建構主義將知識論的重心置於認知的主體

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第二章文獻探討

本研究的主要目的是要探討高中教師運用「評量與教學同步的教學策略」進行高中物理課程時所遇到的問題，並評測其實施成效。我們先得清楚學生在發生「學習」事件時，心理活動的情形，以及形成概念、建構概念的過程，這些瞭解將有助於設計我們的教學活動模式：

第一節對知識學習的見解

一、建構主義的知識論

十九世紀至二十世紀以來，歐美哲學思潮的主流「實證主義」

（ positivism）認為只有透過嚴謹的實驗所獲得的知識，才是真理。影響所及，不管是在心理學、教育學等各方面，無不採取實驗驗證與量化的方式，企圖成為「嚴謹的科學」。而在極端採行量化與實證的結果，在哲學界中引起許多派別的質疑，建構主義思潮興起的主要原因，即可視為對以自然科學的實驗方法為知識唯一驗證標準的看法之反動（朱則剛， 1996）。

實證主義對知識的觀點，可說是一種「客體」的知識論，認為真正的知識乃是對應到實際存在的自然界知識，也就是知識是客觀的真理。此一觀點它卻忽略了人類主觀意識的價值批判，以及個體或學習者對知識的主觀建構，而更極端的看法，則視學生的心智狀態為空的容器，是被動的知識接受者。有鑑於此，在 1960 年代起，教育與心理學界紛紛對實證主義的量化研究方法提出批判，故建構主義

（ constructivism）可說是對「實證主義」之反動（王雅玄， 1998；朱則剛， 1996）。建構主義將知識論的重心置於認知的主體 ─ ─「個人」

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之上，強調個體在認知過程的主動性與建構性，且不刻意探討或強調知識內容的客觀性問題。

建構主義可以說是十九世紀末期至今，一個走向「人本」知識論

（ epistemology）的哲學思潮，它跨越哲學、科學、心理學、社會學、控制學與神經生理學等多項學術領域。關於建構主義的起源， Ernst Von Gl as ersfel d（ 1 9 84）認為 Gi amb atti s ta Vico 早在 171 0 年主張「人的真理是由人類行為的建構和塑造而來」才是建構主義的先驅（曾志華， 1997），但 Bruner（ 1986）卻認為十八世紀的 I.Kant（ 1724-1804）

所主張的「批判主義」為現代建構主義的起源。 Piaget 在《哲學的洞察與錯覺》（ Insights and illusions philosophy）一書中，提到 Kant 是第一個論述知識論主體的人（引自潘宏明， 1996）。然而在建構主義發展的過程中，我們不難發現，除了 Kant 之外，E.Hussel 的現象學、 G.H.M ead 的符號互動論、 J .Dewe y 的實用主義、 H.M arcuse 和

J .Hab ermas 為代表的批判理論皆有其立論的材料。或許，我們應該說建構理論並非是由某個人所發明出來的，而是集各家大成而來的。

現今建構主義理念的發展並不限於哲學的層面，各個學者從不同的學科角度與層次探究知識論的問題，因而產生的許多不同的觀點和派別（郭重吉， 1996）。國外的學者 Matthews（ 1994）認為建構主義有兩個主要的派別。一派為心理學派的建構主義（ psychological con structivis m），它源自於 Pi aget 對孩童學習的描述。另一派則為社會學派建構主義（ sociological constructivism），它強調科學知識是由社會建構的。 Ernest（ 1995）則分析各派對於「心靈」（ mind）和「世界」（ world）的隱喻，將建構主義分為下列各派：資訊處理理論

（ information-process theory）、一般建構主義（ trivial

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con structivis m）、社會文化認知論（ so ci ocu ltu ral co gnitio n）、根本建構理論（ radical constructivism）、社會建構主義（ social

con structivis m）、社會構成主義（ s oci al con struction ism）。此外， Henri qu es （ 19 97 ）再以世界觀、知識觀、建構知識的活動等觀點，將建構主義分成訊息處理模式（ information processing）、交互建構模式（ interactive-constructive model）、社會建構模式（ social

con structivis t mo del ）和根本建構模式（ radi cal const ru cti vist mod el ）。

因此，建構主義可分為一般個人建構主義（ trivial

con structivis m）、根本建構主義（ radi cal co nst ructivi sm）與社會建構主義（ social constructivism）。由此可見，不同的學者依據的標準不同，對建構主義的派別便有許多不同的分類。以下則針對科學教育中常被提到的一般建構主義（ trivial constructivism）、根本建構主義

（ radical constructivism）和社會建構主義（ social constructivism）作較為深入的說明。

一般個人建構主義有學者譯為傳統建構主義、瑣碎建構主義、普通建構主義或通俗建構主義（張世忠，2000；楊龍立，1997；張靜嚳， 1995 ）。其主要的主張為：「知識不是被動接受吸收，是認知主體主動建構而成」。此派認為人不可能得到真知，因為人的所有知覺和判斷都會受到個人生活背景和態度的影響。Protagogras 的名言「人為萬物的尺度」可說是這一派所強調的精神（張靜嚳， 1995）。

一般個人建構主義強調學習者個人主動求知或探索的動機，認為知識的建構不是由外而內的傳輸，而是由內部對外面的人、事、物所建立的一種構成或領悟（張世忠， 2000）。

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根本建構主義則有學者譯為急進建構主義、激進建構主義（張世忠，2000；楊龍立，民 1997。）Piaget 為此派的先驅，Von Glasersfeld 則經由語言的概念分析將之發揚光大（張靜嚳，1995）。Von Glasersfeld 強調人經由主體經驗來建構外在世界的知識，這些知識是當前比較具存活能力（ viabilit y）而非真理（ truth），只是主體對其經驗的理解及意義化（ make sence）而已（楊龍立， 1988）。意即每一個人所建構的知識與外在的本體並無直接的關係，只與個人的經驗有關，因此，根本建構主義除了接受「知識並非由認知主體被動的接受，而是其主動建造而成」的觀點外，還主張「認知的功能在適應，認知是用來組織經驗的世界，而不是用來發現本體的實在（ realit y）」（張靜嚳， 1995 ）。

根本主義認為有意義的學習必須基於舊有的經驗基礎，而知識是不能傳達的，不論經由語言或文字，在傳達的過程中都可能發生個人意義的轉化。認知主體只能自行建構、解釋、形成有意義的知識結構，

並依此成為自己與外在世界聯繫的指標來預測自己的行為，解釋外在的世界（劉宏文， 1996）。

社會建構主義大體上與根本建構主義類似，但是二者對於社會互動在知識建構時所扮演的角色有不同的認定。 Taylor 和

Camp bel l-Willi am s 依社會學的觀點，強調人類的知識建構是互為主觀的，並與他人進行社會互動且經協商達成共識；社會互動及文化情境中的價值觀、意識型態等，對人們知識的建構有決定性的影響（楊龍立， 1998）。因此，概念的改變，不單單是來自教師或科學家的言詞，而是來自同儕間觀點與意義的討論與協商。為了彌補一般個人建構主義的不足，社會建構主義提出「知識是個人與別人經由磋商與和

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解的社會建構」的觀點（張靜嚳， 1995），並主張： 1、經由語言賦予意義，產生社會性的互為主觀的觀點； 2、社會交互作用是指不同的社群、社會、文化、情境的個體建構知識的重心； 3、語言是個體間互相溝通與關係建立的基礎（ Gergen， 1995）。

綜合上述三派的主張，在科學教育所提到的建構主義具有下列三項原則（張靜嚳， 1995；楊龍立， 1997）：

1、知識並非由認知主體被動的接受，而是由其主動建造而成。 2、認知的功能是用來組織經驗世界，不是用來發現本體性的真實。 3、知識的成長可以透過個人與別人經由磋商與和解的社會建構。

由上述的原則可以發現，建構主義認為知識不是先於或獨立於認知主體而存在。當認知主體依據自己的先前知識、經驗對各種出現的知識現象予以意義化時，所建構出的知識只是自己經驗的合理化與實用化而已。因此建構主義否認了有真理的存在。認知是認知主體與認知客體交互作用、持續不斷的過程。目的是為了求得內外的心理世界平衡。因此，知識是個人化與非真理化，是不能以對或錯來區分的（楊龍立， 1998）。

二、建構主義的學習觀

建構主義的哲學思潮對教育而言主要意義在於把教學的核心由教材及教師處轉移到知識學習者的本身（張世忠， 2000）。建構主義基本上是學習理論而非教學理論，是一個學習建構知識的「認識論」

（ Abdal-Haqq，1998；Wolffe&McMullen，1996）。它提供人類如何學習與認知本質的解釋，認為學習是主動參與及發展的過程。此過程是由學習者主動自環境中獲取知識，及應用知識的歷程。

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Piaget （ 19 70）主張「知識是由個人認知建構而成的」、「學習過程是個平衡狀態」、「學習者把新資訊同化到舊有的思想結構中」、「在同化過程中，新資訊或舊有思想結構可能需要作出相應調整；個人學習需視每個人發展的成熟程度而定」、「個人發展的成熟程度可分為幾個階段，包括具體操作期及形式操作期」，其可視為建構主義學習觀的根基。

根據 Simons（ 1993）的整理，認為建構式的學習包含六個中心思想，即主動的、建構的、累積的、目標導向的、診斷的及省思的，而曾志華（ 1997）則將建構主義的科學學習觀歸納為 -強調學習者的經驗、注重以學習者為中心、製造衝突的學習情境、尊重個人意見或原始想法、注重互動的學習方式等五項。

以下就學者對建構主義學習觀的共同看法，歸納如下：

（一）強調舊有的經驗

Os bo rn e&Witt rock （ 1 985 ）認為學習應把新舊概念相連接。 Ausu bel（ 196 8）亦指出，影響學習的一個重要因素，是學習者本身具備的知識。而曾志華（ 1997）亦強調教學前，學習者已存有許多先前的概念。當兒童生活經驗逐漸開展時，一層一層的概念就在先前概念的基礎上被建構（ Von Glastersfeld， 1995）。所以建構式的學習歷程為一衍生式的學習（ generative learning）（陳品華， 1997）。也就是知識的學習是認知主體依其先前經驗，經由與外在世界的互動、社群的辯證、及磋商等歷程下，主動組織而成的（ Airasian&Walsh，1997；

Me yer， 199 2； Wall in g， 2001）。據此可知學生在教學前並非一張白紙，教師應肯定其已有知識的存在，並以此為教學依據。所以教師在此，不再是知識的提供者，而是學習的促進者（ Bagley&Hunter，

1992 ）。教師應給學生機會、讓學生自己組合、批判和澄清新舊知識

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的不同，進一步建構出自己的新認知。

（二）學習者的主動性

Von Gl ast ers fel d（ 1 995）認為人的知識形成，是經由認知主體主動建構而來，而非被動接受。建構主義認為學習者是主動的，其經驗是學習者認知的條件，鼓勵學習者在認知過程中的主動參與。知識是在這個客觀世界中建構自己的經驗，是透過一種邏輯的架構同化、組織、調適來解釋自己的經驗（ Fosnot， 1989）。所以知識技能不是傳遞而是透過經驗互動逐漸建構的。因此建構主義是運用引導、發現學習法，由老師引發學生的注意力，以非強迫的方式，使學生主動學習，

建構自己的知識，透過親身體會與操作，達到認知與修正自己的知識目標。

（三）以問題為中心

建構主義者主張以真實的範例及問題，引導學習者從多種角度來評估資訊，並發展自我的知識（朱湘吉，1992）。Von Glastersfeld（ 1995）

認為個人經驗的合理化，並非一成不變。是具有適應性與發展性的。所以，用一個未解決的問題中心，讓學生試圖解決的過程，對學生的概念轉換有相當大的意義（張靜嚳， 1996； Cobb， 1991； Wheatl y，

1991 ）。因此提列出以學生生活經驗中的問題，讓學生基於本身之興趣、好奇與有疑問的情況下，主動蒐集資料，並能透過同學間的討論與教師的引導來建構知識，無形中定能增進創造思考能力。

（四）重視學習歷程

曾志華（ 1997）表示，建構主義強調由學生主動參與整個學習歷程；朱則剛（ 1996）認為「建構主義尊重學習者在學習成果上的個別差異」。因此；學習者的個別意見、或原始想法應予重視。從建構主義的觀點來看，知識建構的歷程是連續的，所以學習成果的優劣，也要從連續的表現來評斷，因此建構主義強調與教學活動融合的形成性

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評量，避免單一的總結性評量（ Wiliam， 2001）。一個有效的建構式學習，必須要能讓教師獲得學生對概念了解的立即訊息，以便可以立刻調整或安排更適當的學習環境（江文慈， 1998；張美玉， 1996；

Murph y&P ress ， 1 99 4； Pu ckett &Black ， 1993 ； Ro th ， 1995）。因為學習是不斷的互動與磋商過程，所以可以應該運用紀錄的方式，來呈現與分析學習行為，並提供學習者自我反省與回饋教學者的機會。

（五）營造學習情境

豐富的學習環境是學習知識的必備條件（朱則剛， 1994）。學習需要有意義的學習情境；陳麗華（ 1997）提到情境學習模式為一種主動的建構觀。此觀點在教學上提供學生各種感官的察覺（ sense percep tion）、感覺、視覺、及材料等，具操作性及互動性的媒材體驗與塑造有意義的學習情境，進而提昇學生學習的知覺發展（楊馥如， 2001 ； Li nd erman &Herb erholz ， 1972）。

建構主義認為情境本身就是學習的一部分，故教學設計應提供探索的學習環境（羅清水， 1998）。其強調讓學生以自己的感官接觸世界，經過充分時間去思考，使所學的事物意義化。情境學習的最終目的是要學生能夠自我調節，以建構出有意義的學習並獲得知識（高熏芳， 1996）。因此，老師應該提供一種有利於學生探索的學習環境，幫助學生能夠自我學習和成長。

綜合上述的觀點，建構主義主張知識與個人的「主觀」思惟有關，

具有發展性與演化性。每一個人所建構的知識，與其個人經驗有關；而個人經驗的學習過程又與其學習媒介及他人間的互動，有著極為密切的關聯。也就是學習與知識發展不應是互為獨立的，而是一種複雜的組合過程。

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三、對建構主義的批評

建構主義在經過幾十年之後，雖然擁護者眾，但批評者仍大有人在，以下列舉幾位學者的批評：

許良榮（ 1993）提出以下幾點看法：

（一）對於使用「建構主義」一詞混淆不清：建構主義定義不明確，且討論時多集中於學習歷程的探討，而忽略其本身的哲學內涵。各派心中各有一把尺，產生「公說公有理，婆說婆有理」的情況。

（二）教學理論的基礎不明：建構主義假設學習者乃是依據線性發展，以及學生的自行建構，是發自內心；然而既然有先驗經驗存於心智之中，我們又如何得知？如何測量？

（三）哲學觀點與課程設計的兩難：若依建構主義觀點設計課程，則此課程非「規範性」的知識，即允許學生各自學到不同意義的知識，這對教學設計與學習評量皆是一大難題，所以不宜直接引用建構主義知識論的哲學觀點至課程設計。

楊龍立（ 1998）也提出建構理論的下列缺失：

（一）論點空疏：建構理論派系頗眾，表面上主張並無太大缺失，但其根源處實乃處於未統整的狀態，一旦運用於實際情況中，極易引發歧見。

（二）自我矛盾：一方面強調建構知識無對與錯之分，另一方面又批判其非建構的觀點，與其主張「建構知識皆為認知主體對其經驗之合理化意義化」之論點相矛盾。

（三）過度簡化：建構知識大體可分為個體的與群體的，前者中關於不同性向、知能、情意的因素被嚴重忽略，後者中有關知識形

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成的複雜過程及制度、權力、人際運作均少著墨。

（四）未來變異：未來大腦研究、認知研究更進步後，有可能產生不同見解，故不宜只強調主動建構而忽略了被動接受。

Millar（ 19 89）對建構主義的評論如下：

（一）建構是內化的過程，如何解釋此過程？如何加以評估？

（二）建構主義的教學所花費的時間較長，此現實問題該如何解決？

（三）對於課程的發展，建構主義的焦點在微觀階層，即課程的順序與精緻化，而非巨觀的模型。

（四）科學教育所教的是「一般知識」，而非發展個人對於現象的自我理論，也就是說，科學教育並非聯結對「知識」本身的特定觀點，而是在於教師與學生對理解的監控（ monitoring）。

Simpson（ 2 002）的評論則包含下列幾點：

（一）科學的本質：建構主義忽略科學活動的本質，科學並非只是建立個人的經驗，而是產生一個他人亦能瞭解運用的客觀知識世界，而建構強調內部的、直覺的建構，根本否定了客觀描述的可能性。

（二）學生的錯誤觀念：建構主義強調並無所謂「錯誤概念」，只是和現在所能被接受的科學「不同」，學生能夠自行建構其對科學的理解世界。但學生是需要被介紹（ introduced）科學概念及過程的，理論本身並不會透過對真實事物的經驗而產生。

（三）由誰裁判？建構主義認為學生可以自行建構知識，只要是可存活的（ viable）即可。但建構主義並未說明由誰的知識較另一種知識更適合存活下來？況且許多新知識是建立在對舊知識的認同上，教師無可避免的將決定何者為「正確的」舊知識，

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如果教師只是協調者與啟發者，誰來擔任仲裁的角色呢？

（四）教師的地位：建構主義教師只是在一旁引導，學生可逐漸獨立直到不需要教師。然而，如無教師的說明及演示，學生無法獲得資訊，尤其是抽象符號資訊更是如此。

（五）客觀知識的迷失：在建構主義中，真理（ truth）已被可存活性（ viabilit y）所取代，認知的作用只於適應。然而有些想法是客觀存在的，這些想法在我不思考時，別人卻能同時思考，最明顯的例子就是宗教的信仰。

過去，實證主義一直主宰著知識論與方法論，建構主義的興起，強調個人的主觀建構，的確在知識論中引起很大的迴響。然不可否認的，建構主義的知識體系並不完備，仍具有許多的迷失極待解決。

四、小結

根據本節的文獻探討中，能讓我們明白到利用建構理念實施教學，應重視學生學習前的先備知識與舊有經驗，結合其生活經驗及感受，來營造有意義的學習情境，以「問題引導」為教學設計的重心，激發學生主動學習的意念，並強調知識建構的學習歷程，使學習者在有意義的情境中主動去探索與解決問題，建構自我的知識體系。

本研究的教學策略即採用了建構主義的精神，希望學生可以主動建構概念，但因為學生物理程度先備不佳，所以我們把原本一個大觀念的「大建構」變成由許多小觀念的「小建構」方式組成，至於觀念的「小建構」，則需要有合適且具有前瞻性的問題當引導，搭配進行討論的模式，讓學生可以慢慢地建構起小觀念，期待可以達到教學成效。下節我們將從「認知」的角度去了解學習的要件。

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第二節認知心理學對學習的認識

一、認知發展

皮亞傑為認知發展的推導者。早年研究生物學，後來將興趣轉移到心理學上。他的心理學結合了數學、哲學、生物學、心理學的基礎，著重在心智發展的探索，然後再推展到認識論上，提出了發生認識論

（ genetic epistemology）的觀點。

皮亞傑以認知內在結構的變化來說明認知階段的發展。發展的過程有一定的順序，前一階段的發展是後一階段的基礎與必要條件。因此每一階段有其發展的特性，由簡入繁，由淺而深，由具體而抽象。皮亞傑不但注意到認知發展過程的進化性，也注意到認知結構和個人、環境等因素交互作用所造成的影響。他認為認知過程必然會經歷到下列兩個階段：

（一）同化（ assimilation）：當環境中產生新的因素與原有的認知結構或基模相符合，就會被納入認知主體的結構中，使得原有的結構更加豐富完整。

（二）調適（ accommodation）：當原有的認知結構無法同化新的事實

，便會造成認知的干擾（ perturbation），原有的認知結構就會發生改變以適應新的事實。

同化與調適都是為了達到平衡，當認知主體與環境不能適應，就無法達到平衡，因此同化與調適不斷交互作用，以期能達到新的平衡，進而促進認知的進階發展（ Piaget， 1970）。

皮亞傑依據發生學（ genetics）的觀點，主張個體是一切發展的起點，隨著發展逐漸進行，才產生社會化的過程與現象。皮亞傑肯定

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個體與社會間的交互作用，特別是個體間的合作關係，對認知發展有相當重要的影響。皮亞傑主張個體可以憑自己既有的能力解決問題，直到外來資訊與現有觀點發生衝突為止。當「認知衝突」（ cognitive con fli ct ）產生時，會改變自己的思考方式，尋找更妥善的方法去適應外在世界，消除衝突。雖然個體與社會的交互作用結果，可能會和認知結構衝突，但皮亞傑認為認知衝突撞出來的火花有助於心智的發展，可以幫助重新建立平衡狀態，改善原有的認知結構。他認為，在社會與個體交互作用時產生的認知衝突，雖然會產生一時的困惑，但經過歸納，以及自己的邏輯運作後，反而可以幫助改變原有的觀點，產生新的信念。因此，在皮亞傑的認知發展理論中，最有效率的社會性交互作用是，個體在彼此互惠的條件下，以合作的方式瞭解對方不同的意見，並從觀點的差異中取得共識。經由和同伴合作思考，比較容易瞭解不同的觀念、思想的存在；而且，在察覺其中的差異之後，合作思考可以幫助彼此瞭解差異的所在，並共同考慮其中的優劣與價值，藉之改變自己的舊觀念或接受新觀念（ Piaget， 1970）。

學生思考能力的發展，與實務操作的技巧，固然能夠經由觀察他人行為或聆聽他人敘述慢慢進步，但是與同伴共同思考問題，探索真相更有助於這些功能的發展。因為同儕間不同的思考方式與多樣的環境背景中，可以彼此提供幫助或指正錯誤。而且在觀念溝通過程中，由於每個人必須以具體的語詞描述抽象的觀念，所以能幫助參與討論的學生更清楚地掌握自己心中的觀念。換言之，合作思考或共同學習的模式，能夠幫助學生完成「較難達成」— — 如抽象觀念和不易解釋的現象的認知過程。

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二、基模論

什麼是基模？ Piaget 認知發展論中提及，有機體在紛擾的外在中，有一種逐漸增加內在的行動傾向，這行動傾向就是基模的觀念。 Piaget 的認知基模，是自我建構的基模理論（張惠博， 1 995），是以活動為主體的（ Von Glasersfeld， 1995），其知識論的主要主張是：知識源自於活動（甯自強， 1996）。 Von Glasersfeld（ 1995）對基模下操作型定義，他指出基模由三部份組成：

（一）感知訊號的組型：由觀察者看來是有機體對外在刺激的效應

，指有機體在感官上對外在刺激特別注意的部份。

（二）由感知訊號的組型所觸發的活動：由觀察者看來是有機體的回應，指有機體對感知訊號組型的回應。

（三）行動後發生的，此時有機體的經驗已被改變，是活動的結果

，其理由就是，特別的活動會連結到特別的訊息紛擾，有機體面臨不同的情況時，會引發不同的感知訊號組型，而對這特定的感知訊號組型回應而產生結果。

例如：學生在對花的概念中要找的感知訊號組型是指學生在感官上特別注意到花的部份是哪些部份？可能是眼睛所見花冠的大小、形狀，可能是鼻子所聞花的香味，可能是眼睛所見花瓣部份的顏

色 … …；由感知訊號的組型所觸發的活動，所指是學生在面對不同的花時都以相同的感知訊號組型來篩選所面對的東西是不是花；活動的結果，指花概念基模的形成，學生在面對不同的情況，會以不同的感知訊號來做篩選，也就是特別的活動會連結到特別的訊息紛擾。學生形成的概念是經由自我調整而形成的學習轉化，而學習轉化中連結的形成和任何所發現的規則常是學生自身內在訊號的刺激與反應。

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基模是一組東西，是活的結構體，小基模能合成大基模，同樣的大基模也能分化成小基模。以花為例，花的花萼、花瓣、花蕊是花的構成元素，也就是學童辨識花基模中的不變因素；而各種不同的花中，花萼、花瓣、花蕊會有數目、顏色、型態上的差異，這變化因素雖有共同的不變因素，但是只要這些元素的相對關係存在，學生就可以再進階辨識花的種類。基模會因個體的經驗而改變，而且其所產生的改變不只是知識的增加，更是思維方式上產生了改變，所以不同年齡層的學生會用不同概念看事物，即以感覺與動作瞭解周圍的世界，稍長基模會變得較為複雜，變為心理性的行為模式（張春興，1999）。

三、基模的運作

情境啟動基模，基模在問題情境的觸動下，會以過去的整體經驗對外在刺激作反應，個體認知結構的不斷改變與擴大是透過同化

（ assimilation）、調適（ accommodation）的歷程，對個人在生活情境中所接觸到的經驗建立新的理解與詮釋。當個體面臨刺激或問題情境時，會將新經驗與舊有認知結構之元素比對，若相容則以原有的認知結構為活動進行的依據，將新經驗納為原有經驗類型的一個例證稱之為「同化」。當個體以原有的認知結構為活動進行的依據進行活動後，發現舊有的認知結構無法容納新經驗的元素時，會產生認知上的衝突，而有「失衡」（ disequilibrium）的狀況產生，此時個體就會改變或擴大，原有的認知結構以容納新元素或接納新情境稱之為「調適」

（吳芝儀， 2002）。調適有兩種，一種是以「同化」為基礎的調適及擴大原有的認知結構，當個體以原有的認知結構為依據並在進行活動後其成果是比原來更好的，則原有經驗類型的情境便得以擴張，使其適用範圍更廣；一種則是以「調適」為基礎的調適，即改變原有的認知結構，個體以原有的認知結構為活動進行的依據進行活動後其成果

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是挫敗的，未能獲得預期的結果時，其個體對原有經驗類型進行調適，進一步分化出新的類型或強化已有類型的功能，即以變應萬變（甯自強， 1993）。

在同化、調適的過程中之前建構好的結構不會消失，會被整合納入稍後建構的高階結構中。根據基模理論，理解過程是由每項輸入與現有基模做比對，基模的各個層面都必須與輸入的訊息相容合，而基模就是不斷的從活動經驗中修正、調整形成的。基模必須能夠存活，所以在面對情況時，學生從相似的基模中去挑取較適合的來用，當學生所建立的基模遇到不如預期的情況時，學生的認知體系就會產生干擾，會失去平衡，為求平衡學生會用一套自己的說法來解釋，基模就會出現在從不平衡到平衡的調整中。情境激發活動，活動之後獲得結果，基模的擴大可能是情境、活動及結果同時都擴大了。

認知的內在機制（ mechanism），是從不平衡到平衡狀態，而涉及同化作用和調適作用的一連串歷程，同化和調適常常是在不知不覺中發生轉換的，經過這個歷程的結果就是認知思考能力的擴大和精進。

四、小結

在本節的文獻探討中，我們可以從認知的角度去瞭解到學習的五大步驟：（ 1）進入的訊息涵義明確（ 2）確保訊息的有效進入（ 3）凸顯原先認知結構的不完整或矛盾，並促求修改（ 4）引導認知結構體發生延拓或改組的變化（ 5）設法穩定且強化新概念。所以可以利用這五大要件「明確」、「進入」、「作用」、「改變」、「穩定」來作為「學習」是否成功的依據（引陳文典講義）。

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在我的教學裡，我的學生具有注意力不集中的特質，為了讓「進入的訊息涵義明確」和「確保訊息的有效進入」，我們利用將大問題切分成許多小問題，然後以進行小組討論的方式，讓學生明確地瞭解到教師要給學生的知識；為了讓學生「凸顯原先認知結構的不完整或矛盾，並促求修改」，所以小問題的設計，顯得相當重要，必須具有可以引起學生知識上的矛盾或不完整的特性；「引導認知結構體發生延拓或改組的變化」方面，則是可以利用小組討論的方式和設計讓學生思考的練習題目；最後在給予學生課後練習的問題卷練習以達到

「設法穩定且強化新概念」。

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第三節概念的形成、改變方面的研究

一、概念的學習

概念是指對具有共同屬性事物的概括性總稱。 Novak（ 1979）認為，概念是可被某些名稱或符號表示出來的事物或物件之共同性

（ regularities）（余民寧， 1997），它是人類辨識事物與分類事物時思考的心理基礎，並在我們新知識的習得與有意義的學習上，扮演著重要的角色。

概念並非是靜態的，郭重吉（ 1992）認為，概念是學習者接受外來資訊後，將新訊息統整於原有的知識或概念架構中，而建構發展出來的結果。因此，概念會不斷的修正、成長。這與 Ausubel 的認知同化論有著相同的看法。 Ausubel 認為，學習者在學習新的概念時，會先用自己既有的概念去核對新的概念，並試圖將其納入到自己的認知結構中，而同化為自己的知識（張春興， 1996）。之後隨著年齡的增長，概念也會持續的成長，抽象層次的概念會逐漸提升，整體概念的精密性與分化程度也會漸漸提高，人的認知結構也就會更加的豐富。此外，概念也具有比較、分析、綜合、記憶、聯想、推理等作用（李緒武， 1990），所以能夠作為人類思考、理解的工具。

人類對於概念的學習自小就開始，心理學家認為，人對其概念的形成是經過長時間學習而來的，且是從人既有的概念意義中不斷延伸出新的概念，所以概念形成的過程可以說就是概念學習（張春興， 1996 ）。林清山（ 1 9 90）認為，對個別事物的經驗學習到新的分類原則，就是概念的學習。因此我們可以了解到，概念是由學習而來的，是連續不斷的心理歷程，也是認知學習的基礎。可是概念又如何在個體的認知結構中運作呢？以下將以 Ausubel 的理論作為說明。

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過去行為心理學派主張學習是一種刺激、反應、機械式的過程，透過不斷的練習、增強物的使用及漸進式的引導來達成學習的成效。但認知心理學家卻強烈反對這種忽視認知心理成份的學習理論。 Asus bel 在其 196 3 年出版的心理學著作：《有意義的語文學習心理學》

（ The psychology of meaningful verbal learning）中提出了「認知同化論」（ assimilation theory for cognitive learning）的觀點，強調有意義的學習對學生學習成效的影響與重要性（余民寧，1997）。他曾表示，如果要將教育心理學縮減成一個原理，就會說：「影響學習最重要的一個因素為學習者既有的知識。確定此事，而後可依據此去教學生。」

（黃台珠， 1998）

由此可知，所謂有意義的學習就是：將新知識與學習者舊有的知識相連結，並做進一步的詮釋與理解。然而，要達此有意義的學習仍需以下三個條件的配合（林清山，1990；余民寧，1997；黃台珠，1998）：

（一）針對所要學習的材料，在本質上必須是有意義的；這種學習材料本身，即具有提供學習者以有意義的方式聯結其知識結構的潛力。

（二）學習者必須具備相關的知識或概念，此即所謂的「先備知識」

（ prior knowledge）；亦即，學習者必須事先具備可以聯結新學習概念的既有概念結構（ conceptual framework）。

（三）學習者必須顯示出有意義學習的心向；亦即，學習者必須為自己的學習負起責任，願意主動嘗試將新知識與既存的概念架構做聯結，以建構起有意義的理解。

由此可看出，除了學習者的「先備知識」在有意義的學習上扮演著重要的角色外，概念在知識的獲得與運用上亦佔有舉足輕重的地

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位。 Ausubel 即認為人的概念是一個具有層次性的結構，居於上層者為要領概念（ superordinate concept），是個人對事物的整體認識，也就是較具抽象性、涵蓋性、普遍性的概念；居於下層者，為附屬概念

（ subordinate concept），代表個人對事物特徵的細部記憶，也就是較具體、較為特定的概念。在這個結構中，涵蓋性的概念往往包含著涵蓋性較小、較具體的概念。 Ausubel 認為，要領概念就是個人的先備知識，是個人吸收新知識的基礎，這也是一般認知心理學家所稱的認知結構（張壽山， 1991；張春興， 1996），當學習者將新的訊息與先備概念有意義地聯結在一起時，有意義的學習便會產生（余民寧， 1997 ）。

總而言之，概念的學習與發展是認知結構不斷分化、統合的歷程。基於個體所具有的先備概念及主動、有意義的學習，將有意義的教材連結到認知結構中的高層概念，再透過認知結構不斷的運作，將原本特定的概念發展為更精細、特殊的概念，然後再將這些分化後的概念前後聯結起來，而組織成具有統整性及調和性的知識整體。

根據以上對 Ausubel 理論的探討，我們可以了解到先備概念在有意義學習上的重要性。因此，要了解學生在學習的過程中，認知架構是否進行有意義的運作，就必須在教材學習前先探究學生所存有的概念。但是，先備概念是否每次都能在個體的認知過程中發揮作用呢？如果這些先備概念並非完備、成熟，又會對個體的學習產生什麼樣的影響呢？

以下，我們再繼續探討、說明。

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二、另有概念（ alternative conception）

學生在進入學校以前，就會依照他們過去的經驗而對一些事物產生既有想法或認定，這些想法都具有獨特性，能用來導引學生認識、瞭解日常生活所遭遇到的事物，但在學生進入學校接受教育後，就會發現原本的一些想法與學校所學的知識內容不太一致。當學生對事物的意義、認知與理解產生混淆時，變會產生另有概念（ alternative con cepti on）。此時有些學生能夠順利地透過同化、適應與調適的過程而建構新的知識體系，而有的學生則可能會因為知識轉化過程的不順而放棄學習。為了要使學生能有效率、有意義的學習，教師應該要先瞭解學生所具有的先備知識或另有概念為何，並進一步去探究學生這些想法的來源，如此才可能設計出適合學生學習的教學活動以幫助學生學習。

一般而言，另有概念並不容易改變，因為它能長期累積、存在於個體的認知架構中的特性，若非經歷認知的衝擊或精心的教學介入

（郭重吉， 1988；陳瓊森， 1998），另有概念很容易成為學生學習時的阻礙。鍾聖校（ 1994）指出，另有概念具有八種性質：

（一）過程性：另有概念在概念發展或概念學習的過程中出現。

（二）不完備性：學生對問題思考不周全，概念系統是片面而且零碎的。

（三）非正統性：學生對概念的想法有別於專家對概念的定義。

（四）思考性：學生對概念的學習會採用直覺、錯誤的類比、不正確的推理，以及不成熟的運思。

（五）個別性：另有概念與個體本身的概念系統有關。

（六）普遍性：學生普遍都有。

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（七）不確定性：沒有確定的見解，容易出現也容易被拋棄。

（八）頑固性：有些另有概念不容易改變。

學者陳瓊森（ 1998）亦綜觀另有概念的研究結果，提出另有概念的五個特性：

（一）概念普遍存在於然科學的各個領域，甚至包括人文及社會科學。

（二）另有概念存於不同國家及年齡層的兒童中。

（三）學生所發展出來的另有概念，在科學發展史上也都曾有相似的先例。

（四）大部份的另有概念似乎導源且合乎學生的日常生活經驗，當然也有部份源於教師不當的教學。

（五）傳統教學法可能很難改變學生的另有概念。

綜合以上所述可以發現，另有概念來自於個體不完全的概念體系，且普遍存在於個體的學習過程中，它有別於專家的概念，有時也具有頑固性而不易改變。至於這些固有、不完備的想法是如何而來的呢？學者們有以下的看法：

關於學生為什麼會持有另有概念的原因，學者們有許多的討論與看法。根據學者們的研究（郭重吉， 1988；黃萬居， 1993；鍾聖校， 1994 ；彭泰源、張惠博， 1 999；耿筱曾， 200 0），學生的另有概念可能來自於：

（一）受認知發展侷限性的影響。

（二）受學科知識不足的影響。

（三）學生自我的推理與詮釋。

（四）望文生義的結果。

（五）從經驗類比而產生混淆。

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（六）由日常生活經驗而來。

（七）教科書的內容。

（八）教師的教學或父母的誤導。

（九）受同儕的影響。

（十）大眾傳播媒體的影響。

由此可知，另有概念的成因眾多，若想促使概念的改變，瞭解學生另有概念的來源及性質是有其必要的。

三、概念改變（ conceptual change）

所謂概念改變就是指概念結構的修正，亦即舊有概念在經過教學或成長過程後，產生不同於原有概念的狀態。邱美虹（ 2000）指出，學習即是一種概念改變的過程，也就是一種探究的過程。然而，研究顯示，概念的改變並不容易。余民寧（ 1997）認為，學生必須主動去發現事實，理解、統整某些概念，如此才能達成概念的改變。邱美虹

（ 2000）引述 Posner 等人的看法，認為概念改變必須要有四個條件：

（一）學習者必須對現有概念感到不滿意（ dissatisfaction），亦即人們感受到自己的概念不具有功能性。

（二）新的概念必須是可以理解的（ intelligible）。

（三）新的概念必須是合理的（ plausible）。

（四）新的概念必須是豐富的（ fruitful），亦即新概念至少要能提供未來探索的途徑，以及作為產生思考的工具。

符合上述四個條件後，再透過調適的過程，才能使概念重組以至達成概念改變的目的。

四、小結

一個人的價值觀會影響他的行為處世，同樣的，一個學生對求學

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的概念，亦會於他內心產生認同、排斥、混淆、調整 … … 等現象，而要如何使聚集不同經驗形成不同概念的學生，能夠欣然接受相同的物理知識，便是教師在授課時，很重要的心理課題。

由本節的文獻可以知道，概念的「改變」或概念的「形成」即是

「學習」。每個學生對於物理的先備知識不可能是完全空白，由於本人所受測的班級物理程度普遍不佳，所以學生對於之前的物理概念可能很多是錯誤學習，或者學習心態不佳，造成對於很多基本物理概念錯誤或缺乏的問題產生。

要去改變學生的錯誤概念並不是容易的一件事，所以本研究策略為了促進學生概念的「改變」和「形成」，以達到學習的效果，所採用的教學方式是利用小問題當引導，而這小問題的設計必須具備可以讓學生引起對舊有概念之迷思或反省的特性，也就是說利用合適的問題當引導，讓學生知道要去處理一個大問題前，必須先具備的小觀念，如此可以依照教師所設計的講義，經由一系列有意義的小問題引導學生慢慢地去改變概念或形成概念。

建 構 主 義 將 知 識 論 的 重 心 置 於 認 知 的 主 體

建構主義將知識論的重心置於認知的主體