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；(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。」
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
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 )。
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
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)。
