學模式進行編製，以汽油引擎修護課程的「實作內容」為主要探 討範圍。主要以汽油引擎起動系統、進氣系統、點火系統及燃油系統等內 容為實驗教學內容。. 貳、研究限制 「汽油引擎修護」課程內容分為「學科課程」及「術科實作」兩部分， 授教師先介紹屬於理論部分的學科課程，讓學生具有足夠的先備知識之後， 再進行實習操作部份的術科實作教學。由於實驗教學期程因素，無法涵蓋 課程中的所有單元，而本研究以實作內容為限，並無進行探討實驗前、後 之學生專業知識能力。而實驗組與控制組之教學情境不同，無法在本次研 究中一併進行，研究中採用之工具不免有學生因主觀判斷因素的涉入及社 會期許的影響，致使結果有其誤差存在。. 6.
(16) 第四節. 名詞釋義. 壹、認知學徒制 本研究所指的「認知學徒制」是以學生學習為主軸，強調必需提供一 個真實的情境設計，真實的情境設計包含實作之工具設備、教學教材及教 學方法需能銜接至產業界需求。教學過程中著重學生的知識獲得的歷程， 再經由實作驗證理論知識的真實性，以強化學生的知識與技能之保留力。 認知學徒制的教師必需扮演為示範、指導及協助的角色，而學生必以 觀察、實作、反思及探索為學習中心，最後將知識與技能統整建構之後再 呈現出自己的實作能力。本就究之認知學徒制共有 9 項教學方法，分別敘 述如下: 一、示範（1） 教師講述實作單元中的工作原理及系統運作電路圖。 二、闡明（1） 學生將教師所講述之知識原理書寫於學習單上，再向教師口述該單 元之知識原理。 三、指導（1） 教師依據學生書寫及口述內容進行指導與評語，使學生能完全理解 該單元之知識原理。 四、示範（2） 教師示範該單元的實作與功能檢測過程，並提醒實作中的操作技巧。 五、闡明（2） 學生進行該單元之實作練習與功能檢測，將其檢測結果記錄於學習 單上。. 7.
(17) 六、指導（2） 教師依據學生的學習單檢測內容及學生的學習進度進行指導，促使 學生能完全理解該單元之實作內容。 七、探索 教師於該單元中設置數個故障，讓學生分組進行故障排除。學生可 互相討論與觀摩，亦可參考任何技術資料與書籍。 八、鷹架 依各組學生故障排除的進度而定，教師適時的提供引導協助或維修 手冊中的相關技術資料，使學生能將系統整合並建構屬於自己的知 識與技能。 九、反思 教師運用檢討的方式使學生回想故障排除的過程，對將所遇到的困 難可提出討論，教師再進行說明或示範以強化學生的技術能力。. 貳、汽車技術 本研究所指的「汽車技術」一詞來自於國際技能競賽組識 (WorldSkills) 其中一項職類「Automobile Technology」而得，與國內所稱之「汽車修護」 一詞略有不同。而汽車技術含概汽車修護的所有內容，因此汽車技術更廣 範也更符合現今汽車產業所需要複雜性的技術能力，而技術能力含蓋汽車 各系統之專業知識素養之外，也包含汽車之診斷檢測、維修更換及調整等 技能力。強調的是能將該能力應用於汽車各系統的檢修中，並具備獨立思 考、溝通表達、敬業精神及職業道德等能力。. 參、實作課程 實作即為實際操作，於課程中融入動手做的單元，安排與規劃使每一 位學生都能親自動手操作，從操作中累積自己的實作經驗，亦能透過實作 結果驗證理論基礎，漸漸促使學生將知識理論與實作整合。實作課程必需 8.
(18) 要安排特定的工作任務，藉以所學之知識該來解決或模擬現實生活中的問 題，其工作任務須考量與產業界結合，並以情境任務實作為導向，以培養 學生進入職場中能面對真實的問題並解決。本研究之實作課程於實作前講 述先備知識，接著以學習單之進行讓學生學習汽車檢修技能，並適當安排 汽車故障真實情境情況讓學生實際執行檢修作業。. 肆、合作學習 合作學習是一種教學上的策略，同儕之間的交互作用可達成某程度上 平衡，學生之間的協助、批判與分享更能獲得最大的學習成果。本研究非 常鼓勵學生分成小組合作學習，透過教師給的工作任務，來自不同的環境 背景學生能提供自己的觀點，在彼此討論與溝通的情境中，增進小組學習 效率並分享過程的喜悅。本研究強調合作學習之學生分組需考量學生背景 及學習程度，將不同背景與程度的學生分為一組有助於合作學習成效，每 一小組以 3 至 5 人為最佳學習情境。. 9.
(19) 10.
(20) 第二章. 文獻探討. 本研究旨在以認知學徒制應用於汽車技術專業課程教學對學生的學 習影響，教師以認知學徒制的教學方法進行實驗教學，觀察學生知識與技 能建構的歷程。於研究前先蒐集與本研究所涉及之相關理論與相關研究文 獻，將其彚整於本章節中，第一節為認知學徒制的理論基礎；第二節認知 學徒制意義與內涵；第三節認知學徒制相關研究；第四節小結。. 第一節. 認知學徒制的理論基礎. 認知學徒制理論根源至少來自四個具影響力的概念，建構主義的認知 學習理論、社會學習理論、情境認知學習理論及傳統學徒制，以下分別探 討認知學徒制的相關理論基礎。 建 構 主 義 主 要 有 四 個 不 同 的 派 別 ， 以 個 人 建 構 主 義 (personal constructivism) 、根 本建構 主義 (radical constructivism) 、社 會建構 主義 (social constructivism) 和情境(脈絡)建構主義 (context constructivism) 等 為主，個人建構主義的創始者 Kelly (1965) 認為知識是學習者自己探究而 建構的，他認為知識是個人與環境的互動而產生對世界的意義，強調學習 的主體是學習者。 傳統的教學設計理論認為知識是從外部向學習者內部遷移，而建構主 義學習理論則主張學習不是被動的、知識消費的、外部指導的過程，而是 積極的、建構的和自我指導的過程。其發展源自於 Piaget 認知的發展理論 和 Vygotsky 認知發展理論最具代表性。強調個人內在的知識建構過程，不 是一種「認識論」，是一種「達到認識的捷徑」 (Von Glasersfeld, 1995) ， 藉由接受及考量不同觀點，試圖重新建立自我的認知，以解決許多不同思 考型態間的衝突而產生學習。而皮亞傑觀察學習者於發展歷程中的心理轉 11.
(21) 化，從外顯的行為擴展至內隱的心理世界，因此在建構主義中建立了內在 知識結構的基礎（徐照麗，1990）。. 壹、 皮亞傑認知的發展理論 很多學者認為皮亞傑是認知發展學的鼻祖，他並非完全研究兒童成長 和發展等研究，而是一位探討知識根源與知識獲得歷程的發生認知論者 (Elkind, 1967) 。Piaget (1964) 認為動作是知識的根源，人的學習或思考在 腦中想像的各種動作的組合或同化後的訊息，從感官的動作期直到形成人 的操作期的發展歷程，即為人類自動作或感官上的外在智慧發展成為內在 思想的智慧歷程。從認知個體而言，認知的方式是透過行動而來的非來自 感官，不斷的透過與生俱來的心智結構運作為真實的目標，以形成一種獨 自的認知結構或基模(scheme)的歷程（甄曉蘭、曾志華，1997），因此人的 思想本質是動作，知識的意義即為動作的意義。在動作形成知識的歷程中， 人將啟動自我調節開放性的系統，皮亞傑認為先天遣傳因素(天賦、成熟) 與後天環境(學習)二者之間的交互作用，是透過科學的方式而不是思辦的 方法來觀察，在此基礎之下，他研究人的證驗知識與理性二者之間本質，也 就是研究獲取知識的發展歷程，因此皮亞傑主張認知的發展過程，應該是 成熟與學習二者之間交互作用的結果。學習者在互相作用過程中將會主動 的將知識建構，並漸漸的發展成優化的新型認知及認知基模，這是一個持 續建構及已建構的歷程（朱則剛，1994)。故皮亞傑認為個體用基模來認識 外在的環境，為了能適用環境的需求也將會主動的修正以往的經驗，以達 到目的而造成心理上的平衡作用。 皮亞傑強調獲取知識的基本架構主要是來自基模，在個體學習發展過 程歷程中，基模會藉由組織(organization)及適應(adaption)的兩大功能進行運 作，不僅是量的變化，質的改變與修正更大。而適應是當個體在短暫的失衡 中，經過不斷的被同化(assimilation)與自我調適(accommodation)，讓個體重 12.
(22) 新獲得短暫性平衡的歷程，而皮亞傑認為可用組識與適應來解釋個體認知 發展心理的歷程，其基模都是經過組織與適應天生能力的歷程所創造出來 的 (Shaffer, 2002) 。 組識是為了個體能達到一種親身活動的歷程，於處理相關任務時能綜 合自身心智的各項能力。在任何歷程發展的階段，此種能力能將新創造的 過程與複雜的知識結合。適應主要的目的是讓個體內在認知與環境能保持 一定的平衡，這將會因環境限制而經過一個不斷預測與控制的認知歷程 (Piaget, 1977) 。當個體漸漸經歷適應的調整歷程之後，個體的智力、認知 能力將會有顯著性的提昇（張春興，1996） 。而此種適應改變心理的歷程將 由同化與調適來形成互補作用。 同化是指個體以往已具備的基模或認知結構為基礎來解讀新經驗的歷 程。當個體面臨到新的事物時，將既有的基模加以修正後即可用此基模來 解釋新環境中的各項事物。若新的知識與即有的能相融，最後將新經驗的 事納入既有的基模中，基模中的知識將獲得擴展與運用（楊忠斌，2015）。 當發現新的經驗與既有的基模差異大時，則會進入到調適的歷程。皮亞傑 （1977）認為調適意指個體進入新的情境並受到刺激時，而既有的認知結 構無法適應該環境事物要求時，個體會自動改變既有認知結構或基模來符 合新的環境事物要求，以保持心理上的認知平衡。而面對新環境且又受刺 激時，個體會優先採用同化方式來面對新的環境，當同化無法再起作用時， 會接著採用調適來修正既有的基模，或是藉此創造出新的基模來適應新的 環境需求（張春興，1996） 。因此，皮亞傑還認為人腦具有一種自我協調的 能力(self-regulation)，從同化到適應階段，人類會用既有的知識來體會這些 新的資訊，若無法解釋或是有矛盾時會再用不同的知識經驗來解釋，這就 是人類的自我調節的本能。. 13.
(23) 貳、Vygotsky 認知的發展理論 Vygotsky 是社會建構取向最具代表人物，他認為人們之所以能運用符 號來進行思考，主要是來自於與他人的溝通活動中所習得（張春興，2011） ， Vygotsky 理論的主要是強調文化的重要性，重視人類的心智發展的過程中 所獲得到的訊息，再將基本的心智能力逐漸轉變成較高層次的心智能力， 這都將深受文化與社會環境的影響。而人類的互動過程最終於個體的內化 作用，內化具有歷程性及功能性兩種作用，歷程性是指兩個不同認識的人 產生對話、互動等，從中內化社會觀點及對行為有所獲得，而功能性則是社 會觀點只有在解決問題，滿足個體需求時，才會被個體意識到開始建構（詹 志禹，2002） ，因此內化作用不是將所有吸收到的知識再複製一次，而是一 種轉化，這會改變了心智結構和功能，在內化的歷程中可看到人類高低層 次心理功能的改變 (Wertsh, 1985) ，包含個體不受環境影響控制，心理意 志的調節，而個體能感受到自己的改變轉化歷程，在內化的過程使用符號 作為促成的媒介（甄曉蘭，1997）。 人類的心理歷程發展主要是來自抽象的符號系統，特別是語言，語言 與符號的溝通是個體與社會之間的互動，因此 Vygotsky 強調語言表達的重 要性，社會與文化的現象來自語言的表達，不斷的透過語言表達互動與討 論，才能遂漸達到高層次語言與思考能力的發展，進而學習社會文化與創 造新的文化功能（簡淑真，1998）。 Vygotsky 認為人類的認知發展是從心理開始發展的，逐漸將外在的經 驗及概念經由人與人的互動而內化至認知運作的一個媒介歷程 (謝州恩， 2013) 。最初於外在社會活動的影響，使得人類發展架構開始人際間的互 動，但透過社會互動、逐漸的進入高層心理活動轉移到個體內的層次中。在 自我調整中，個體最初的發展是吸取他人的調整經驗而產生內化，最後型 成為自我調整(self-regulated)。在此觀點，Vygotsky 認為教學活動中創造了 14.
(24) 學生的學習歷程，進而帶動發展的學習歷程，學生可以不斷的引發「近側發 展區」(Zone of Proximal Development)簡稱 ZPD，近側發展區最主要是用來 了解學生的學習與發展之間的關係，以理解學生於高層次心理功能的發展， 進而分析「學習」與「發展」之間的關係。Vygotsky (1978) 認為傳統的智 力測驗只能測得的靜態的功能，並無法測量到人類真實不斷轉變的心智模 型樣態。所以他認為真正要了解的是學生在他人協助之下的表現與學習的 發展潛力，而不是學生自己獨自完成任務的能力。因此他強調「近側發展 區」是一種心理發展上的差距，是指個體能獨自解決問題所顯現出的實際 發展的程度及在他人的引導之下的潛在發展的程度之間的差距 (Vygotsky, 1978) ，如圖 2-1 近側發展區所示。. 圖 2-1 近側發展區 資料來源：引自 Bodrova, E. & Leong, D. J.(1996).Tools of mind:The Vygotskian approach to early childhood education. Columbus, OH: Merrill Pretice Hall. 近側發展區是會持續不斷的進行，也是個體認知發展的核心位置，其 之間的差距在實際發展層次和潛在發展層次之間，以教學而言，個體的近 側發展區於持續不斷進行的歷程，以作為修定教學計畫和選擇教學策略的 參考依據。 ZPD 是會隨著學生學習的進度及情況高一層知識而改變，如圖 2-2 15.
(25) ZPD 的動態模式。認知的發展是一聯串的變化，從 ZPD1 到 ZPD2 的區堿 改變，學習者可藉由這之間的改變學到較複雜的知識或技能，學習者於學 習歷程中曾受到教師或同儕的協助，因而學到可獨立完成工作任務的知識 與技能，當他們又遇到難度更高的工作任務時，新的解決方案會再次出現， 就這樣不斷的重複循環者。學習者的學習發展途徑與速度會因為學習者的 不同學習背景而改變，有些學習者僅需要一點協助便能使得 ZPD 的範圍 距離擴大，有些學生需要較多的協助，而其 ZPD 的範圍距離仍是有限。在 某種範圍內學習者可能有多個 ZPD 區域範圍，不同的學習者所組成的學 習團體則會有各類型的 ZPD 型態。此種動態性的 ZPD 與認知學徒制中的 鷹架模式很相似，專家透過不同的鷹架方式不斷的協助學生技術的學習， 而學生會持續的往更高的技術目標邁進，以動態的方式持續鷹架累積學生 技術能力。 近側發展區在教學上的應用方面，多數認為學生是被動的知識接受者， 忽視了當在日常生活中所學到的知識與訊息，這些知識與訊息可能是用來 符應學校教師上課內容的主要依據，若能將其校內、外所習得的知識加以 連結融合，即可促成學生完整的知識統整與獲得。因此在師生與儕之間的 互動更為重要，在良好的互動與溝通的形式之下，可以進一步發展成學習 課程內容的途徑（洪若烈，2007） 。於教學環境互動中，學生、教師與同儕 之間的互動溝通，可形成對課程的內容共同理解，漸漸達成學習上的共同 知識。除了互動互相學習之外，實作中的學習更為重要，過去會因為班級人 數及工具設備不足之因素而影響到實作上的教學（洪若烈，2007)，而造成 教師忽略了扮演知識統整的角色。倘若能排除這些教學上的困難，教師重 視學生、教師與同儕之間的討論與互動，同時也著重知識與實作之間的應 用，定能改善教學上的品質，促使學生的學習發展。. 16.
(26) 圖 2-2 ZPD 動態模式 資料來源：引自 Bodrova, E. & Leong, D. J.(1996).Tools of mind:The Vygotskian approach to early childhood education. Columbus, OH: Merrill Pretice Hall.. 參、鷹架理論 Wood、Bruner 與 Ross (1976) 從研究成人教導 3-5 歲兒童堆積木完成 金字塔的過程中，而發展了鷹架理論(scaffolding)的基礎。以成人直接輔助 學習者的直接輔助、口頭提醒、直接引導學習者作相同的工作任務與知識 的建構。此種的過程就是教師提供學生適當適時的鷹架協助給學生。透過 學生的近側發展區將產生鷹架作用，鷹架的功能有助於提升學生問題的解 決能力，到達他們自己從未達成的程度。Vygotsky 主張教育最重要的事是 觀察學生在他人協助下的表現與學習潛力，因此 Vygotsky (1978) 認為學習 若要縮小 ZPD 的途徑則可透過同儕、專家等社會中能力協助，以能力較高 的人來示範供學習者模仿。鷹架的運作能提升學生對問題表徵的能力，而 17.
(27) 知識的轉換期間，教師將掌控學習者的意識，直到學習者對於新的概念系 統獲得控制力量，將之當作一種工具使月，這轉換期間，教學者正扮演著鷹 架的功能（張新仁、邱上真、張酒雄，2003） 。ZPD 會隨著學生獲得更高的 思考與知識，而改變其自我表現的能力與需要教學者或同儕的協助將不斷 的改變，層次亦不斷提升。 鷹架是暫時性的支持來協助學生，直到學生能自行操作或學習，教學 的過程中，教師需先了解學習者是否有足夠的先備知識來完成預定的工作 任務，若學習者的先備知識無法完成時，教師必需修正鷹架的協助方式及 內容，提供的鷹架可以是任何工具或教學策略，主要是在於兩者之間互動 的過程。因此，Wood、Bruner 與 Ross (1976) 指出教師必需扮演技能知識 的傳遞者，經由有經驗的教師進行鼓勵與指導，可以大幅降低學生的不確 定性。因此鷹架的功能可使學習動機持續維持也是驅使學生學習的動力。 Gallimore 與 Tharp (1990) 以鷹架基本架構的概念提出 「協助性表現」 ， 是指教師或有經驗者協助學生的知識技能表現直到產生內化為止。這些心 理學專家並提出六個可以協助表現的方法。 (一)示範(modeling)：透過有經驗能力的專家演示操作行為過程給學生 模仿。示範過程是一項非常強而有力的輔助方法，可以支持學生到成年 且複雜的知識層面。在教育的環境中，教師、同儕之間的互動都是非常 重要的輔助來源。 (二)立即的處理(contingency managing)：依據學生行為表現給予立即性 的修正或獎勵。而立即的處理不適用於新的行為與技能，新的技能需 要透過示範、回饋、教導、發問及認知建構等方式來協助。若能遵循學 生表現後給予獎勵、表揚或鼓勵時，會增強學生通過近側發展區的每一 前進點。 (三)回饋(feeding back)：評估學生的表現給予適當的回饋。回饋是在教 18.
(28) 學中所發生的，透過交互討論相關知識過程中讓學生獲得準確性的回 饋是非常重要的。 (四)指導(instructing)：教師提供的作業或學生表現行為做指導。過度的 指導可能會造成學習者的反抗，因此在指導內容必需含知識的內涵，因 為教師指導過程的聲音會成為學習者自我指導的聲音，以促使學習者 印象深刻。 (五)發問(questioning)：讓學生利用語言方式表達他們內心的疑問。多 數人不會區分問題與輔助問題，這可能會導致教師在問題上的訊息有 不同的假定，而造成學生表現上的差異。而在輔助問題方面，是為了產 生一個學生無法或不會單獨提出的問題，這些問題必需要教師的提示 才能引發學生發問。 (六)認知建構(cognitive structuring)：教導學生如何排列他們的思考模式 與記憶，從組織、分類及評等開始。這些步驟很簡單，教師協助學生排 列組識學生原有的經驗知識，進行對該議題有用的知識進行分類與評 估，列後重組所需要的知識，使知識成為結構化。 有關鷹架輔助學習歷程中，Cazden (1988) 認為學習者內化的歷程強調 在外在活動學習中所形成內在心理層面的歷程。因此學習者理解知識過程 不僅是重述教師所教導的內容及結果，教師於教學中應注意學生的反應、 談話或活動中是否能理解課程的概念，並引導學習者於實作中了解工作要 領，逐漸與教師互動討論中建立共識。最後評估學生表現的主要目的是要 評估學生對於工作任務理解的程度，以供在教學做適當的調整，最後將回 饋內容給學習者參考。 Collins、Brown 與 Newman (1989)於認知學徒制的研究中，已經提出必 要時於教學活動中將鷹架撤離。其鷹架撤離是當學習者已經能獨立完成工 作任務時或是學會某一項技能且又快要達成目標時，原本提供的協助鷹架 19.
(29) 就應該逐漸撤離，使學習者能獨自完工作任務。多數學者認為鷹架的撤離 是鷹架協助中很重要的一道程序 (Stone, 1998 ) 。若不撤離協助，會造成學 習者一直期盼協助的來源，學習者無法自己獨立完成工作任務，將失去鷹 架的義意。 「認知學徒制」 、 「鷹架理論」與「合作學習」有密不可分的關係。傳統 的教學方式大多是教師講授課程內容，屬單向式活動，較少有互動的機會。 透過合作學習的方式可以訓練自己的表達能力，學生在討論的過程中所產 生內容失焦的現象則需參與的師生共同努力。教師扮演相當重要的角色， 引導學生探討問題的定義，鼓勵學生評鑑所用的策略，幫助學生討論自己 的思考歷程，進行促成遷移的誘導性練習。為使教學更能適應學生的個別 需求，也訓練同儕來擔任教導者的角色，通常鷹架由教師逐漸轉移到同儕， 支持或鷹架的角色也逐漸由小組同學來承擔。知識轉移期間，學習者的學 習是由教學者來掌控，直到學習者對新概念獲得控制力量，並能將其當作 一種工具使用，此時，教學者正扮演著鷹架的功能（張新仁、邱上真、張酒 雄，2003） 。藉由師生間「互助互惠教學」 、 「教學進度的協商」和「透過學 習認知的轉移」 ，可達成應用鷹架理論教學的目的，教師所扮演的角色不僅 是提供支持，亦是加速學生的學習。當學生漸漸習得所欲學習的知識之後， 教師便慢慢減少對學生的支持，此時，教師的角色只是提供少部分支持以 增進學生的理解，並鼓勵學生運用合作學習，以得到較好的學習效果。當教 師的引導逐漸退出後，學生仍能持有主動學習的態度，學習成效必會逐漸 增加，此教學策略，可促進學習能力的進步，增進學生對學習內容的了解， 是達成鷹架理論中學習遷移能力的最佳方式。. 20.
(30) 肆、情境認知 情境認知一詞最早是由 Brown, Collins 與 Duguid (1989) 所合著的情 境認知和學習的文化(Situated cognition and the culture of learning)中所提出 的。不過在此之前 Suchman (1987) 觀察人們在日常生活中的認知活動中提 出，日常生活思考活動中包含思考活動是發生文化脈絡，且具有實用性， 強調是在問題的解決，在思考活動中是屬於情境化的，日常生活中能應用 上的。而 Lave (1988) 的研究中認為傳統的學徒學制早已經有情境學習的 意涵，學習者跟著師傅學習，並未有正式的教育或訓練，僅針對單一項工 作技能學習，其專業上的工作表現能符合期待，皆有令人滿意的表現，甚 至更能體會出一些工作上的技巧，也能運用環境資源解決陌生的問題。很 多學者也先後指出，真正的學習是發生在情境中，特別是活動、情境及文 化等三者的交互作用之下所產生 (Lave & Wenger, 1991) 。他們也都認為 人們若要有效的學習，並使所學習的知識與技能具有實用性及意義性，則 必須在真實的情境中進行學習、經驗的學習、主動的學習，以學習者為中 心的學習或是情境認知。學習是在環境中被情境化，需要學生與真實的經 驗直接的互動 (Loring, 1988) 。 在 1990 年代的情境視角都是從認知的角度為出發點，但在理解情境 認知與侷部性理論上仍存在著很大的差異，Wilson 與 Myers (2000) 斷言指 出多數研究者在情境認知、認知行動及情境化的分享並無達成共識。因此， 所謂的「最佳情境」活動不是統一的觀點。它涵蓋了一系列的情境觀點或 子理論的說明，以下為整理出多位研究學者提出的活動與觀點。 一、情境脈絡(Context) 知識的來源是在情境脈絡中發現的，且無法從情境中隔離單獨存在， 而知識是根據學習活動發生定錨索引來來的，彼此之間的關連性也必須 藉由適當的情境來連結整合 (Brown, 1989) 。 21.
(31) 如果我們想要了解一個人的行為，那麼我們要了解哪個人在何種情 境之下。知識的內容取決於它的真實世界中，及情境的脈絡，如果沒有 了情境的脈絡，它將變成惰性。如同學生學習了一個新的知識概念，但 由於沒有現實使用的環境而無法利用它。因此，學習和知識被視為與情 境相關的社會過程 (Rogoff, 1990)。Brown 等人 (1989) 更認為學習其實 就是一種個人參與社會文化的涵化(enculturation)過程。 二、真實性(Authenticity) 真實性原則是指與現實世界具有對應關係的性質，教育的真實性是 連貫性的、自然的、有意義及有目的性的活動 (Carraher & Schliemann, 2000) 。真實性也包含生活中的情境認知，並將生活體驗和學習的教育 相關性的問題納入討論範圍中。生活認知不僅強調了日常認知活動的問 題解決外，而且強調與他人的社會互重及影響的程度 (Rogoff & Lave, 1984) 。Brown (1989) 等人將學習活動的真實性，區分成兩類物理真實 性(physical fidelity)及認知真實性(cognitive fidelity)。物理真實性是指的 在實際的情境當中進行學習，例如是實習課在汽車維修廠中學習，學生 最能吸收到最真實的情境技能。 三、活動參與(Activity participation) 知識的建構是參與活動的結果，所以知識融入到活動中，活動中的 學習與情境認知是無法分開的 (Jonassen, 1999) 。有意識的學習活動是 完全互動及相互依存的，也就是我們不能不思考就採取行動，或是不採 取行動就思考 (Rogoff, 1990) 。從情境認知的角度來看，學習發生在社 會化的過程中與社群其他人的對話歷程，因而學習成為反思、解釋和理 解的過程 (Lave, 1988) 。因此，活動的參與是學習者與專家或有經驗者 在一起工作，在一個社會團體中，解決與日常生活環境有關的問題。學 習變成一個社會的過程，依賴著與在同一個情境之內的其他人的互動， 22.
(32) 而這些互動要儘可能與實踐的環境類似 (Stein, 1998) 。 四、實務社群(Practical community) 實務社群是學習者跟他們一起創造和協商狀況的意義的團體(Stein, 1998) 。強調「實務社群」 （情境）的存在，為了使學習能漸漸的學到專 家的知識技能，必需提供學習的環境中能以實務性為主要，同時也能使 專家的知識技保存並傳遞下去。為了要使學習者能提取學習中所保留的 知識，採用情境式學習是能提學習者找到指引（黃鳳俞，2009） 。社群為 社交互動提供了必要的環境及與他人進行對話，以了解各種任何問題的 變化看法。在此學習過程中，學習者就會逐漸習得一些專業技能，並表 現出應有的行為舉止。因此，學習只有在真實的社群中發生，才具有意 義與應用價值 (Wenger, 1998) 。 五、分享或分散型認知(Share or Distributed cognitions) 對於某些研究者而言，更重要的是認知活動發展的方向是在於共享 或分散性認知的探索 (Hatano & Greeno, 1999) 。認知是社會共享的，在 社群中有每一個人都有具有不同的學習資源，且具有多樣性，智慧及知 識性，因而不會僅從單一學者中所學到知識。後來心理與教育學家稱為 「分散性的認知」(Distributed cognitions)（黃鳳俞，2009）。 綜合上述，情境認知的教學的強調是人與人及環境之間的互動，有了 相互溝通與對話學習者可建構屬於自己的知識。因此情境教學的特徵分別 敘述如下。 一、激發學習者學習興趣 以學習者為中心的學情境教學可引領學生進入思考與探索階段，也 會因而獲得良好教學成效。良好的學習教材能激起學習者的共鳴，當有 興趣時又能將學習環境設置成實際的情境問題中，進而能使學習者在一 個真實的生活情境中應用。 23.
(33) 二、尊重學習者自主性發展 尊重每一位學習者於學習上的差異性，將其長處得以發展，使其能 以引導至多想像、保持好奇心與多思考的方式，其課程的設計可使學習 者能自主性發展，不要侷限他們範圍，進而能適性發展來得到潛能的發 揮。 三、給予學習者思考探索的機會 為促使學習態度與知能的發展，課程設計需考量規劃使學習者有思 考的過程，將知識變成具有實用性的技能，再以此知識為基礎去發展探 索新的知識。 四、在於解決問題 所有知識都是為了解決問題而發展的，因此教學上的設計要考量用 真實的情境教學規劃，強調真實生活情境中可能會遇到的問題。為了使 知識能內化而將其知識保留在學習者中，學習者需要有探索、問題分析 及獨立思考等能力。 五、多元情境刺激學習 為了促進多元智能的發展，同時也可強化學習的內容，知識的學習 可透過多元感官學習的刺激，方可將外顯知識內化為個人的知識，因此 可運用多元情境來學習。 六、科技的運用 可多運用科技方式來進化教學內容與增進教學資源，主要為了增加 學習者的經歷，採用科技元素可加深教學的深度與廣度，也可把資源做 整合與運用。 七、強調合作學習 透過學習活動的設計可讓其在團隊中學習互助技巧、解決問題能力， 以及建立良好的學習態度情境，而教學課程設計強調合作學習，讓學習 24.
(34) 者扮演不同角色，讓他們互相學習各自所長。 八、強調練習的重要 只有透過不斷的練習學習內容，才可將短暫記憶中的知識轉移到長 期記憶中，最終使學習者的大腦中能長久的將知識保留。 九、強調示範教導 強調學習者在教師的講述及操作引導下，先由教師先行示範一次再 由學習者模仿教師一樣的操作行為，在情境的資源之下，學習者自行參 與不同的情境去發展出屬於自己的學習知識。 反觀認知學徒制的教學方中以示範、指導、闡明、鷹架、反思及探 索為主軸，主要是強調教師於真實的情境中示範教學，提供學習的情境 讓學習者能透過探索、反思及練習進行學習，其主要根源來自情境認知 學習理論的觀點。. 伍、社會文化學習理論 Bandura (1977) 強調個人自己對環境中人、事、物的認識和看法，更 是學習行為的重要因素，不會因環境因素而決定人的學習行為。個體在行 為上的改變與學習可經由觀察與模仿他人的操作行為，特別是對方的行為 對學習者具有影響力的人，更能引起學習者有學習動機的效果。在社會環 境中要學到所學的行為最主要以環境因素、個人對環境的認知以及個人行 為三者之間彼此交互影響，因此，環境、個人與行為三項因素稱為社會學 習理論的三元取向（張春興，1996）。 以觀察學習的概念來說明學習者如何在社會情境中產生知識學習，首 先學習者必需具有觀察的學習能力，透過觀看有經驗者的操作行為而學得 自己新的行為，有時學習者會向環境中的人學習，從中所獲得的知識會成 為自己的行為一部分，尤其是學習者觀察到對自己有興趣的主題時，會因 25.
(35) 為需求而產生獲得更多的技能、知識、概念等 (Bandura, 1977；張春興， 1996） 。由此可知，人與環境中的互動是社會學理論的核心議題，學習中可 透過有經驗者的示範，學習者的體驗，再給於適當的稱讚與獎勵，自然而 然將會形成文化所傳遞的訊息 (Spindler, 1974) 。因此，學習者透過觀察楷 模的行為而增強學習行為，因而產生良好的學習文化環境，若要使學習者 能融入社會文化環境中，應學習場域中建立完善的文化情境，使學習者於 環境中不知不覺的自然觀察與模仿，從而產生社會文化學習行為模式。 觀察學習是一種社會學習的歷程，在這些歷程中學習者會經歷注意、 保留、再生及動機四個階段，分別如下說明 （Bandura, 1977；張春興，1996； 朱敬先，1997）。 一、注意階段 指觀察學習者必需要注意到示範者(有經驗者)所表現的行為特徵， 並能理解其行為的表現內涵，若無法理解就不能經由模仿學成自己的行 為。 二、保留階段 當學習者觀察到示範者的行為之後，能與其行為模樣記憶下來，或 是用闡明的方式來描述示範者的行為，這代表學習者能將此行為保留在 記憶中。 三、再生階段 是指學習者能將記憶中的行為，用自己的方式表達出來的過程。 四、動機階段 學習者不僅是經由觀察模仿學到的行為進行表現，而在適當的時機 點也會將所學到的行為表現出來。 當學習者將所學的行為表現出來並獲得適當的肯定與增強，他們會更 樂於注意、保留及再生的行為，而觀察學習的增強可以用讚美、微笑、關 26.
(36) 懷等象徵性增強等。而朱敬先（1997）指出，觀察學習具有五種效果，分 別為教導新行為、鼓勵既有行為、加強或減弱被抑制行為、引導注意及激 勵情緒等。主要意涵是使觀察學習的成效佳時，則需要觀察專家的行為、 聆聽專家的經驗分享，可藉由鼓勵學習者呈現既有的行為來適應新的環境， 尤其是學習者處於不熟悉的環境時會模仿他人的行為，當學習者觀察到他 人的行為較強時，則自己也會有增強的動機。若要引導學習者注意學習的 行為時，需要藉由觀察他人的行為，將有助於新行為的學習。若學習者對 他人的行為感到好奇時會將有助於激勵學習的情緒。除了主張社會學習理 論的 Bandura 之外，認知與社會學習理論中的 Vygotsky 提出社會認知發展 理論，強調社會情境對於認知與學習有相關性的存在。社會上世界文化多 樣化，風俗習慣、社會發展史、宗教信仰至人們的日常生活、語言等各層 面，分對應著文化的脈絡，這些將會影響社會上每一位人。而成人（或教 師）經常扮演著文化知識傳遞者的角色（張春興，1996）。 綜合上述可得學習者經由觀察學習及模仿的歷程獲得知識與技能，學 習者將新行為的學習及展現既有行為以適應環境，其抽象的意義皆代表社 會文化融入情境中學習的重要性。而認知學徒制強調教師在情境中示範後 再讓學習者觀察、模仿學習內容，最後讓學生能用闡明方式進行表達，這 些皆基於行為主義的社會學習理論。. 27.
(37) 第二節. 認知學徒制意義與內涵. 認知學徒制(cognitive apprenticeship)由 Collins、Brown 與 Newman (1987) 三人合著之(Cognitive apprenticeship： Teaching the craft of reading, writing, and mathematics)中所提出的。主要是在一個理想的學習環境的架 構之下妥當安排教學內容(content)、教學方法(method)、教材排序(sequence) 及社會情境(sociology)等四個面向，並著重教導學徒關於專家（師傅）處理 高層次技能的過程為了彌補傳統學徒制的不足。因而將「認知學徒制」同 時具有「認知學習理論」與「傳統學徒制」兩者的優點，以達到學習者能 有效率的學習。認知學徒制是一種著重教導生手於處理複雜的技能過程， 同時強調在實際的情境脈絡中學習的一種新的方式（陳木金，1995） ，而傳 統學徒制強調學徒能獨立解決問題的能力，及注重動作技能的學習與訓練， 然而較為耗時且效率低，無法一次將知識技能傳授給眾多的學生。認知學 習理論著重在學習者的內在認知歷程的發展，教師可以安排學習者以闡明、 反思、探索等過程強化學習者的印象。 吳清山與林天祐（1999）指出認知學徒制是以一位具有實務經驗的專 家，引領新手進行學習，透過專家的示範和講解，以及新手的觀察、模仿 及主動學習，在一個真實的社會情境脈絡下，透過彼此的社會互動，讓新 手主動建構知識學習的過程。認知學徒制是種有效的學習機制，有系統的 規劃符合教學目標和教學活動，透過協同研究教師觀察及認知學徒制學習， 將可有效建構教師專業發展(Duncan, 1996) 。蔡易芷（2005）在相關研究 後指出認知學徒制是在真實的社會情境之下，專家透過示範、指導、講解 及支持等方式來引領新手進行學習，而新手則藉由觀察、模仿、反思等過 程主動建構知識，最終習得複雜的技能歷程。國外學者 Lave 與 Wenger (1991) 也認為認知學徒制是師傅將其內在思維歷程經由示範與闡明，而讓 28.
(38) 學徒從旁觀察、模仿與反思，再由師傅予以指導的一種認知學習歷程。. 壹、認知學徒制的學習環境架構 Collins 等人 (1987) 所建立的「認知學徒制」在理想學習環境之下的 架構如圖 2-3 所示，其中包括構成學習環境的四個面向：教學內容(content)、 教學方法(methods)、教材排序(sequence)，以及社會情境學(sociology)。於 單一面向中皆有子項目，子項目是學習環境知識建構重要的事項。. 圖 2-3 認知學徒制教學方法架構 一、教學內容 內容在這裡是指專家知識及學習策略，這些特定的領域專家應具備 領域性知識(domain knowledge)、問題解決及啟發式策略(Problem-solving strategies and heuristics)、控制性策略(Control strategies)、及學習性策略 (learning strategies)等四項知識，。 (一)領域性知識 指特定的領域明確的概念、事實及程序性的知識，也就是學校裡 29.
(39) 的教科書的內容及課堂上講述的內容。例如：閱讀領域中的知識包括 詞彙、語法和語音規則。閱讀的標準程序是快速掃描文本用無聲或大 聲解釋。在寫作方面，領域知識包括許多相同的詞彙和句法的知識， 除此之外，還包括關於修辭形式和體裁的知識，以及有關草稿和修訂 的知識。在數學中方面，除了事實和定義外，從加法到解決代數問題 及幾何證明的過程。大多數領域知識都包括解決各種問題的過程等 (Collins, Brown & Newman, 1987) 。 (二)問題解決及啟發式策略 在專業領域內協助學習者完成工作任務及解決問題的技術、方法 與策略，也就是該專業的技巧所在，這些技巧不一定都能起作用，但 在需要時會有很有幫助，多數專家用專業知識透過實際的解決問題來 啟發學習者的動機。Polya (1945) 早用使用解決問題的啟發式方法及 策略進行教學。例如研究心理學的文章，具有典範論證結構相對應的 標準格式；在嘗試評估主張之前，可以先閱讀前言和結論，以了解主 要主張結構，然後再嘗試評估其他部分提出的證據 (Collins, Brown & Newman, 1987) 。 (三)控制性策略 是指控制執行工作任務或問題解決的過程，具有監控、診斷和改 善的過程。學習者在獲得越來越多的啟發方法和解決問題的策略之後， 需要自我思考歷程與新的控制管理、監控、診斷等知識。控制性策略 可以提供一個簡單的標準來確定執行任務的進度，檢視及評估該進度 是否符合預期的目標，為了能閱讀這些策略，則稱為理解監控策略 (Baker ＆ Brown, 1984；Collins ＆ Smith, 1982) 。監控策略可以進行 診斷或直接進入補救措施，例如給學習者一個文字段落，則可以分析 其困難的根源或是只是單純的重新閱讀該段落文字內容。而診斷是指 30.
(40) 問題解決者對困難的性質或原因進行有用分析的過程。 (四)學習性策略 學習策略除了學習上述三種策略的內容，亦包含如何學習特定的 領域的專業知識及探索新領域的知識，以用來解決問題或執行複雜任 務等需求。例如學習者想讓自己的閱讀能力更好，他們必須理解內文 主題是如何擴展詞彚量的，他們也必需了解如何透過閱讀內文進行批 判評論或與他人進行討論該文章，以檢核自己與他人理解的差異。如 果學生想學習更好的寫作方法，他們需要找人閱讀他們的文章內容， 這些人可能會給一些建議與批評。因此，學生可以根據他人的建議與 批評進行分析自己書寫的方式，進行修正改善自己的文字。這些都是 專家們學習獲得知識的策略之一。 二、教學方法 教學方法是指教師的教學方法設計與規劃。教學方法設計最主要的 目標是要如何幫助學生獲得知識與技能，並能將其統整及發現知識的策 略。Collins 等人 (1989) 認為獲得知識策略及問題解決策略二者都是需 要精心規劃與設計的，且很少能被教學者真正的理解。認知學徒制中教 學法有示範、指導、鷹架、闡明、反思及探索等六個教學方法。示範、 指導及鷹架是認知學徒制的核心架構，教師教學中使學生從觀察、引導、 支持的程序中獲得認知及後設認知的統整組合。闡明及反思為幫助學習 者專注在教師的專業技術操作上，透過觀察模仿及思考學習歷程等控制。 而探索的目的要鼓勵學習者能自主性的學習，經探索學習後的歷程形成 屬於自己的技能與知識。 「認知學徒制」六項教學方法的細部定義如下所 示 (Collins, Brown & Newman, 1989)。 (一)示範(Modeling) 係指專家技術能力的執行與示範，展現出專家獲得專業知識的過 31.
(41) 程，提供給學生能觀察的事項，並建立完成技術能力所需的條件。在 認知方面需要將學習過程更具體化，強調在專家運用知識解決問題的 程序及控制過程。例如，專家（教師）可以大聲的朗讀一段知識的文 字，用聲音來表示自己的認知思維過程。在示範的階段可用實際的演 示或口語講述的方式，讓專家的認知能外部化，將隱性的流程公開化， 以便學生可以觀察，進而控制或進行練習的必要性。 (二)指導(Coaching) 專家觀察學生進行技術學習時，在關鍵時刻適時提供提示、鷹架、 回饋、示範、提醒等指導行為，也提供新的技術以使學生的表現更接 近專家的表現。經過互動、回饋及建議等活動，專家可協助學生技能 與知識的統整，指導過程中互動內容主要是協助學生能完成預設的工 作任務。指導可使學生將注意力轉移到該項任務中，可能他們未曾注 意過的方向，或是提醒學生在某些方面不需注意可以直接忽略過。指 導的重點是透過高度的互動和高度的距焦回饋與建議，進行技能知識 的整合，以實現一個容易理解知識的目標。 (三)鷹架(Scaffolding) 指專家提供學生完成學習的支持，直到學生能獨立完成學習任 務為止。包含建議或協助。當專家提供鷹架時，是需要由專家協助學 生完成未成熟的技術的部分。若要提供鷹架時，專家需不斷的觀察並 判斷學生目前所需到的困難，了解之後需要決定提供何種協助或步驟。 在提供鷹架的過程中，淡出(Fading)即漸漸減少支持直到學生學會技 術。如 Palincsar & Brown (1984) 的互惠教學，也可以採取自然型式支 持學習者。當專家提供鷹架支持時，需要專家來執行學生尚未完成的 部份任務，如此一來，此種支持涉及到專家與學生一齊合作解決問題， 當然這其中的用意是期望學習者能盡快的自己承擔更多的任務。 32.
(42) (四)闡明(Articulation) 經過專家的示範講述之後，鼓勵學生能在該活動中清楚地說明他 們所理解的知識、原理或問題解決過程。專家再安排讓學生在合作學 習的活動中是一位監督的角色，以了解學生於闡明表達他問題解決與 處理的過程。在闡明的過程中，專家可以鼓勵學生在解決問題時表達 自己的想法與見解，表達的方式可以是用口述說明的，也可以是用文 字書寫。 (五)反思(Reflection) 指專家透過各種方式，讓學生比較他們自己與專家或是其他學生 的問題解決過程，並能找出差異點，以了解自己的方法是否正確。藉 由「重播」專家技術示範過程的影片，與學生自己的技術表現來促進 增強反思。多數研究者採用錄製影片或音訊來重現專家與學生的音樂 演奏，進行重播時可以詳細的理解不同學習階段的演奏而有不同的結 果，此方式可以比較出二者之間的差異。除了比較差異之外，反思的 過程可以對自己的認知進行分析與解構，提高他們對自己的知識意識 (稱為元認知)。這樣比較有助於學生診斷他們的學習上的困難，並逐 步調整他們的錯誤，直到他們能獲得能力為止。 (六)探索(Exploration) 在學生學習一段任務之後，鼓勵學習者能自我偵測學習，不只是 熟練如何解決問題的步驟，專家可再提供另一項新的知識任務給學生 進一步探究與操作，同時也可以規劃處理問題的方式以解決問題。以 對該領域有更深層的理解，最重要的是可以讓學生了解如何設定目標、 提出假設、驗證假設及發現新的知識觀念。探索可作為一種教學的方 法，涉及到為學生設定總目標，鼓勵他們專注於他們感興趣的特定領 域目標，甚至他們也有可能遇到更能吸引他們領域知識而改變總目標。 33.
(43) 在認知學徒制中，專家的示範與支持是學習的關鍵因素， Lave (1988) 指出在認知學徒制中，學生並非長期練習一些基本知識，而是由 專家先示範提供完整的概念模式，學生再進行學觀察練習，因此專家與 學生有各自的角色需要扮演。綜合以上論述，學生之學習技能的目標與 六種教學方法之間的關聯性如表 2-1 所示。 表 2-1 認知學徒制教學方法與學生學習目標之關係 教學方法 ⚫ 示範 ⚫ (Modeling) ⚫ ⚫ 指導 ⚫ (Coaching) ⚫ ⚫ 鷹架 (Scaffolding) ⚫ ⚫ ⚫ 闡明 (Articulation) ⚫ ⚫ 反思 ⚫ (Reflection). 專家的角色 講 述 或 演 示如 何 完 ⚫ 成工作任務 建 立 一 套 完整 的 且 ⚫ 有概念的工作流程 ⚫ 解釋各項知識細節 觀 察 學 生 執行 任 務 的過程 ⚫ 必 要 時 直 接提 供 協 ⚫ 助，以提示、回饋及 指引為主 提供必要的支持、指 引及提醒 協 助 學 生 整理 複 雜 ⚫ 的工作任務 必 要 時 引 導學 生 一 ⚫ 起完成工作任務 ⚫ 當 學 生 能 獨自 完 成 之後漸漸退出支持 ⚫ 要 求 學 生 解釋 對 相 關知識的理解 ⚫ 鼓 勵 學 生 說明 問 題 解決的策略 ⚫ 鼓勵學生思考他們 ⚫ 的工作任務的過程 讓學生來自行比較 ⚫ 專家與他們執行工 作任務之間的差異. 學生的角色 觀 察 及 聽 專家 的 示 範 記錄相關重點 自 己 形 成 知識 的 概 念化. 目標. ⚫ 執行任務 參與解決問題活動 ⚫ ⚫ ⚫. 對主題有 意義的學 習 啟發知識 引起動機 知識統整. 執 行 多 樣 化的 工 作 任務 獨立作業 參與完成工作任務. 解 釋 說 明 他自 所 理 解的知識 互 相 討 論 問題 解 決 策略 口訣技巧 ⚫ 反 思 及 分 析自 己 的 工作任務的過程 跟 他 人 比 較一 下 自 己了解什麼，什麼還 不了解. 後設認知. （續下頁） 34.
(44) 教學方法. 專家的角色 ⚫ ⚫. (Exploration) ⚫. 學生的角色. ⚫ 鼓 勵 學 生 執行 新 的 或相似的工作任務 ⚫ 要 求 學 生 能獨 立 自 主學習 ⚫ 提 供 學 生 能參 與 探 ⚫ 索機會. 能 解 決 新 的或 相 似 的工作任務 建 立 有 興 的探 索 問 ⚫ 題題 能獨立探索 依 自 己 的 興趣 追 求 目標. 目標. 應用/轉移. 三、教材排序 教材的排序是指教師於課程設計時，需要考量學生的背景，並能 將教材經過歸納與整理，使學生能容易上手學習。Collins 等人 (1989) 於研究中發展出三個原則來引導教學活動，教材需從簡單再到複雜； 由單一到多樣化；再以整體技能的教學優先局部技能的教學。其分別 說明如下。 (一)簡單到複雜(Increasing complexity) 專家於規劃教材又設計教材時應有順序性的，且需由簡單到困難 的安排設計，其學習任務應該隨著學習的進度而增加複雜度，以延展 學生的領域知識。有兩種機制可以幫助學生管理日益增加複雜性，首 先需建立好管控任務較複雜性的方式，接著提供鷹架，在複雜的任務 過程中一直有專家的支持與協助，使其學生能完成任務。 (二)單一到多樣化(Increasing diversity) 專家依據完成任所需的各種技能與知識內容，從單一知識的學習 規劃開始，並隨著學生的學習進度適度的增加情境的多樣性，以協助 學生於不同的情境下進行學習，有利於學生的知識轉移。學生面臨著 多樣化的任務時，他們的策略擺脫了知識的脈絡的限制，或是更精準 的說，獲得了更豐富的知識脈絡的關聯，因此棒容易用於解決陌生或 新的問題。 35.
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