研究孩童归纳能力的电脑学习环境.pdf

研究孩童歸納能力的電腦學習環境 1 2 3 4 1 2 2 1* 黃永廣 連韻文 吳昭容 蘇順隆 李俊岳 陳亦媛 吳佳瑾 許勝程 1 2 國立雲林科技大學 電子資訊研究所 國立台灣大學 心理學系 3 4 國立台北師範學院 心理與輔導學系 國立雲林科技大學 文理通識學科 1*雲林縣斗六市(640)大學路三段 123 號 1* Email: g9010802@.tw 本文中採用認知心理學的實驗方法為基礎，藉由實驗及 摘要 分析，了解學生在學習過程中所不足的方面，以作為未 本文中由認知科學觀念切入，以認知心理學實驗 來建構智慧型電腦輔助學習時，學生錯誤模型建立的依 為基礎，發展出一套適合研究孩童歸納能力的電腦輔助 據。 學習環境，了解孩童進行歸納之歷程以及可能犯下的錯 而本文中，所要探討的認知學習過程為學生歸納 誤，以作為未來建構學生錯誤模型的基礎。並由實際實 推理的能力。歸納推理能力為一種相當重要的認知能 驗中，發現在電腦提供工作記憶及資料篩選的幫助後， 力，透過此能力，可以進行分類、區辨、建立因果關係 孩童的歸納推理能力顯得相當不錯。 等，更能有效的對事物作預測[1] ，因此近年來的科學教 關鍵字：電腦輔助學習、認知科學、認知心理學實驗、 育都鼓勵學童以實驗歸納的方式進行學習活動。然而由 歸納推理能力、CLogo 、學生錯誤模型 過去文獻中得知，許多研究多指出國小學童的歸納推理 能力並不佳，例如：無法系統化地實驗，以及紀錄實驗 1.緒言 過程，會根據非決定性或資訊不足的資料作判斷，會忽 略不一致的資料等等[1,2] 。 人工智慧領域長久以來之研究，主要以電腦之計 算過程來模擬出人類的智慧能力，但是使用的方法大都 而造成在以往歸納推理作業中不理想的表現，可 是迥異於人類思維的模式。其使用電腦記憶體大，邏輯 能是因為某些限制，如：工作記憶較差等，並非是缺少 運算快速等優點，在某些功能上超越人類。但在智慧型 歸納能力。因此，本文假設學童在工作記憶上及資料篩 電腦輔助學習的範疇下，如此的方法並不完全適用，電 選能力的不足，提出一套具有輔助此兩種能力之的電腦 腦之計算過程必須模擬學生的思維過程，如此才能在學 介面。學童可以經由實驗歸納出規則，並將歸納歷程區 生的學習過程中，依照學生的學習歷程所犯的錯誤，給 分為「資料選擇」（data selection ）、「運算」（computation ） 予適當的指引。因此，建立適當之學生錯誤模型，為智 和「評估」（evaluation ）三部份來探討。「資料選擇」包 慧型電腦輔助學習系統相當重要的一環。 括孩童從實驗所得的資料、採用的與忽略的資料等；「運 算」的部份則是就所選擇的資