認知學派在教學方法上的應用(上)

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原刊於台北市教師研習中心(編印),「尖端教學法」,頁201-214,1993。

認知學派在教學方法上的應用(上)

詹志禹

一、

歷史背景

二十世紀的前半期,美國心理學界主要是由行為主義所籠罩;連帶地,其他 各國 ( 包括台灣 ) 的心理學界也是由行為主義所籠罩;行為主義認為「個體的 行為是環境的函數」,而且主張心理學家應該研究可觀察的行為,不應該研究看 不見的心理內在歷程 ( 如表徵、思考、認知等 ) ;當時,挑戰的聲音不是沒有, 只是不強;例如,完形 ( gestalt ) 心理學派就賦予思考歷程一個更主動的角 色,並一直將研究焦點放在個體的「問題─解決」心理歷程;完形心理學派的一 些理論太過模糊,而且所用方法也還不夠明確,卻開啟了認知心理學的先河 ( Mayer,1993 )。 認知心理學可說是崛起於一九五○年代,奠基於六○年代,發揚於七○年代, 並在八○年代形成支配性的局面,目前仍在蓬勃發展中。認知心理學的崛起,主 要是受下列幾個領域的發展的影響 ( Gardner, 1987;詹志禹,1992 ):(一) 計算 ( computation ) 理論及連帶的電腦科技;(二) 神經生理學;(三) 模控 學 ( cybernetics );(四) 訊息論 ( information theory );(五) 腦傷研究。 這幾個領域先後發展於二次大戰期間及戰後,其觀念互有引發,並被應用於研

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究人類思考的複雜歷程,所以,認知心理學自始至終都帶有強烈的科技整合色 彩。

除了上述五大領域的影響之外,某些歷史事件可能也對認知心理學在美國之 崛起有影響,例如,皮亞傑 ( Jean Piaget ) 理論之引進美國。此外,杭士基 ( Noam Chomsky ) 與史金納 ( B. F. Skinner ) 在一九五九年有關語言行為的 辯論,也加速曝露了行為學派處理高級認知歷程的困難。 認知心理學承襲了完形心理學派的研究旨趣,但使用更精確的實驗方法以及 電腦模擬;在理論上則走解析路線者多,走综合路線者少,所以有很多小型理 論把認知歷程劃分得很細,卻很少大型理論把個體當作一個完整的開放系統來 模擬;後期,認知心理學逐漸走向建構論 ( constructivism ),逐漸走向整合 的方向,本文嚐試從這個方向中整理出五個原則,以供教學做參考。

二、

主要原則

認知心理學不是一個單一的理論,而是一個極其多元的領域,而且隨著時 間 的發展,其理論、方法及哲學也在修改;本文針對比較後期的觀點,嚐試異中求 同,導出以下幾個主要教學原則:(一) 先備知識的關鍵性;(二) 學習是一個主 動認知涉入 ( cognitive involvement ) 的歷程;(三) 擅用認知策略知識;

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(四) 擅用回饋訊息淘汰錯誤;(五) 重視認知歷程,而不只是偏重結果與最後產 品。以下將分述這五大原則。 (一)先備知識 當我們看到一個「T」 型符號的時候,每個人都會啟動一個背景知識,或假定 一個脈絡系統,以便能夠讀它、解釋它;例如,有人可能把它當成英文字母讀成 「梯」,但不懂英文而只懂注 音符號的小學生,可能把它讀成「西」,至於正在 馬路上開車的駕駛,則可能把它讀成「前有幹道」。其實,我們對任何東西的認 識 ( 賦與意義的一種歷程 ),都假定了一些背景知識,只是大部分人都不覺察 罷了;背景知識一變換,東西或刺激的意義也就變了。背景知識就是一種先備知 識。 基模 ( schema ) 也是一種先備知識。下面這一則短文是基模理論所用的有 名例子 ( Bransford & Johnson, 1972):

「假 如汽球破了,聲音就無法傳達,因為所有的東西都會離那一層樓太遠; 關窗也會阻礙聲音的到達,因為大部分房子的隔音設備都不錯。由於整個操作倚 賴一個穩定的 電流,電線斷裂也會造成問題;當然,那個傢伙可以大聲叫,但 人的聲音無傳得那麼遠;此外,如果樂器的弦斷掉,則無法伴唱。顯然,最好的 情境就是要縮短距 離,那麼,潛在的問題就會減少;用面對面的接觸方式,就 比較不會出什麼差錯了。」

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第 一次讀到這則短文的人,一定會覺得「丈二金剛摸不著頭緒」,這種感覺 就跟有時候讀到一些不熟悉的文章一樣,「每個字我都認識,每個句子我也好像 都懂,就是 湊起來時,不知所云」;有些學生在教室裡「鴨子聽雷」,不也是同 樣情形嗎?歸根結底,是因為缺少一個基模。如果讀者把圖一仔細研究一次,再 回頭讀上面一段 短文,一定會覺得「暢通無阻」。 反 過來說,已經具有某些基模的人,多能「很自然」地說一些東西,自己覺得 很簡單、很容易懂,但聽眾卻完全不懂,似懂非懂,或完全誤解;當專家碰上初 學者時, 最容易產生這種情形,台上的教師與台下的學生也很容易產生這種情

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形;突破這種困境的第一步是:教師必須知覺到,自己覺得簡單易懂的東西, 缺乏適當基模的學 生卻必然覺得抽象難懂;第二步是:教師必須透過傾聽、互 動、或診斷測驗,來找出學生所缺乏的基模;第三步是:提供補教教學或個別教 學,以補足學生所必備的 基模。 提供學習者在正式學習開始之前所必備的基模,有時又被稱為提供前導組體 ( advance organizer )。前導組體可以是一幅圖、一個模型、一篇說明性或比較 性的短文,但以具體為宜 ( Mayer, 1979 ),主要目的是在提供一個關鍵性的 概念,讓學習者用來組織新進來的訊息,對背景知識薄弱的學生來說特別重要。 正確的先備知識是促進學習的必要條件,但錯誤的先備知識則成了阻礙學習 的充分條件;換句話說,先備知識是一把兩面刀,是百善之源,也是百惡之源, 會幫助學習,也會阻礙學習,當基模、先備知識、或前導組體是錯誤的時候,我 們稱之為錯誤概念 ( misconception ),是近年來研究科學教育者非常關心的 一個主題。 學生在進入教室之時,從來都不是空著腦袋的,他 / 她 們對自然界、社會、 人文界、本身、週遭環境已具有許多直觀的看法,這些直觀的看法在沒有受到挑 戰之前,多半只是不知不覺的假設,這些觀念的來源包括個人經 驗、家庭、同儕 傳說、以及整體社會文化等,當中有些觀念,從當前科學理論的進展來看,是錯 的,例如,有些中年級的小學生會認為「晚上的燭光照射較遠」、 「毛毛蟲不是 動物」、「在真空中沒有重力」等等 ( Osborne & Wittrock,1983 )。

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中學生也具有許多錯誤的直觀科學概念 ( 參 Mayer,1987,林清山譯, 1991,第 14 章 ),甚至物理科學的教師也具有許多錯誤的物理觀念 ( Lawrenz,1986 )。

從知識演化或科學進步的觀點來看,每一個人都具有一些錯誤的科學概念,而 科學的進步主要就是倚賴於「發現錯誤、淘汰錯誤」( Rednitzky & Bartley , 1987 )。 所以,所謂的對錯,是一種進步觀點──不是絕對觀點;所謂的對錯 是從當前被大多科學家所接受的理論觀點出發來判斷的,所以,只有在牛頓時 代,才能知道亞 里斯多德的物理觀念是錯誤的,只有在愛因斯坦時代,才能知 道牛頓理論也是錯的;今日的正確觀念,有可能成為明日的錯誤觀念;科學雖 然不知道真理在那裡,卻 知道錯誤在那裡,所以,科學能透過「發現錯誤、淘 汰錯誤」而進步,走一條不歸路;個人的知識成長也是如此,深刻的學習都是來 自於發現錯誤、淘汰錯誤 ( Bickhard , 1991 )。 然而,在觀念轉變上,人基本上是保守的,人很擅於保護既已接受的觀念, 除非遇到強烈的證據、強烈的挑戰、強烈的矛盾、以及競爭性很強的替代性看法 否則,很難放棄既有的錯誤概念。McCloskey (1983) 以及 Clement (1982) 都曾發現:學生既有的錯誤力學概念,在經過物理力學課程訓練之後,改變的 比率不到一半。錯誤概念之抗拒改變,是一個非常值得重視的現象;許多大學生 及研究生都擁有很多錯誤科學概念,雖然那些概念都應該早在初中時代就被更

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正過的 ( Wu, 1992 )。可以想像的是,每一個人都或多或少終身相信一些錯誤 概念,直到帶著這些錯誤概念進棺材。 想要改變一個錯誤概念時,並不是提供一個正確概念就可以達成的。例如, 中、低年級的小學生多半認為地球是圓的,下面指的是地球的 「底部」 ( Nussbaum, 1979 );如果老師只是告訴他 / 她們說:地球是圓的,下面指 的是地球的圓心,他 / 她們還是沒有辦法瞭解:第一,「我的想法有什麼錯?」 第二,「老師的想法為什麼比較好?」第三,「住在地球背面的人為什麼不會掉 到宇宙的底部?」等等。他 / 她們也許不太願意放棄原有的看法,也接受了老師 的看法,但原因卻是「因為老師這樣說」;如果是後一種情形,科學教學就變成 一種獨斷、反理性、訴諸威權的歷程,完全違反了科學精神。 要改變一個具有抗拒性的錯誤概念 ,教學歷程中必須用到下列策略:第一,用反例挑戰學生既有的錯誤概念;第 二,用蘇格拉底式的對話方式,誘使學生從錯誤中導出矛盾的結論;第三,提 供學生充分理由,以便了解為什麼概念錯誤;第四,嚐試以替代概念來解釋學 生既有概念所遭遇的反例、矛盾及困難。 總之,先備知識是影響學習最重要的一個因素;沒有先備知識,學習不可能 發生;有了先備知識,還要看概念正確與否;正確的概念有助於理解,錯誤的 概念有礙於學習,但真正深刻的學習也是來自於錯誤──發現錯誤。任何教學的 首要原則就是確認學生已知的是什麼,然後據此教之 ( Ausubel, 1968)。

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數據

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參考文獻