第八章 複雜的認知歷程 台灣師大教育心理與輔導學系毛國楠教授.

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1 第八章 複雜的認知歷程 台灣師大教育心理與輔導學系毛國楠教授

2 百大特色小學／米倉國小 我的學校像迪士尼樂園
百大特色小學／米倉國小　我的學校像迪士尼樂園 「假如學校像兒童樂園，孩子會不愛上學嗎？」這是米倉國小校長吳望如的辦學理想，這天是學校九十七學年度開學日，我來到這所位於可俯瞰台北淡水河出海口的小學，聽他向家長說明辦學理念。 這天是一年級新生首日入學，一頭頭「森林小鹿」，骨碌碌的轉著好奇的大眼睛。八點多，一年級導師將孩子們帶出教室，走下木棧道，來到鄰近淡水河的平台。已經有小六學生手持氣球，在三樓高的烏樹下等待。他們大手拉小手，把氣球交到新生手上，並為他們戴上樹葉編織的桂冠。一頂由老師自製的木製花轎，上頭繞著樹葉、藤蔓，等待新生就座。 迎新生像娶新娘！校長用轎子把學生扛進來

3 概念的學習與教導 何謂概念（concept）
概念是以單一概括性的名稱或符號，代表具有共同屬性的一類事物的全體時，此名稱或符號所代表即為概念。概念可以幫我們處理大量的訊息成為易於管理的單位，顏色大約有750萬可以區分出差異，我們可用幾類來歸類。 範例：「what is a fruit」a banana, a tomato, a squash, an olive。

4 概念學習的觀點 原型（prototypes）與範例（examplars）
1.原型：是某類型最好的表徵，通常包括該類事物最多的特徵或訊息。例如：對北美人來說，鳥的典型的代表是知更鳥，但對其他成員來說，可能是鴕鳥或雞。 2.範例：另一種概念學習的方式，使把一種特定種類的真實記憶當作是範例，用以比較問題理的項目是否屬於同一種類。例如：公園裡的鋼鐵和石頭作的長椅（沙發還是雕塑品）。

5 概念學習的觀點 我們的基模知識（個體用以認識周圍世界的基本模式，相當於認知結構）和概念有相關。
概念（concepts）與基模（schemas） 我們的基模知識（個體用以認識周圍世界的基本模式，相當於認知結構）和概念有相關。 Feldman(2003)提出簡單化原則(the simplicity principle) 範例：我們知道偽鈔不是真的錢，因為我們知道偽鈔與犯罪有關。

6 哺乳類動物，簡單的說，大部分的哺乳類都有四條腿，而且生活在陸地上，在牠們皮膚的外面，還有一層細軟的毛髮保護牠們喔！最重要的是，哺乳類動物小的時候，都是吃母親的奶長大的，像我們人類，也是哺乳類動物呢！
★恐龍有四條腿、且生活在陸地上，但是牠沒有細軟的毛髮保護，所以恐龍不是哺乳類動物。 ☆蛇生活在陸地上，但是牠沒有四條腿，也沒有細軟的毛髮保護，所以蛇也不是哺乳類動物。

7 海洋中，海豚從不屬於魚類． 不但海豚是生活在哺乳動物，鯨魚、海狗、海象也是哺乳類動物． 作為哺乳類動物，首要條件是要恆溫，每當天氣低於攝氏零度或高於四十度，牠們都要將體溫升高或下降，使之平衡。要保持一定的體溫，哺乳類動物通常會作出一系列的應變措施。 為了避免冷空氣使身體體溫下降，動物大多長出一層皮毛，以絕緣冷空氣。由於毛髮是理想又最便宜的絕緣體，將體內熱量有效地保留在皮膚層底下；故此有些動物特別在冬天時長出長長的毛髮，例如：馴鹿在冬天時，牠們的皮毛厚約十五厘米，這些長毛會大大減慢熱量在皮膚流失，就算是零下三十度寒冷天氣，也不畏寒風。 

8 教導概念的策略 例如教a vs. an的用法 A cat is an useful animal.
教導概念要能聯合獨特的特徵和原型兩部分 。 例如教a vs. an的用法 A cat is an useful animal. Jonny is a honesty man. Mr. Green is one scientist.

9 教導概念的策略—課程構成要素（lesson components）
不論使用何種策略概念，在任何課程中，你將需要使用四個構成要素： 1.舉出例子與非例子：有時叫正面與反面的例子 2.辨識有關和無關的屬性 3.對概念命名 4.清楚明確的定義：好的定義有二因素（1）一般分類（2）定義屬性。

10 學童的植物繁殖迷思概念：學童的植物繁殖迷思概念包括「繁殖的意義」、「根的繁殖」、「莖的繁殖」、「葉的繁殖」、及「種子的繁殖」、「果實的繁殖」、「花與繁殖」、「繁殖的方式」、「植物與環境」等。

11 對平行四邊形概念的描述, 可以有如下一組等價定義:
(1) 兩組對邊分別平行的四邊形叫做平行四邊形。 (2) 一組對邊平行且相等的四邊形叫做平行四邊形。 (3) 兩組對邊分別相等的四邊形叫做平行四邊形。 (4) 兩組對角分別相等的四邊形叫做平行四邊形。 其中, 定義(1) 是平行四邊形概念的典型定義。典型定義, 是指最易於學生學習而又不失數學嚴謹性的定義, 這與概念結構的原型說有相近的涵義, 即把典型定義的圖式作為概念域中的一個實例。

12 教導概念的策略—課程的結構 （lesson structure）
用原型和最好的範例以幫助學生建立類別的概念，並呈現這個類別較寬廣的可能性，包括在這個種類不相關屬性的變種，以避免學生聚焦於無關的訊息上而當成是定義的特徵。可避免概括不足(undergeneralization)或不當的排除。 提供的非例子要很接近概念，但缺少一些關鍵屬性，可避免過度概括化(overgenalization)或不當的含括。 在學生似乎已經能透過練習，去思考領會這個概念，並要求他們去思考形成的假設和考驗他們假設的方法是有助益的。

13 教導概念的策略—概念的擴展與連接（extending and connecting concepts）
一旦學生對概念有較佳的認識之後，他們必須要加以運用。可能是做練習、問題解決、寫作、閱讀、解釋或其他需要運用心的理解的活動，這將概念連結到學生的相關基模知識的網路中。有一種叫概念構圖（concept mapping）的方法常可在某些工具書上看到，適合小學生使用。

14 透過「發現」教導概念 （Bruner） 結構和發現（structure and discovery）
活動中發現（discovery in action）： 直覺思考(intuitive discovery)：鼓勵學生自行探索。 引導發現(guided discovery)：教師適當引導。

15 透過「解說」教導概念 （Ausubel） 前導組織(advance organizers)：前導組織是在學習前，提供有關於學習內容的廣泛介紹。最理想的學習通常發生在學生的基模和將被學習的材料間有適當連結。 講述課程的步驟： 1.前導組織。 2.使用特殊範例呈現類似或相異的內容。 3.連結組織與內容。

16 問題解決（problem solving）
問題解決定義：跳脫過去所學的簡單作法與規則，想出新的答案，以達成新的目標。

17 廣泛性問題解決策略—IDEAL 確認問題（Identifying：problem finding）
界定目標，表徵問題（Defining goals and representing the problem） 探索可能的解決策略（Exploring possible solution strategies） 期待、行動和回顧 (Acticipating,acting,and looking back)

18 廣泛性問題解決策略—確認問題 發現問題，正視問題的存在，把問題當作契機。 1.認識「問題」
當某人有一目標期待去達成或有一障礙有待克服時，「問題」就產生了。 為了探討處理問題的「能力」，我們勢必先對「問題」(見註一問題的定義)有一明確的界說： 「問題」是一種心理狀態，可用圖一的形式來表示： ∣始態;目前所處的狀態〉→∣末態;預期達到的狀態〉

19 我們可以依據「問題」的表徵來分析它的性質：
‧「問題」的明確度； 有些問題有明確的始態和末態，例如由x-2=0的方程式(始態)求得x=2(末態)的結果。

20 有些問題有明確的始態，但末態只是一個方向性的或範圍內的目標，例如帶了充份的錢要去餐館吃午餐，到那家吃、吃什麼都無所謂，也都末確定。有的問題始態不明確，但末態很確定，例如消防設計：什麼情況會發生失火不知道，但失火要怎麼處理是確定的。有的問題則始態與末態均不明確，例如經濟上的匯率調控問題。

21 不明確的「問題」不容易操作，有時需經過確實的再評估或把模糊的大「問題」分解成為一系列的「小問題」之後，可以使問題的始態和末態更明確一些。

22 廣泛性問題解決策略—界定目標，表徵問題 1.專注：將資訊去蕪存菁。
2.理解問題的字面意義：如果誤會題目當中某一句話的含意，在正確表徵問題以及設定目標的時候就會遇到困難。如中學生不瞭解商品打「折」的意思，就不會解題。 3.了解問題的全貌：把所有相關的資訊跟文句正確完整的組合起來，以充分瞭解、詮釋問題的全貌。研究顯示有些學生會太快下結論，一旦他們把問題歸類好了以後，就會啟動一個特定的基模。這個基模會引導你去注意相關的資訊，並且設定你所期望看到的正確答案。

23 理解問題的字面意義之應用 內容：有個嬰兒患有心臟瓣膜閉鎖不全，血液無法從肺部排出足夠的二氧化碳，因此，該嬰兒的膚色看起來是紫色的。
瀏覽文字(textbase)： when therefore Have 無法排除[CO2] 紫色[血液] [嬰兒，瓣膜缺陷] 透過肺部 足夠的

24 情境模型(Situation model)
心臟 紅色血液攜帶氧氣 肺部 嬰兒 瓣膜缺陷 紫色血液攜帶二氧化碳

25 廣泛性問題解決策略—界定目標，表徵問題 4.詮釋以及基模訓練：學生學習的時候，解題步驟應該一次處理一種資訊，並且請學生比較、對照各個例題。每種解法的相同之處為何？相異之處為何？為什麼？學者研究發現大學生在解化學題目時，如果可以參考專家在解答中每個重要步驟旁加註的解題思考過程，就可以學到更多，要求學生迴響、思考這些例題也會有幫助。總而言之，解釋以及思考都會讓這類例題的解答更有效發揮教學作用。 5.問題表徵的結果：基模驅動的問題解決法，啟動正確基模，解答就十分明顯的呈現出來，因為答案就在基模中，也就是說，你還沒有真正解決一個新的問題，只是看出了新問題對於這個問題沒有現成的解決方法，或是啟動的基模沒有發揮作用，必須尋找另外的問題解決方法。

26 廣泛性問題解決策略—探索可能的解決策略 系統法則（演算法）：逐步解決問題的程序 啟發法：試圖解決問題的一般策略
1.目標分析：將目標分割成許多次目標，分析每個目標可使用的手段→縮減距離（找尋目前狀況與達到目標間差異，縮減之間的距離）。 2.反向工作策略：從目標開始然後向後移到以解決問題的啟發法。 3.類推思考：限定去尋找的解答與當時所面對的情境相同。 4.言語化：將問題解決計畫用文字呈現且向別人解說你的理由。

27 廣泛性問題解決策略—期待、行動和回顧 表徵問題和探索可能的解答之後，下一步是選擇一個解答和預期其結果。在選擇解決策略和實施之後，透過檢查證據或反證解答來評估這個結果。

28 阻礙問題解決的因素 功能固著（fixation）：無法以新方式使用物體及工具。
反應心向（heuristics）：死板的傾向用相似的方式做反應。 靈活（flexibility）的重要： 1.play with the problem：問自己「我知道什麼」、「回答此問題我需要知道什麼」、「是否能用另外方式看待此問題」。 2.insight：開放心胸接受多重可能，洞察就會出現。

29 反應心向實例 如何運用這三桶水的容量完成目標容量？ 答：2A+C 2(1)+18=28

30 第一組解1~10題解法為B-2C-A 第二組解8~10題解法為A-C

31 有效的問題解決—專家會做什麼？ 專家的知識：專家除了表徵問題非常快速之外，還知道接下來要做什麼，他們有大量的產物或者是在各種情境中可取得行動的條件---行動基模。 專家教師：專家教師有一種教室內的典型是什麼的意識，因此對許多教室內的活動、事物、例行公事都自動化了；專家教師注重分析問題和心理，以運用不同的原理原則去發展解答；對教材有較深入和較具組織性的知識，能臨時提供解釋和當場創造例子；能了解學生。

32 有效的問題解決—生手知識 人們改變基本概念的四個基本條件： 1. 學生必須要不滿意現在的概念；他們現有的概念是錯的、不完整的。
2. 學生必須要了解新的概念 3. 新的概念必須看起來是真實的，必須要符合學生已經知道的。 4. 新的概念必須看起來是有效的。

33 成為一位專家學生—學習策略與學習技能 學習策略 1.教授策略技巧的重要原理 2.決定什麼是重要的
3.摘要：由易到難，每個摘要問學生「這一段的主要句是什麼？」「提出大的觀念」「發現支持性的資訊」「刪除不需要之資訊」 4.畫底線或做鮮明標記 5.做筆記 6.引導學生做筆記圖表

34 運用視覺工具組織材料 1.READS：主題與副主題、粗體字、我期待學到什麼、讀書、用自己的語言。
2.PQ4R：Preview、Question、Read、Reflect、Recite、Review。 3.CAPS（閱讀文學作品）誰是、故事、發生了什麼、Solved。 4.KWL：已知、想知、我學到。

35 從科學資優生表現的特色，探索提升規則發現能力的方法？ ---[科學教育學刊]林緯倫 連韻文 台大心理學系
對象：通過「科學資優生甄試」台大學生 vs通過聯考進入的台大學生 方法：採用心理學常用的規則發現作業-「2 4 6作業」 結果：前者(科學資優生)表現優於後者，且他們大多採用「雙假設測試法」，而非反例法。

36 「雙假設測試法」：

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38 「雙假設測試法」優勢 一般而言，人若反覆在某種思考之中，就極容易陷入相同模式而無法跳脫，資優生在測試初期採用「雙假設測試法」，較易提高交疊性假設的產生，當假設已經很接近答案時，僅需要局部微調即可獲得解答。 根據上述實驗，並考量一般學生工作記憶負荷量的限制，指導另一組大學生採用一種「有限的雙假設測試策略」，結果一般大學生在假設檢驗推理作業上的成功率由26.7%大幅提升至81.8%。

39 研究結果討論 實驗一：資優生在假設檢驗的過程中較一般學生更傾向使用雙假設測試策略，該策略有助於資優生在解決問題的初期產生較多的交疊性的假設。
實驗二：顯示一般大學生只要在認知負荷不超過限制的狀況下，可以經由簡單的指導，而使用較佳測試策略，產生較多交疊性另有假設，並較快地找出預設規則。

40 學習遷移的教導 遷移（transfer）的定義：指舊學習影響新學習效果的現象，包括正向遷移、負向遷移、特殊遷移（相似情境）、一般遷移（不相似情境）。

41 低路徑遷移（low-road transfer） ：高度練習的技巧產生自動化遷移。
高路徑遷移（high-road transfer）：抽象知識的應用學習由一個情境到不同的新情境。

42 正向遷移的教導 取得階段：學生不僅接受策略的指導，即使用並不斷複習練習及覺察何時及如何使用。 保留階段：更多練習與回饋。
遷移階段：老師提供新的問題可用相同策略解決，甚至問題出現各種不同的面貌，增進學生動機及使用策略。

43 征服微薄就業時代 當今勞動市場趨向薪水低、福利少、保障少的高風險時代，如何突圍，累積自己職場競爭力？