壹、機械製圖與實習課程的重要性

第二章 文獻探討

第一節 高工機械製圖與實習課程

壹、機械製圖與實習課程的重要性

何謂「機械製圖」？依據工程圖學辭典的定義， 「機械製圖」為研 究適用於機械方面之圖語，包括機械結構與形狀大小之表達方法、圖 形之繪製技巧、生產製造等應有條件之填註，為從事機械設計、機械 製造、機械維護與保養等機械工程人員必須具備之基礎學問(王輔春、

朱鳳傳、楊永然、康鳳梅，民 73)。

從實用層面來看，機械製圖從過去到現在都與工業有密不可分的 關係，如機械、模具、自動控制、汽車、電機、電子等各種元件的設 計、製圖、加工、品管檢驗及機器裝配，甚至使用操作說明書等，都 需要製圖人員將圖面正確地依各行業使用目的來繪製；而設計人員欲 將構想、設計或規劃予以具體化，亦須透過圖面的正確表達，方能將 其理念具體化；甚至於彼此間的溝通，都需藉助圖面來達成。因此，

圖學如同工業語言，其重要性不可言喻(康鳳梅、戴文雄、王照明，民 83)。即使在資訊科技發達、產業硬體機器設備自動化的今日，製圖能 力仍被公認為基本知能之一，與提昇技術人員知能佔同等重要之份量 (Earle, 1991)。此外，康鳳梅、許榮添、簡慶郎、施議訓、詹世良(民 90) 亦曾提及：機械製圖主要是從事機械圖面之繪製工作，機械圖面為一 切機械製造的基礎，它能說明設計的詳細圖形構造、材料種類與加工 方法等，作為生產及成本分析的依據、品質管制的規範，更是提昇工 業水準最重要的環節；它是傳達機械圖形的構思，可與世界各國溝通，

所以機械圖面是機械工業共通的語言，也是通用之「萬國語言」。

儘管目前各國間之文化、語言背景等不同，但在工業界裏，國際

間運用圖形表達對產品設計與製造的理念溝通時，彼此對製圖的認知 和理解是相同的(康鳳梅、簡慶郎，民 89)。孫士雄(民 90)認為學習者經 由對製圖這個共通語言的學習，對於未來的工作世界應該不會感到害 怕。或許隨著未來科技的進步，再經由人工智慧或類神經科技的發展 及加入，將可使「製圖」這個工程語言的溝通不再那麼困難，不只在 機械製圖這個科目上，甚至可以推廣至其他工程科目，以提昇學生對 工程科目的興趣與能力。

承上，對產業界而言，工程與技術人員之製圖能力實扮演基本而 重要之角色，且對國家工程建設品質的優劣有直接而深遠的影響(康鳳 梅、戴文雄、王照明，民 83)。因此，工業職業學校機械製圖課程的重 要性，自不容輕忽。不過，機械製圖內容廣泛，涉及相關知識繁多，

研究者於是自揣：若能發展有系統的教材，以及運用有效的教學策略，

將有利於學生成功學習。

貳、工業職業學校製圖科課程標準暨設備標準

在現行「工業職業學校製圖科課程標準暨設備標準」實施通則之 課程編制中提及：專業科目(含實習)應以實務為核心，輔以必要的理論 知識，以配合就業與繼續進修之需求，並兼顧培養學生創造思考、解 決問題、適應變遷及自我發展能力，實習課程為職業學校施教之重點，

應切實執行，務使學生具有就業所需基本知能(教育部，民 87)。其中，

製圖科以培育機械圖面繪製、閱讀及基礎設計人才為目標。為達成此 一目標，課程應加強：

一、傳授繪製、閱讀及基礎設計之基本知識。

二、訓練使用製圖儀器及電腦設備繪製各類圖說之基本技能。

三、養成良好的安全工作習慣。

而機械製圖與實習之教學目標為：

一、學習使用製圖設備與用具。

二、學習製圖之能力，並能應用各種投影原理繪製機械工作圖。

三、培養正確之製圖工作習慣。

因此，教師在教學過程中，除了應注意「同時學習原則」 ，達到該 單元的認知目標與技能目標之外，也要培養學生的職業道德和專業精 神，並且重視知識獲得的方法與過程，即儘量引發學生主動學習，以 取代知識的灌輸。不過，學生的思考能力具有個別差異，教師應配合 每個人的特質，採行適當的教學策略，以達成教學目標。詳細地說，

教師必須帶領學生進行有意義的學習；就是學生在進行機械製圖與實 習課程之學習時，能先行對各相關概念有充分的認知、理解，再進而 以最經濟、有效的方法精通製圖技術與應用。

參、工業職業學校製圖科機械製圖與實習課程「立體圖」單元 一、機械製圖與實習課程「立體圖」單元簡介

假如一個長方體的高、寬、深三方向的的線長，都能在一個視 圖內顯示出來，而其中任二方向的線長不在同一條直線上，則此視 圖便有立體的感覺，是為立體圖(王輔春、朱鳳傳、楊永然、康鳳梅，

民 89)。一般而言，立體正投影為根據觀察者的觀點旋轉物體，使能 夠用一個視圖看到物體的三度空間，這樣的視圖通常被稱為立體 圖。它比正投影視圖看起來有實體感。

依照現行工業職業學校製圖科課程標準，高工製圖科機械製圖 與實習II「立體圖」單元之相關知識部份，教材大綱包括：常用立體 圖之種類、等角投影之原理、等角圖的畫法、斜投影原理及等斜圖 的畫法等，主要在教授學生繪製立體圖時所應具備的原理及方法。

Frederick et al., (2000)指出：不同種類的立體圖被廣泛的使用在

產品型錄、銷售的印刷品、技術工作附錄。舉例來說，立體圖常被

用來作為專利申請圖、管路圖、機械結構、建築設計及家具設計等。

最常用的立體圖為等角圖，當使用等角圖繪製正立方體時，等角軸 是相等的距離(分隔 120° )。雖然它不如透視圖逼真，但等角圖是很 容易繪製的。CAD 的軟體在繪製等角圖是特別有效率的，它通常被 稱為 3D 實體圖。二等角圖及不等角圖比等角圖更具真實感，但很難 繪製，所以在工程圖上較少使用。劉俊祥(民 89)認為在製造上，機 件形狀的傳達方法最常用者為正投影視圖。用正投影視圖來表示機 件的加工必要資料，如外形、尺度大小及加工條件等製造所需的成 品。但在完成商業行為的交易中，交易人員對工程製圖未必完全熟 悉，除現場加工人員瞭解圖面意義外，其他人員必須以立體圖來作 為溝通的媒介，為使迅速瞭解產品與實物相同，最好的圖面溝通非 屬立體圖不可。

綜合上述，機械製品的形狀、尺度及製造方法，除了用正投影 視圖將物體清楚明確的表示外；欲使未接受製圖訓練的相關人員，

瞭解機件製品之形狀、機構原理等，以單一視圖顯示立體效果的表 示法，此視圖稱為立體圖。通常，立體圖是用來作為「使用說明」

的場合或當作「示意圖」使用，如產品說明圖、修理手冊插圖、型 錄說明書、申請專利圖、工廠佈置圖、管路圖及分解系統圖等。而 這些也就成為高工機械製圖與實習課程「立體圖」單元的教學重點。

二、學習立體圖單元的先備知識

繪圖有兩種基本型態：藝術層級及技術層級(Frederick et al.,

2000)。鄭光臣、洪安、鄭王駿(民 89)認為工程人員與藝術家所繪的

圖各有不同。工程界所用的圖除了有一定的尺度、比例、註解與精

度外，還要遵循一定投影法的表現，不可任意描述，應顧及圖面規

格的正確與清晰。而藝術家則偏重於美感的追求，靈性的發揮，筆

法的風格因人而異，觀賞者也有不同程度的感受，所以無法做有效 率和明確的溝通表達。康鳳梅等(民 90)指出：工程圖是工程界共通 的語言，亦是通用的萬國語言，其圖形的繪製與註解均有一定的規 範，而不能僅憑個人所好，否則看圖者容易產生疑問，並曲解原意 而喪失圖面的意義。因此設計師、工程師、製圖員等都應遵循一定 的投影法則，才不致有所爭議。

至於，學習「立體圖」之前，學生必須擁有的能力，Frederick et al.(2000)認為：正投影視圖可以使一項設計，藉由一系列外部視圖和 剖視圖，將複雜的形狀正確地表達出來。而用正投影視圖來描述物 體有兩種限制，首先，你必須澈底瞭解正投影原理；其次，在讀圖 的時候能夠明確地想像出物體的結構。雖然正投影視圖為工業界所 通用的工程圖，但在一個視圖裡卻無法同時顯示出寬度、高度及深 度。

讀圖，基本上來說，與製圖在過程上恰好是相反的；如同圖形 最早得自於立體的目的物，讀圖者往往由相反的程序予以復原。讀 圖的歷程若以心理學的眼光而言，可謂由二度空間平面訊息建構三 度空間立體模型的心智歷程(江巧如，民 84)。黃廷合、曾全輝、黃 啟三(民 88)認為讀圖乃利用正投影原理，將平面的視圖，經由思考 構想，再轉換成為物體形狀的一種心理過程。而“讀圖”在圖學上 稱為“識圖”，識圖為一心理過程，必須謹慎細膩的對圖中任何線 條做分析，解釋其存在之原因，從開始對物體形狀之一無所知，至 終則了解物體形狀之所有細節為止。識圖能力可經由訓練而達成，

其熟練與經驗必須共進，可藉由經常閱讀他人所畫之圖，而增進識

圖之能力(王照明，民 87)。正投影視圖表達的工程圖，已成為世界

共通的工程語言。凡是工程人員必須能從他人繪製的圖中，獲得有

關物件的各種資料，否則將為工程文盲，此種閱讀工程圖的能力，

稱為識圖。識圖與製圖可說是相反的兩種心理過程，製圖乃是將立 體物件運用投影原理，以視圖表達；識圖則是從視圖中想像其立體 形狀，因此亦須熟悉正投影原理及製圖的知識，配合豐富的想像力，

始能正確理解視圖的含意(鄭光臣等，民 89)。學者王輔春等(民 89) 認為，圖是工業界的語言，凡是學工的人，必須毫無猶豫地能看懂 他人所畫之圖，即所謂識圖。而識圖的重點在於正投影視圖的閱讀，

所以識圖所需的能力，是與投影原理的了解成正比。因此識圖可以 說是由投影觀點、應用投影原理以了解物體形狀之過程。學習識圖 最好的方法，就是學習如何去做出此一物體，因此識圖的過程中，

必先對識圖中的細節和組成部分加以逐一考慮，當心中對整個圖具 備完整的概念後，再把各部分連結起來，便能了解物體的整個形狀。

為達到此能力，除必須對投影原理有相當的認識外，還須純熟的應 用。林英明、蘇郁華(民 89)指出，可以藉由下列方法來增進識圖能 力：

(一)由線的意義來判斷物體之面，由面的意義來架構物體。

(二)由各視圖之輪廓判斷物體之外形。

(三)應用簡單幾何形體判斷物體之形狀。

(四)將視圖聯想成各種形狀，再配合其他視圖加以判斷。

(五)藉切割材料以幫助判斷其形狀。

(六)將物面編號，藉投影可幫助判斷位置。

(七)藉畫立體草圖幫助判斷其外形。

根據上述，研究者認為：正投影視圖單元為學習繪製立體圖單 元時所應具備之先備知識。因此之故，本研究在實驗處理過程中，

考量兩組學生的學習能力時，將前一學期所學之正投影視圖單元學

習成效列入可能影響實驗結果的控制變因之一，故而在實驗教學

前，先以 t-test 進行同質性考驗。

第二節 學習的歷程與相關因素

壹、學習的歷程

一、學習的內在歷程

有關人類知識結構、大腦學習的研究，至今尚未有任何一派成 為眾人所尊崇的典範。直到心理學家 Neisser(1967)發表「認知心理 學」(cognitive psychology)之專書後，認知心理學即逐漸主導人類行 為與心理歷程之研究，尤其對探討人類學習、記憶、問題解決與認 知歷程方面。其實，認知心理學的核心觀點，主要是以訊息處理模 式(information processing model)為其理論架構。而人類記憶系統的訊 息處理模式，約略可分成兩部分：即知覺與記憶(余民寧，民 86)。

(一)知覺：主要是透過感覺器官察覺到外界的刺激，將它轉換成我 們的知覺印象，從知覺印象中萃取相關的特徵，並與我們過去 已習得的一組結構特徵做比對及辨識的工作。至於，個人擅長 接受哪一種型式的刺激以進行學習活動，將與其認知風格存有 密切關係。

(二)記憶：在記憶的部分，可分成感官記憶、短期(或工作)記憶、

長期記憶，及提取和決策過程等四個重要元素，用以定義人們 所謂的假想建構，即認知結構。

基於上述，教師針對學生學習的引導，必須符合個人認知歷程。

Mayer(1987)曾提出：認知歷程需擁有先備知識、注意外來訊息、建 立內在及外在聯結(霍秉坤、黃顯華，民 89)，茲以圖 2-2-1 說明：

(一)擁有先備知識

學習者來到學習情境之前，已在長期記憶中貯存大量的知識

和策略。進一步地說，知識的意義是源自於學習者的經驗，由學

習者自己建構出來的。因此，課程知識若是採取把個人與世界切

割開來的方式，那麼學習者便很難對他們自己的生活世界賦予意 義了(陳伯璋，民 80)。

(二)注意外來訊息

感覺器官的正常發育與先前學習經驗的良窳，是直接影響感 官記憶發展對感官訊息學習能力的主要因素(余民寧，民 86)。學 習者經由改變注意量的大小，影響外來訊息到達短期記憶的總 量；也就是說學習者經由改變注意的選擇性，影響到達短期記憶 的訊息型式。

(三)建立內在、外在聯結

所謂「內在聯結」 ，是指學習者能將短期記憶中的訊息重新組 織，使訊息具有一致性，例如，學習者繞著文章的主題綱要將學 習材料加以組織；至於「外在聯結」 ，則是學習者將貯存在長期記 憶的有關先備知識轉移至短期記憶，然後學習者將新舊知識加以 統整在一起，不僅能用自己的語言文字把訊息表示出來，也將建 構的新知識貯存於長期記憶中。

(四)長期記憶

在人類記憶系統中與學習最有關聯的部分，非長期記憶莫 屬。而長期記憶又建立在短期(或工作)記憶的基礎之上，短期(或 工作)記憶在人類的問題解決上扮演重要的角色，它是聯結個人過 去已習得並儲存在長期記憶中之認知結構(即內在表徵)與目前所 欲學習之未知事物間關係的橋樑，透過這項聯結，人類可以修改 已儲存在長期記憶的認知結構，進而立即有效解決問題(余民寧，

民 86)。

圖 2-2-1 訊息處理系統之五步驟

二、學習的外在表徵－記憶與遺忘

學習(learning)、記憶(memory)與遺忘(forgetting)是一個三面一體 的歷程。學習是一個內在歷程，其產生與否是不能直接觀察測量的；

我們能測量的，只是學後的記憶。所以說記憶可視為學習的表徵(林 清山，民 80)。由於，先有學習才有記憶，再推知是否遺忘。學習是 行為建立或改變的歷程，遺忘則是行為消失的歷程。記憶與遺忘兩 者互為消長，記憶越多，表示忘得少(陳李綢、郭妙雪，民 84)。

(一)記憶

1.記憶的意義

記憶在學習和日常生活中對我們都是非常重要的。所謂記 憶，就是外界的事物印在腦裡，保持不滅以備再現的心理現象。

一般而言，記憶包含三個階段，即印入、保持和回憶(包括再 認)(韓幼賢，民 83)。學習的結果是新經驗的獲得；而新經驗的 保持有賴記憶，如果所獲得的經驗不能保持，那適應新環境時 必重複錯誤(陳李綢、郭妙雪，民 84)。

記憶可視為學習的表徵。而記憶與學習的關係，可從下列

加 以 注 意 擁 有 先 備 知 識 建 立 內 在 聯 結 建 立 外 在 聯 結 存 結 果 於 長 期 記 憶

兩點來說明(張春興、林清山，民 84)：

(1)記憶的量未必等於學習的量：一般言之，測量到的記憶量 要比學習量為低，這是因為測量方法與時間受到限制的緣 故。

(2)記憶具有廣義的性質：記憶代表學習後的保留(retention)，

但所保留者未必全為個人所自知。個人意識經驗中所能回 憶者，固然是記憶，但一些不為個人自我覺察的動作或習 慣，因為也是學習而來的，所以也可稱為記憶。

2.記憶的類別

就 學 習 後 保 留 時 間 的 久 暫 而 言 ， 記 憶 可 分 為 短 期 記 憶 (short-term memory, STM)與長期記憶(long-term memory, LTM) 兩類；前者多指以秒分計算的記憶，後者係指幾時、幾天、幾 月以上的記憶。至於，短期記憶與長期記憶兩者間的關係，長 期記憶顯然以短期記憶為基礎；對短期記憶的資料接連重複練 習，即可變為長期記憶(張春興、林清山，民 84)。

陳李綢、郭妙雪(民 84)則將記憶的類別分為感官記憶 (sensory memory)、短期記憶 (short-term memory)及長期記憶 (long-term memory)。而感官記憶是指記憶痕跡遺留在感官內的 短暫歷程。

3.記憶的特性

記憶的特性如下(資料來源：張春興、林清山，民 84)：

(1)具有個別差異：經由視覺或聽覺，個人對單一次出現刺激 中事物所能記憶的量，稱為記憶廣度(memory span)。個人 之間有很大的差異。

(2)是可以訓練的：視覺或聽覺的感官雖接受到了刺激資料，

但只是表面的，未經進一步處理，所以不能長期貯存在記 憶裡，但是，練習是可以加強記憶的。

所以，教師如何利用有效的途徑，顧及學生個人的學習能力，

並促進其將短期記憶很快的變為長期記憶，是一件很重要的任務。

(二)遺忘

1.遺忘的意義

一個人昨天學了某事，今天重說出來，我們說他有了保持，

而他所學的與所保持的兩者之間的差數，便是遺忘(韓幼賢，民 83)。遺忘是記憶的反面，是不能直接觀察和測量的。所以，遺 忘的產生與否，只能靠記憶的多寡來推測估計。由此可知，記 憶與遺忘兩者永遠成為互為消長的關係；即一件事情學過之 後，記憶的愈多，即表示遺忘的愈少；反之，記憶的愈少，即 表示遺忘的愈多。而教師要想加強學生學後的記憶保留，使學 得的知識、技能記憶牢固不易遺忘，絕不能在學習之後才想辦 法補救；只能在學習前從教材教法的設計和練習方式的安排上 去預為考慮(張春興、林清山，民 84)。

2.遺忘的原因

陳李綢、郭妙雪(民 84)指出，學後為什麼會遺忘呢？歸納 其原因有：

(1)學習時不用心，沒有積極反應，有口無心，不易記住所學 內容。

(2)學習時沒有強烈的學習動機，學習興趣不濃厚，以致敷衍 塞責。

(3)學習之後，缺乏複習的機會，或應用的機會。

(4)學習者對所學之材料不甚瞭解，只求強記於一時，考試之

後，就遺忘淨盡。或只做零零碎碎的片段的記憶，不求系 統的全盤瞭解。

(5)學習方法不對。

(6)學習後沒有休息，以致發生「倒攝抑制」 。

影響學習後長期保留的因素眾說紛紜，有完形心理學派 (gestalt psychology)的遺跡論、心理分析學派的壓抑論(repression theory)、刺激反應聯結論者的干擾論(interference theory)……

等，迄今未獲肯定的答案。不過，除了上述理論之外，學習活 動的意義性亦是重要的因素(資料來源：張春興、林清山，1995)。

綜合上述：新經驗的保持有賴記憶；如果所獲得的經驗不能保 持，那適應新環境時必重複錯誤。而在記憶系統中又以長期記憶與 學習最有關聯，於是， 「記憶」與「遺忘」成為學習的表徵。也就是 說，測得學生的直接記憶情形(包括質、量)與記憶保留情形(即遺忘)，

亦可被視為測量學生學習成效的指標。因此，本研究採準實驗研究 法，研究者評量實驗的教學成效，係依據實驗教學結束後，分兩個 階段對受試學生進行「成就測驗」施測，以獲得個人「直接效果」

與「記憶保留」的分數，從而分析學生學習歷程的記憶與遺忘之情 形，以瞭解其學習成效。

貳、影響學習的因素

影響學生學習因素繁多，如課程設計、學生能力、師生互動、教 室環境……等。本研究根據研究目的，僅就學習動機與班級氣氛做討 論。

一、學習動機

學生參與學習，學習動機是影響其學習成就的重要因素。因為，

學習者必須為自己的學習負起責任，主動嘗試將新知識與既存的概

念作聯結，以建構起有意義的理解。換句話說，學習者必須顯示出 個人的「學習動機」(learning motivation)。

(一)學習動機的意義

「學習」是一種相當自動化的程序，必須先要於內在有強烈 的學習動機存在，之後，透過具體的活動才能獲得更大的效果(吳 思信，民 83)。「動機」是一種內在的主觀態度，在教育的過程中，

教師應啟發有利於學生參與學習的觀念與態度，以增進學生參與 學習的意願(何欽福，民 91)。所以，「學習動機」是指引起個體 的學習活動，維持學習活動，並促使該學習活動朝向教師所設定 目標的內在心理歷程(張春興，民 83)。

(二)動機的理論

心理學家對於動機的解釋，理論紛雜。以下就人本主義動機 論、成就動機論、社會學習動機論三部分加以探討：

1.人本主義動機論

Maslow(l987)的需求階梯(The hierarchy of needs)論，將人類 需求由下而上依序分為：生理需求、安全需求、歸屬需求、尊 敬需求、自我實現需求五階梯。由於低階需求獲得滿足後，方 能追求高階需求，因此個人的動機取向應取決於當時正努力的 需求階層。

2.成就動機論

面對工作情境時，因個人的成就需求不同，因而有積極進 取與消極應付的不同態度。追求成就既然被看做是一種需求，

故而被稱為成就動機(張春興、林清山，民 84)。依此理論，個

人對成就目標的趨避受三個因素影響：(1)成就需求；(2)成功的

機率；(3)成就的報償。

3.社會學習動機論

個人因經驗的累積而建立自我效能(self-efficacy)。所謂「自 我效能」，乃社會心理學和動機心理學中的一個重要概念，指 一個人對自己能否成功地完成一項任務所秉持的信心和期望，

也就是對自己成功完成任務所具備潛能的認識(馬啟偉、張力 為，民 85)。然而，這些主要效能信息之來源決定了人的動機水 平，並從人們所接受的挑戰、進行的努力和堅持的時間中體現 出來。自我效能高者，尋求更具挑戰的工作；反之，自我效能 低者，只好避重就輕(溫世頌，民 86)。所以，自我效能影響個 人的認知過程，進而影響著其動機狀態(Feltz, 1988)。

(三)動機的特性

動機可說是人類行為的原動力，它促使人們出現活動，是活 動或行為發生的原因(黃光雄，民 88)。有關動機的特性，可歸納 如下：

1.動機是一種內在歷程，可引起個體從事某些活動。

2.如果動機持續存在，那原先因動機所引發之活動就會繼續存 在。

3.由動機引發之行為活動具有目標性與方向性。

4.動機與行為間的關係相當複雜，並非呈現著一對一的單純對應 關係。即隱藏於相同外顯行為之後的動機未必相同。

(四)學習動機的相關研究

影響學習動機的相關因素繁多，茲將國、內外學者之看法整 理如下：

1.國外學者研究學習動機的部分

(1)Pintrich & Schunk(1996)認為：老師的教學計劃、進度、教

室組織與管理，以及師生互動，會影響學生的學習動機。

(2)McCown, Driscoll & Roop(1996)認為：學生的學習動機可能 受到個人的目標、信念、自我概念、環境、別人的期望、

社會價值等因素的影響。

(3)Dev(1997)綜合整理相當多的實徵研究，提出：如要增進學 生內在學習動機，使學生專注於學習過程、積極反應、讚 美學生、精熟學習、具有挑戰與刺激性的活動、評量時對 事不對人等因素，皆非常重要。

(4)Hebert(1999)認為：學習進度、老師的聲音、眼神接觸、身 體語言、教科書的選擇等因素，會影響學生的學習動機。

2.國內學者研究學習動機的部分

(1)張添洲(民 81)研究「影響高職學生學習動機的因素」，結 論表示：影響高職學生學習動機的因素很多，主要為個人 因素(包含個人變項、學習知覺)、學校因素(包含有學校變 項、學校學習文化)，以及家庭因素(包含家庭變項、家庭學 習文化)等，均會對學習動機產生影響，且是屬於多項因素 的交互作用。

(2)盧青延(民 81)對國中補校學生進行研究，顯示：學習動機 層面中，以期望成功、外在目標、工作價值、內在目標等，

對學業成就的預測力較大。若將之排序，最高為內在目標；

其次為工作價值、期望成功、學習的控制信念、學習的自 我效能；最低為測試焦慮。

(3)張蕊苓(民 86)在「影響教室學習動機相關因素探討」之研

究中，對於學習動機因素之探討相當完整。其探討學習動

機的因素，包括：教室學習工作本身的特質；學習活動的

架構及進行；師生互動關係中的教師回饋、讚賞與批評、

酬賞的給予、教師主動的幫助、教師期望；以及教師能力 方面的因素，如教室管理、有效教學、教師或同學典範的 使用以及教室氣氛等。

(4)吳淑娟(民 87)的相關研究中，發現：班級大多數學生最主 要的理化學習動機是為了得到好的理化成績、贏得父母親 的歡心，以及可以進行理化實驗與活動；個案班級之中，

少數的學生則具有避免受罰與將理化知識應用於生活上的 理化學習動機；至於，為了瞭解個人週遭生活環境的理化 學習動機則是相當少見的。此外，影響個案班級學生的理 化科學習動機因素，尚有：社會環境的考試制度、家庭中 父母親的關懷與支持方式、理化教師的「教學資源」應用，

以及學生本身的價值觀念、對學習成就的歸因，以及受到 B 段班標籤的心理影響等因素。

(5)廖文靖(民 87)探討影響高職機械科學生技能學習成效之因 素，發現：學生的先備學科基礎及學習動機，主要受教學 品質層面的影響。學生技能學習動機較強烈的方面，是以 對技能學習的目的抱持高度期待，希望能獲得有關知能，

而成為更有能力的人。

(6)李偉旭(民 87)用質的研究方法，以國小四年級的 37 位學童 為觀察對象，實地觀察學生使用英語幼教光碟的情形。研 究結果：使用幼教光碟的挑戰性、奇幻性及好奇心，能夠 引起小朋友的內在動機。

3.學習動機之理論架構

綜合以上研究，可見影響學習動機的因素相當複雜，大抵

有：個人因素、學校因素與家庭因素。研究者自行整理，並參 照學者邱上真(民 89)之研究，就各項動機構成因素，以及涵蓋 各種學習情境，提出下列理論模型：

(1)個人信心：當學習者覺得自己的能力足以應付新的學習內 容；或將成功歸因於可控制的自我表現；或是學習者對成 功抱持一定的期望時，通常會增加學習成功的機會。

(2)課程設計：課程內容引用到學習者過去的經驗，會使其產 生熟悉感，而樂於學習；提供學習者難易適中的學習內容，

會持續學習動機；令學習者感受到目前的教學內容，有益 於未來的發展，會提升學習意願。

(3)教學策略：個人注意力會被好奇心、幻想、認知失調三個 動機構成因素所影響。所以，利用感官刺激、驚奇、不確 定的事引起學習者的好奇心，使學習者的注意力專心於教 學活動，最易持續學習動機。

(4)同儕互動：社會化學習提供人與人之間互動的關係。學習 過程中互相激勵與合作，是持續學習動機的有利因素。

(5)回饋與評量：教學者若能立即給予適當的回饋，使學習者 感到滿足而不停的學習；此外，教學者提供立即的評量結 果，亦會使學習動機持續。

(五)學習動機與學習成效

研究者從事教學工作多年，有感教師的教學情緒受到學生學 習動機影響深刻。但是，學生的學習動機會影響其學習成效嗎？

盧青延(民 81)針對國中補校學生的研究，發現學習動機與學業成 就呈正相關；張玉茹(民 86)針對國中學生英語科學習動機的研究，

也顯示英語學習動機與學習成就呈正相關。可見，學習成效與學

習動機存有相關性。故對教學者而言，瞭解學生的學習動機，是 個相當重要的課題。

此外，學者黃萬居(民 81)提出個人擁有認知策略並不表示會 有較佳的學習表現，因為「動機」扮演著其中調節或銜接的角色。

因此，不論課程性質如何，教師都必須重視學生的學習動機。現 就一般課程及技能課程，分述如下：

1.一般課程

學習動機此一因素的存在與學習效果關係密切。凡具有適 當程度學習動機的人，常表現自動自發且不懈怠的精神，那麼 其學習活動必然成功。反之，即使智力、感官正常，若無學習 動機則將難以接受並處理學習訊息，如此，學習將無法成功(林 美和，民 77)。不過，一般的課堂活動中，學生或有自發性的學 習動機，或有需要外在刺激以發展的內在動機。學者 Ausubel 曾考慮學習的潛在影響，提出：動機和學習間的因果關係，是 典型的循環類型而非單向的。基於此原因，所以教師無須將學 習活動延至學習者發展出適當的興趣和動機。因為，不論學習 者是否缺乏動機，在任何情況下都會發生某種程度的學習；只 是，學習者從最初學習所得到的滿足，將很有希望發展成想學 習更多的動機。進一步說，自我充分發展原是其最終的學習動 機(黃堅厚，民 74)。因此，引起最恰當的學習動機是集中焦點 於學習的認知而非動機層面，並且相信動機可以從成功的教育 成就而發展，給予進一步學習更多的能量。

2.技能課程

學生對於學習具有意願的原因之一，是由於他認為所學知

識和技能與其生活有關係，學會之後能應用在生活上。學習者

對於技能實習課的整體感受尤其如此。因為技能的學習過程比 一般學習來得辛苦，往往也需要體力的付出，所以，必須學習 者具有強烈的學習企圖與愉悅的感受才可持續，由此也推測對 實習課整體學習企圖及感受較佳者，其學習動機強度必也較高 (廖文靖，民 88)。

二、班級氣氛

一 個 團 體 的 氣 氛 (climate) 是 該 團 體 的 心 理 環 境 (psychological environment)所形成，也是該團體中人與人之間交互作用所產生的結 果。所謂班級氣氛是指班級中各種成員的共同心理特質或傾向；在 教學情境中，它是由教師、學生及其他許多因素的交互作用所形成(黃 光雄，民 88)。

(一)班級氣氛的意義與重要性 1.班級氣氛的意義

在教學活動的過程中，班級氣氛是影響學生有效學習的一個 重要因素。對於班級氣氛的定義，多家說法不一，分述如下：

(1)狹義的班級氣氛是指因教師領導方式不同所形成的情緒氣 氛；廣義的班級氣氛則是指班級中師生交互作用和同儕關 係所形成的情緒氣氛(鍾紅柱，民 71)。

(2)班級是一個由師生所組成的社會體系(social system)，在此 體系中，師生不斷地進行社會互動(social interaction)以達成 教學目標，而在此一連串的互動歷程中，便產生一種特有 的社會心理環境，此即班級氣氛(張春興、林清山，民 71)。

(3)班級氣氛是存在班級中並且可表現班級特色的一種心理社 會氣氛。它可藉由師生長久互動而形成，具有共同的觀念、

目標、價值與態度，可被成員所經驗和知覺到，而形成後

則可反過來影響成員在班級中的態度、價值與學習活動。

(陳茜如，民 84)。

綜合上述，研究者以為班級氣氛是指師生所組成的班級，其 中成員間的交互作用，形成一共同觀念、價值及態度等的獨特風 氣。詳細地說，班級氣氛分為三部分：一是人際關係層面，包括 同儕關係的團、競爭、派系、衝突及師生關係的偏愛、民主；二 是班級組織層面，包括班規、組織混亂、目標導向、物質環境、

滿意、冷淡；三是學習層面，包括多樣性、困難與速度(李彥儀，

民 79)。

2.班級氣氛的重要性

班級中所形成的班級氣氛就是經由教師與學生之間的交互 作用所形成，不過形成之後，這種獨特的氣氛會再次影響班級中 成員的行為。學生在班級中生活並學習，不知不覺受到影響，無 形中塑造了個人的態度及價值觀。所以，就學生的學習及人格發 展而言，若想促使學生作正面的發展或改變學生現有的負面情 形，則從班級氣氛來著手將可事半功倍。由此可見，班級氣氛的 功能與重要性(李日順，民 90)。

(二)班級氣氛的影響因素

有關班級氣氛的班級領導之研究，通常都假定教師的領導行 為，對於教室氣氛和學生的學習表現，佔有決定性的影響。不過，

事實上教學活動涉及師生互動的過程，因此，若將教師對於學生 的單向影響，當做是影響班級氣氛的唯一因素，可能失之偏頗(鄭 詩釧，民 87)。學者黃光雄(民 88)亦指出影響班級氣氛的因素很多，

一般認為教師領導方式的影響最大。但如把教師對學生的單向影

響，視為決定班級氣氛的唯一因素，未免將班級氣氛的性質看得

過份單純。甚至，僅以「專制－民主」、「直接影響－間接影響」

或「開放的－封閉的」等概念來界訂班級氣氛，也失之於過分簡 化，而難作周延而有意義的解釋。因為教學情境中的各種因素錯 綜複雜，包括了教師、學生、教學目標、課程、教學方法、班級 結構與社會交互作用等，這些因素總括起來決定了班級氣氛。既 然，教學涉及師生互動的過程，那影響班級氣氛的因素也應是多 方面的。茲將學者對影響班級氣氛的因素看法彙整如下：

1.摩斯(Moos)的觀點，將影響班級氣氛的因素歸納為以下四層面 (梁瑞安，民 83；徐敏芳，民 88 )：

(1)關係(relationship)：指個人在環境中的人際關係，包括同儕 關係及師生關係。

(2)個人發展(personal development)：個人在班級中能得到個人 發展及自我充實的機會。

(3)物質環境(pysical environment)：此方面是指班級物理環境 給予學生舒適的程度及相關資源之供應情形。

(4)系統維持及改變(system maintainance and change)：指一個 班級組織有其所追求的目標、學生有其應遵循的規則，而 一切事物均有定則可依循。

2.朱文雄(民 83)提出影響班級氣氛因素：(1)教師領導；(2)學習 環境；(3)班級的社會互動；(4)師生及教學的社會心理及物理 環境互動的結果。

3.陳奎熹(民 85)認為教學情境中的各種因素錯綜複雜，包含教 師、學生、目標、課程、班級結構及社會交互作用等，而這些 因素共同影響的結果則決定了班級氣氛。

總之，班級氣氛靠教師在班級形成。成功的班級氣氛包含：

課程的趣味性與變化、教學技巧的呈現、教師班級管理技巧與有 效的教師積極人際關係(莊燿隆，民 88)。在教與學的過程中，班 級氣氛提供我們一種多元且整體的觀點，分別由物質環境、常規 明確度、效率性、個別行為、學業競爭、情感反應及熟悉度等七 種因素所組成(吳福源，民 88)。

近年來，國內有諸多有關班級氣氛與合作學習之關係的相關 研究，結果大多顯示合作學習能有助於班級氣氛的提昇。本研究 雖以個別閱讀概念圖為主，但研究者卻對其對學生學習行為之影 響存有高度興趣，例如，提供學生概念圖之閱讀，是否可以引發 同儕間對概念圖內容產生討論？因此，在研究中將有相關之分析。

本研究以康鳳梅、鍾瑞國所發展之「機械製圖學習狀況問卷」

為研究工具。主要是該問卷為八十四年國科會研究計畫所發展，

有其精確的信度與效度；此外，問卷內容切合本研究目的。

「機械製圖學習狀況問卷」內容分為兩部分：第一部分「學

習動機量表」，另包括三個分量表，即「喜歡」、「投入」、「勝

任」；第二部分「班級氣氛」，另包括四個分量表，即「教師支

持」、「同儕支持」、「滿意程度」與「內聚力」。本研究使用

情形，前者用以瞭解實驗組學生對新的教學策略(閱讀概念圖)之看

法；後者則比較不同策略對班級氣氛所造成的差異情形。

第三節 有意義的教與學

壹、有效的教學策略 一、教學策略的意義

策略(strategos)原是希臘字，意指「戰略家」，或「一位戰略家 的思考和行動」(吳芝儀、李奉儒譯，民 84)，通常是用於軍事戰略 層面的方法或程序。而教學策略(teaching strategy)，在以往常被稱為 教學方法(teaching method)。將方法改稱為策略，一方面是受到認知 心理學強調問題解決策略之影響，一方面用「策略」措詞，可以涵 蓋更多自然科教學用到的途徑，如媒體等。

其實，對於「教學策略」一詞，國內外許多學者都提出了自己 的解釋。Print(1991)指出：教學策略是指能幫助學生瞭解課程內容，

達成既定教學目標的有效方法。而 Oliva(1992)也提出：教學策略泛 指教師運用提供教材的方法、程序與技術，以達成有效的教學成果 而言。Kemp & Schwaller(1988)則認為：教學策略是教學途徑與教學 方法的組合。教學途徑可定義為教材組織的方式；而教學方法則是 教材呈現的方式(鍾一先，民 86)。因此，教學策略是一循序性安排 的教學活動，而這教學活動必須經過一段時間，且有欲達成預期的 學生學習成果。Dynneson & Gross(1999)認為：教學策略是指在一個 教育的情境裡，教師呈現教育內容，並用以協助學生學習科目、單 元或是課程的方法、技術及程序。國內學者張春興(民 83)的解釋：

教學策略，是指教師教學時有計畫地引導學生學習，從而達成教學 目標所採行的一切方法。陳裕方(民 89)則認為：教學策略實包括組 織教學法、架構完整的教學單元、與確定教學計畫完成教學準備等 一系列的工作。

不論如何，教學策略的運用，主要目的是要讓教師教學能夠既

有效率又有效能，使學生能夠積極參與學習，以達到教學的重要目 標(李隆盛，民 84)。

二、教學策略的取向

在探討教學策略本身的定義時，通常涉及有關教學的兩個概 念：第一，在教育心理學上討論如何教學，係以心理學上的學習理 論為基礎的；其次，在學校教育上，從來就沒有所謂「最好的教學 法」。任何教學法只有適用與否，沒有好壞之別。

教學策略一詞之含意，廣義地指一般教學上所考慮採用的教學 取向。近年來，教育心理學有關教學策略有兩種取向，即為教師取 向的教學策略和學生取向的教學策略(林志忠，民 86)。

(一)教師取向(teacher orientation)的教學策略

教師取向的教學策略，有別於傳統的教師中心教學，又稱之 為直接教學(direct instruction)。教學活動的進行大致遵循以下五個 步驟：

1.從舊經驗引導新學習。

2.明確地講解教材內容。

3.輔導學生做及時練習。

4.從回饋中做錯誤校正。

5.讓學生獨力完成作業。

(二)學生取向(student orientation)的教學策略

學生取向的教學策略，源自於 Bruner 的發現教學策略，與人 本主義教學策略。其要點可歸納為以下三點：

1.在教師引導下發現學習。

2.在合作學習中追求新知。

3.寓求知於生活的教學活動。

(三)教師取向與學生取向策略之比較

教師取向的教學策略與學生取向的教學策略在教學中的運 用，其要點如下(張春興，民 83)：

1.兩種策略取向各有優點

教師在教學歷程中，如果目標囿限於期望學生學到書本知 識，教師取向的教學策略是較佳的選擇；如果目標是期望學生 學到較廣的能力與氣質，學生取向的教學策略則是較佳的選擇。

2.不同學科宜採不同策略

教師教學歷程中，在策略的運用方面，應依據學科性質而 決定。如教授數學與自然學科時，有鑒於此類科目之系統嚴謹，

而且答案肯定，學生學習時需按部就班，故較適合採用教師取 向策略；反之，對於社會學科之教授，由於其內容廣泛且涉及 的問題未必只有肯定的答案，故應採學生取向的教學策略，以 利培養學生獨立思維的能力。

3.不同策略適合不同年級

小學階段的學生，較適於教師主導策略，教他們學習基礎 性的知識。到了國中階段以上，由於學生思維能力成熟，人格 發展上也較為獨立，較適於採用學生取向的教學策略。

綜合上述，可見：教學策略的選擇，應視教學目的及教材性質 而決定，以期達成增進知識、培養情操、或養成技能及適應個性等 目標。

三、有效的教學策略

教學策略是指教師運用教學的方法(method)、程序(procedures)、

與技術(techniques)，以達成有效的教學效果。一般而言，教師在實

際教學時，通常會考量教學目標、教材性質、教師特質，以及學生

能力等各種因素，而採取併用多種程序與技術的教學策略。

但必須注意教學策略的發展與運用，本身隱涵「有效」概念的 意義。在教學歷程中，若教師的教學方法運用得當，能激發學生參 與課程的討論，並且達到良性的師生互動，此即為有效教學策略；

反之，若無法引起學生主動積極的學習，與學生產生互動，則此教 學方法即存在不適宜之成份(殷童娟，民 89)。

徐椿樑(民 90)認為有效的教學策略，應符合下列的指標：

(一)所採策略須達成「教學目標」。

(二)策略須迎合「學習者」的需要與興趣，並配合他們的學習方式。

(三)策略的選擇須迎合「教材」的需要。

(四)所採策略須在「時間允許」情況下方可進行。

(五)所採策略須配合現有「設施與資源」。

(六)策略須能為個別「教師」採行。

總之，有效的教學策略是指教師在教學情境中，運用具有多元 性、民主性、啟發性、包容性及辯證性等特質的教學技術與方法，

讓學生積極參與教學活動、接納學生的看法、給予安全溫馨的學習 環境，並營造優良的班級氣氛而言。

貳、學習活動的意義性

任何一種學習活動，不管學的是語文數理或是動作技能，只有讓 學生覺得有意義的時候，學習之後才不易遺忘。

一、「有意義學習」的定義

「有意義的學習」是 Ausubel「認知學習的同化理論」中的主要

核心理念，只要學習者有意識地將新知識與其既有的舊知識和舊經

驗相聯結時，有意義的學習便告產生(Ausubel, 1968)。此後，人們對

於學習開始有了另一種新看法，那就是學習者的先備知識和所欲學

習之概念與概念間的關係，是構成有意義學習的重要因素；換句話 說，只要學習者將新學習的知識與其既有的命題架構或知識結構聯 結在一起，有意義的學習便告誕生。簡單地說，有意義的學習是學 習者主動去挖掘新材料與舊經驗間的聯結關係，進而發現其意義的 一種學習行為。由於這種學習行為具有新穎性、創新性與活潑性，

比較容易引發學生去發現學習的意義與真諦，因此，它可能是達成 教育目標、維繫學習成果與貫徹終身教育理想的有效途徑之一(余民 寧，民 86)。

二、有意義學習的重要性

過去，行為主義者主張：學習只是一種刺激與反應間聯結的強 化工作而已，故而有 Thorndike 的三大學習定律：「練習律」、「效果 律」及「準備律」(余民寧，民 86)。孰不知，學生透過「過度學習」

(overlearning) 的 練 習 與 複 誦 ， 進 行 單 調 的 「 機 械 式 學 習 」 (rote learning)，使學習變成一種知識累積的活動，造成不良的學習效果及 品質。國外學者 Kinnear(1994)認為有意義的學習是「主動」 、 「深層」

或「建構式的學習」 ，即學習者主動將新學習的概念聯結到原有既存 的概念上，統整成更龐大的認知網路。Gardner(1991)的許多研究指 出，即使是訓練有素、表現良好的學生，通常也沒有完全理解他們 所學習的課程。Gardner 甚至提出他對物理系學生所進行的研究，結 果發現：只要試題稍有異於課堂所教，即使是成績最好的學生，也 無法解決一些基本的物理問題；更奇怪的是，學生並未使用課堂所 學得的物理知識解答這些試題，反而是使用孩提時代解釋外界現象 的「直覺常識」 。由此不禁讓人懷疑，傳統強調記憶的機械式的學習，

能否可以達成學習的期望？

再綜觀今日學校教學方式，傳統制式化的教育，在我國邁向多

元化的此時，形成極大的改革包袱，造成教學上糾結不清的層層困 境與箍制，其功能的嚴重失調，以反映在國人普遍欠缺因應變遷能 力的諸多問題上(陳美玉，民 87)。因為在升學主義壓力下，學校教 學並未增加學生的高層思考能力。倘若要突破此一困境，非實施有 意義的學習莫屬。是故，教師必須重視學生是否將新經驗與其既有 的命題架構或知識結構聯結在一起，以進行有意義的學習。

三、有意義學習的要件 (一)學習材料必須有意義

學習材料本身即具有提供學習者以有意義方式聯結其知識結 構的潛力。我們不可能針對無意義章節或隨機擷取一段文章材 料，即要求學習者能夠產生有意義的學習。所以，任何一種教材 的組織，如果在內容的結構上是合乎邏輯的，在文字敘述上是合 乎語言法則的，我們就可以說它具有客觀的意義性(張春興、林清 山，民 84)。學者邵瑞珍(民 72)提出：「學校教育中，教材是學生 獲取知識的主要來源和教師教學的主要依據」 。所以獲得知識的教 學材料，應該是有組織、有序列而完整的(黃顯華，民 89)。不過，

完善的教材要透過有效的教學策略，方能促進學生有義意的學習。

(二)學習者必須具有「先備知識」

所謂「先備知識」(prior knowledge)，是指個人具有與即將學

習的新知相關的舊知識或舊經驗；亦即，學習者必須事先具備足

供聯結新學習概念的既有概念架構(conceptual framework)。而一位

好教師必須能讓學生適當表徵個人儲存在長期記憶中的知識，以

便確實測量、引導；或在某一情境時誘發其提取過去所學，以應

變眼前的事件。具體而言，教師應以學生既有的經驗，轉化其對

新課程不懂的學習內容；在轉化過程，每個學生會因時、因地、

因人調整自己的認知。因此，教師應致力引導學生對所學的課程 有整體概念，而非零碎的知識。

承上，研究者有感：學習者對教材的組織，以及新舊概念聯 結之認知模式，是教師設計教材、選擇教學策略時，應予關切的 問題。是故，本研究在探討有效教學策略的同時，將發展教材與 教學方法亦視為重要步驟。

四、有意義學習的方式

(一)比較機械式學習與有意義學習

Kinnear(1994)曾對機械式學習與有意義學習的區別，作一對比 解釋：

1.機械式學習，也可以說成是「被動」 、 「膚淺」或「再生式的學 習(reproductive learning)」 ，意指學習者以不求甚解的方式進行 記憶性學習，其成效通常僅維持一段小時間。此外，機械式學 習忽略新概念聯結原有認知結構中既存概念的可能性，因此主 張，每次學習都是以外塑方式累積記憶的量。

2.有意義學習，也可以說成是「主動」 、 「深層」或「建構式的學 習(constructive learning)」，意指學習者主動將新學習的概念聯 結或關聯到個人原有認知結構中既存的概念上，以統整成一個 更龐大的認知結構。

綜合上述，所謂「機械式學習」和「有意義學習」的差別，

就是：前者，對於學習材料並未有精緻化處理的歷程，因此不容 易將訊息保留在長期記憶當中；至於後者，強調學習的過程中，

學習者對學習材料的主動涉入和主觀意義的建構，因此在訊息的 獲得、保留和提取，效果都比機械式學習來得好(陳嘉成、余民寧，

民 87)。

(二)如何促進有意義學習

教師要如何才能夠促進學生進行有意義的學習？首先，教師 必須先辨認出學生既有的先備知識，然後，才能教導給它有效的 學習方法(余民寧，民 86)。

學者 Ausubel(1963,1969)從學習者內在的個人特質與外在的學 習情境兩者來看，認為進行有意義學習的要件為「有意義的心向」

與「有潛在意義的資料」。茲敘述如下(許健挺，民 83)：

1.有意義學習的心向

學習者要擁有能將新概念、資訊或情境關連到個人既存認 知結構之相關要素的心向，而這也促進了衍生的、細節的、支 助的、形容的或象徵的資料關係之整合與併入。簡單地說，有 意義的心向，包括學習者已存在知識結構的數量、清晰度和組 織能力；亦即個體在學習某一教材時是否存有學習該教材所必 須具備的相關認知結構。

2.有潛在意義的資料

學習者藉以學習的材料，不能僅是將許多概念或命題任意 堆砌而已，而是必須具有符合人類邏輯思考的特質，並組織成 一個完整的體系。不過，Ausubel 所指學習材料的邏輯關係是相 當有彈性的，例如：某個城市的月均溫，可以有意義連接於氣 候的概念，但也可以連接於太陽輻射、地球軌道的位置等內容。

五、有意義學習的評量

對於「學習成果」方面，有許多研究指出，倘若用來測量學習

成就的試題是傾向於記憶性的題目，則採用有意義學習取向的學生

會比使用傳統機械式學習法的學生表現較差；但若使用的評量工具

是用來測量學生的高層認知能力的話，則使用有意義學習的學生比

使 用 傳 統 機 械 式 學 習 的 學 生 表 現 明 顯 優 異 許 多 (Rivard & Yore, 1992)。Rivard & Yore 在評閱許多有關閱讀理解教學的相關文獻後，

亦指出現今學校中的傳統教學方式，對於學生理解科學教科書內容 的幫助是很有限的，它並未增加學生的高層思考能力(如：創造思 考、批判思考及後設認知能力等)；學生是否真的理解所學習的知識 內容，也頗令人懷疑。所以，教師必須教導學生有效的認知學習策 略，才能有效幫助學生理解說教式的教科書內容，以及習得理解其 重要概念的方法。

總之，有意義的學習強調：新的學習必須與認知結構中已有的經 驗取得聯結；並將新教材的內容，內化成認知結構的一部分。具體地 說，要進行一項有意義的學習活動，其先決條件為學習者具有相關的

「先備知識」(即學習者已具備有意義學習的心向)，其次，再使用有意 義的教材(組織結構符合人類邏輯思考的本質)。如此，整個學習活動就 被引導進入有意義的學習行為中，學習者也很容易將新學習的知識與 既有的舊知識與舊經驗聯結，統整成一個更廣大的知識結構，並成為 後續學習的「先備知識」。

本研究為了能促進有效的學習和有意義的學習，採用研究者自行

發展的「立體圖」單元概念圖教材，並以「閱讀概念圖」作為教學策

略，進行實驗教學，驗證此一教學策略對高職學生實習課程學習成就

與學習狀況之成效。

第四節 概念構圖之理論與應用

壹、概念的意義與學習 一、概念的意義

何謂「概念」？張春興、林清山(民 84)解釋：當我們用一個概 括的名稱或符號來代表具有共同屬性的一類事物之全體時，此名稱 或符號所代表者即為「概念」 (concept)。國外學者 Tennyson &

Park(1980)的說明十分詳細，認為： 「概念」一詞在大多數教育學與 心理學的文獻中，是指同一種類、同一名稱、同一符號所命名或表 示之物件(objects)或事件(events)的共同屬性(common attributes)，例 如，「事件」是下雪、畫圖等自然現象或人為事情；「物件」是貓、

風等具體或抽象的實體。此外， 「概念」也可由一組特性(或其他概念) 加以決定的，例如， 「母親」的概念，即可能擁有下列的特性：女性、

成人、已婚和小孩等，而在這一組特性中，每個概念的意義，則由 它與其餘概念間的關係來決定。也就是說，單獨一個概念，可能是 由其餘概念間的一組關係所組成。

如此說來，透過概念的學習與傳達，學生才能習獲新知識，並 且據以產生新概念，用來傳遞人類文明中最寶貴的資產－知識。所 以，當學生在從事一項新的學習任務時，他所帶進學習裡的最重要 事項，其實是他的概念(concepts)(余民寧，民 86)。

二、概念的學習

人類對於概念的學習，從出生就開始，一直到死亡為止。學習 的方式，或是透過積極的「發現學習」(discovery learning)，或是透 過被動的「接受學習」(reception learning)而得。過去的學校教育，

大部分是教師有計畫的設計教學活動，讓學生進行接受學習。這時，

教師必須在學生已具有的舊概念和即將學習的新概念間，構成一道

聯結才行。今日建構主義主張，教師應該引導學生以某種特殊的學 習方式，去「發現」所有新學習概念的意義。換句話說，學生必須 從他既有的概念架構中，自己去建構意義才行；而這項任務必須透 過所謂「有意義的學習」(meaningful learning)過程而習得(Novak, 1980a, 1980b)。

除了概念的學習，近年來，更有許多學者致力於概念、命題、

概念網路之研究。所謂「命題」 ，係指人們以某種特殊的方式，將兩 個或多個概念聯結起來，以構成一道命題(propositions)，以「天空是 藍色的」這個命題為例，即是將「天空」和「藍色的」兩個概念聯 結而成一道完整語句。當「命題」有意義(meaningful)時，即屬有效 命題，是人們學習的重點；反之，當命題無意義(meaningless)時，它 便是一道無效命題，是學習錯誤與干擾的來源，應該盡力避免(余民 寧，民 86)。至於，概念網路的建構，也就是本研究之重點，將在後 續作深入介紹。

貳、「概念圖」的定義與源起 一、概念圖之定義

所謂「概念圖」，係由命題所組成，每一個命題包括二個概念 節點(concept node)及概念間的連結語(relation link)。概念在概念圖中 以階層(hierarchy)的方式呈現，一般性、概括性的概念排在上層，較 特定、具體的概念則排在下層，而最下層的往往是最具體的範例(圖 2-4-1)。除此，概念叢集(cluster)與概念叢集之間可透過「橫向連結」

(cross link)加以連結，如圖 2-4-2 中「細胞分裂」與「新個體」所形

成的命題，為不同概念叢集間的連結，可代表概念上的創新或者觀

念的新詮釋(黃台珠，民 84；宋德忠、林世華、陳淑芬、張國恩，民

87)。

圖 2-4-1 一般性概念圖的簡單構造(資料來源：余民寧，民 86)

圖 2-4-2 概念圖示例(資料來源：陳淑芬，民 86) 一般性概念

R1

次級概 念(SC)

次級概念 (SC)

R₂ R₃

SC

SC

SC

SC

SC

SC

SC

R4

生殖方法

染色體 新細胞 減半

有性生殖

減數分裂 細胞分裂

無性生殖

染色體 精子 卵子 不變

可分為 可分為

利用 利用

導致

產生 產生 產生 產生

新個體 受精卵

導致

受精

發育

在教學上， 「概念圖」就是將教材或文章中的概念抽取出來，並 以一個「核心概念」(focal concept)為主題，圍繞著此一核心概念，

經由學習者的理解把所有相關概念組織起來，用以表徵學習者在相 關學科上的知識結構之語意網路圖。

至於「概念構圖」 ，是指概念圖建構歷程。當學習者進行概念構 圖時，即是透過一系列的命題，將所知道的概念與其他概念做有意 義的連結，進而構成一個有意義的組織網路。教師可從中偵測學習 者的知識結構(knowledge structure)及其錯誤概念(misconception)(余 民寧、陳嘉成、潘雅芳，民 85)。

二、概念構圖的源起

概念構圖最早乃由 Novak 於 1971 年左右在 Cornell 大學研究兒 童科學概念改變歷程時所提出。雖然概念構圖提出至今已約有三十 年的歷史，但其在科學教育的教學、學習與評量上的應用，一直深 受研究者所肯定(陳淑芬，民 86)。

(一)源起於問題解決的策略

概念構圖在心理學上是源起於問題解決的策略(Novak, Gowin

& Johansen, 1983)，且在早期的研究，大部分都是以人類的學習和 問題解決的「人工頭腦學模式」(cybernetics model)為基礎。

(二)建立在哲學和認識論(epistemology)的基礎

概念構圖在哲學和認識論(epistemology)上的基礎，則是由

Conant，Kuhn 和 Toulmin 等人的論述延伸而來的(Novak et al.,

1984)。而這兩個起源，最後則是聚斂在 Ausubel 的「認知學習的

同化理論」(assimilation theory of cognitive learning)。若以其闡釋「機

械式學習」和「有意義學習」在獲得知識過程的差異理論，被稱

為 Ausubel-Novak-Gowin theory(Wandersee, 1990)。

(三)基於瞭解學習者認知結構的需求

Novak 和 Gowin(1984)為了探索並具體顯示學生認知及知識發 展的結構， 以便瞭解學習者的已知， 於是根據 Ausubel 的階層記 憶(認知)結構理論、漸進分化、統整調和等原則，發展出一種可以 運用到所有領域的知識或技能的知識表徵工具，稱為「概念圖」

(concept maps)。這套以命題(proposition)為單位的連結圖形表徵，

企圖以嵌於命題架構中一套綱要圖解設計，來表徵概念的意義和 概念間有意義的關係(林純年，民 86)。

參、概念構圖的特性與型式 一、概念構圖的特性

Novak & Gowin(1984)指出概念圖的三個基本性質： 階層結構 (hierarchical) 、 漸 次 分 化 ( progressive differentiation) 、 整 合 一 致 (integrative reconciliation)。然就概念圖本身而言，概念圖需要學習者 多方思考並進行不同層次抽象化的轉化(Briscoe, 1991)。因此，概念 圖本身應具下列各項特性(林純年，民 86)：

(一)階層結構

概念圖具有階層性。位於圖面頂端者，為一個總括性概念 (Ruiz.Primo & Shavelson, l996)，概括性越大的概念置於越上層，

低層概念被統合於高層概念之下。這種階層結構顯示概念間的連 結，由連結語(linking words)連結兩個或多個概念，進而形成了命 題。命題沿著指示關係方向的箭頭，協助概念連結的發展(Novak

＆ Gowin, 1984)。

(二)漸次分化

當學習者學習更多相關概念時，區辨概念的學習歷程和思考

建構的認知過程，正好符合發展原則，包含了逐漸分化及階層性

組織。其中，分化包含兩種類型﹕(1)垂直分化，為擴增(extending)﹔

和(2)水平分化，為重組(reorganizing)。前者係透過個人對概念和命 題階層清楚的判斷，使概念圖中的分支呈現出知識領域垂直擴增 的漸次分化(Novak & Gowin, 1984)；後者則因水平分化而區分出交 叉連結(如階層中附屬分支間關係)。

於是，概念圖的結構類似樹狀，涵概最廣的概念位於最頂端。

2~5 個次廣的概念以線段和第一階的概念連接，這些連接線被標上 適當的動詞來強調連接關係的意義。這個階層的第三層可以一直 增添，直到重要的概念都已涵蓋在內，重要的關係也經確認。此 外，可以進一步加入跨接的連接，以顯示概念中某一部分和另一 部分間的關係(郭俊賢、陳淑惠譯，民 89)。

(三)整合一致

學習者不會零碎分割概念，而會考慮概念間關係的整合一 致，包括上下附屬統合(縱的連結)和同層次不同分支概念間的關聯 (橫的連結)。於是，由圖中概念語言連結的性質可進行統整性的評 估。亦即，將概念圖作為一種意義磋商的工具，可產生新的統整，

導致更多、更新的有效理解(Novak & Gowin, l984)。

(四)具象表徵

各個概念均以連結語連接。所謂「連結語」係指概念間關係 的適當連結標記(Ruiz-Primo & Shavelson, l996)是一種可看見的認 知結構表示法。所以，概念圖不只呈現線性內容或反應局部結構 的知識而已，還能反映出知識的心理性結構(王薌茹，民 83)。

(五)自由變化

除了一般概念和特定領域的連結外，概念圖易於連接不同次

屬領域的概念結構(sumomains of conceptual structure)，即是增加相

關概念的量來連接新資訊。其最有力的連結是連接先前分散的章 節或主題，將之統整在一起，使成完整的概念(Novak & Gowin, 1984)。

不過，概念圖永遠不會完全完成或完整(Ruiz-Primo & Shavelson, 1996)。因為，概念圖顯示概念與命題有無限排列的可能性，這表示 概念構圖的彈性、自由與包容；強調知識建構的過程而非結果；尊 重每一個人獨特合理的觀念與想法。它破除「知識為不變真理」的 迷失，並容許因個人成長、知識及經驗的變遷，而不斷地修正與改 變。

此外，兩個選取不同概念來當成核心概念的「構圖者」 ，他們對 同一單元內容的理解及組織方式，應該在概念的語意距離上、命題 網路的複雜度或激發命題網路的速度上可能都不相似，然而這些差 異對於學習與評量上都有很大的涵義(陳嘉成，民 87)。

二、概念構圖的主要型式

Jones、Palincsar、Ogle & Carr(1987)指出，概念構圖有三種主要 的型式，包括：蜘蛛網構圖(spider maps)、鎖鍊構圖(chain maps)和階 層構圖(hierarchy maps)，每一種型式各代表知識的特殊結構，概念和 概念之間的關係也因而不同(李永吟，民 87)。

(一)蜘蛛網構圖

以對未來可能的新能源看法為例，如圖 2-4-3 所示。其中，五

個箭頭的聯結線意含「為其中一種」(is a type of)，故此圖的五個

概念位於平等的地位，而每一大概念應該還有其他次概念的發展

空間以構成更複雜的網狀圖。

圖 2-4-3 蜘蛛網式的概念構圖(資料來源：李永吟，民 87)

(二)鎖鍊構圖

以課程發展工作的流程為例，如圖 2-4-4 所示。有箭頭的聯結 線係指「導致」(lead to)或使能夠(enable)。因此，前面的概念引導 後 面 的 概 念 ， 形 成 步 驟 性 的 關 係 ， 通 常 為 整 理 程 序 性 知 識 (procedural knowledge)所採用。

生質能

未來可能 的新能源

太陽能 地熱能

潮汐 風力

圖 2-4-4 課程發展的流程(資料來源：李永吟，民 87)

(三)階層構圖

被視為第三種知識組織的圖像，人類大腦中的知識基模常被 假想成這種形式。以下為一解釋語言結構階層性的例子，如圖 2-4-5(洪蘭譯，民 84)。階層圖中的聯結線代表上位階的概念「包 含」(subsume)下位階的概念，然而不同位置的聯結線可能會有不 同的意義，可能是「屬於其部分之一」，也可能是「屬於型式之 一」、「導致」或「屬於特質之一」等等(李永吟，民 87)。

政策之確定 目標之樹立 協助吾人選擇各種知能

參照學習與生長之歷程、社 會之需要及各種已有知識

作為課程設計依據 安排課程之內容

評量教學與學習成效 編選教學材料 設計教學方法 提供學習機會